KR20220169249A - Battery module for vehicle capable of delaying thermal runaway - Google Patents

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박성환
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강성주
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Abstract

The present invention relates to a battery module for vehicle capable of delaying thermal runaway, which delays the transmission of thermal runaway to other adjacent battery cells when thermal runaway occurs in a battery cell, discharges excessive venting gas due to thermal runaway to the outside, and can quickly detect temperature anomalies of battery cells. The battery module for vehicle capable of delaying thermal runaway according to the present invention comprises: a housing (10); battery cells (20) provided in plurality and arranged in a thickness direction inside the housing (10); pads (33) provided between each of the battery cells (20); and a mica plate (31) provided between adjacent other battery cells (20) for every predetermined number of the battery cells (20).

Description

열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈{BATTERY MODULE FOR VEHICLE CAPABLE OF DELAYING THERMAL RUNAWAY}Vehicle battery module capable of delaying thermal runaway {BATTERY MODULE FOR VEHICLE CAPABLE OF DELAYING THERMAL RUNAWAY}

본 발명은 배터리셀에서 열폭주의 발생시, 인접한 다른 배터리셀로 전달되는 것을 지연시키고, 열폭주에 의한 벤팅가스가 과도하게 발생하면 이를 외부로 배출되도록 하며, 배터리셀의 온도 이상을 신속하게 감지할 수 있도록 한 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에 관한 것이다.When thermal runaway occurs in a battery cell, the present invention delays the transfer to other adjacent battery cells, releases excessive venting gas due to thermal runaway to the outside, and quickly detects an abnormal temperature of the battery cell. It relates to a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway.

전기자동차와 같은 친환경자동차는 상기 자동차를 구동시키는 모터에 전원을 공급하는 배터리모듈이 장착되어 있다.An eco-friendly vehicle such as an electric vehicle is equipped with a battery module that supplies power to a motor driving the vehicle.

상기 배터리모듈은 복수의 배터리셀을 패키지화하여 구성한다.The battery module is configured by packaging a plurality of battery cells.

이러한 배터리모듈은 그 내부에 설치된 배터리셀 중에서 어느 하나의 배터리셀에서 열폭주가 발생하여 인접한 다른 배터리셀로 열과 화염이 확산되는 것을 지연시키기 위한 구조가 적용되지 않았다.Such a battery module does not have a structure for delaying the spread of heat and flame to other adjacent battery cells when thermal runaway occurs in one of the battery cells installed therein.

이와 같이, 상기 배터리셀의 열폭주는 상기 배터리모듈의 화재로 이어지고, 이는 곧 상기 자동차의 화재로 이어지게 된다.As such, thermal runaway of the battery cell leads to a fire in the battery module, which in turn leads to a fire in the vehicle.

또한, 상기 배터리모듈은 상기 배터리모듈내의 특정 부위에서만 온도를 감지하기 때문에, 나머지 부위에서 열폭주가 발생하는 경우, 이를 늦게 감지하고 탑승자에게 배터리모듈의 온도 이상을 경보하는 데까지 많은 시간이 걸리는 문제점이 있었다.In addition, since the battery module senses the temperature only at a specific part in the battery module, when thermal runaway occurs in the other part, it takes a long time to detect it late and alert the occupant of the temperature abnormality of the battery module. there was.

특히, 상기 배터리셀의 발화로 인한 상기 자동차의 화재는 특성상 진화가 쉽지 않기 때문에, 배터리셀의 열폭주가 발생하는 경우, 이는 많은 피해를 입히게 된다.In particular, since the fire of the vehicle due to ignition of the battery cell is not easy to extinguish due to its nature, when thermal runaway of the battery cell occurs, it causes a lot of damage.

KR 10-2012-0111686 A (2012.10.10, 명칭 : 전기자동차용 배터리 온도제어장치)KR 10-2012-0111686 A (2012.10.10, name: battery temperature controller for electric vehicle)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 배터리셀에서 열폭주가 발생하는 경우, 열폭주로 인한 화염이 인접한 다른 배터리셀로 확산되는 것을 지연시키고, 열폭주에 의해 발생한 벤팅가스를 외부로 신속하게 배출시킬 수 있도록 한 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and when thermal runaway occurs in a battery cell, it delays the spread of flame due to thermal runaway to other adjacent battery cells, and reduces the venting gas generated by thermal runaway. An object of the present invention is to provide a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway so that it can be rapidly discharged to the outside.

본 발명의 다른 목적은 특정 배터리셀에서 열폭주가 발생하는 경우, 이를 신속하게 하게 감지하여 탑승자에게 통보할 수 있도록 한 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery module for a vehicle capable of delaying thermal runaway so that when thermal runaway occurs in a specific battery cell, it can be quickly detected and notified to an occupant.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈은, 하우징; 복수로 마련되어, 상기 하우징의 내부에서 두께방향으로 배열되는 배터리셀; 각각의 상기 배터리셀 사이에 구비되는 패드; 및 미리 정해진 개수의 상기 배터리셀마다 인접한 다른 상기 배터리셀 사이에 구비되는 운모판;을 포함한다.A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention for achieving the above object includes a housing; Battery cells provided in plurality and arranged in a thickness direction inside the housing; Pads provided between each of the battery cells; and a mica plate provided between adjacent other battery cells for every predetermined number of the battery cells.

상기 운모판에 내화도료가 도포되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a fireproof paint is applied to the mica plate.

상기 내화도료는, 미리 정해진 온도를 초과하면, 발포되어 열전이를 지연시키는 것을 특징으로 한다.The fire-resistant paint is characterized in that when it exceeds a predetermined temperature, it foams and delays thermal transition.

상기 하우징의 내측면에 내화도료가 도포되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a fire-resistant paint is applied to the inner surface of the housing.

상기 하우징의 내측면과 상기 배터리셀의 상부면 사이에 또 다른 운모판이 구비되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that another mica plate is provided between the inner surface of the housing and the upper surface of the battery cell.

상기 배터리셀들의 온도와 전압을 감지하기 위한 온도 및 전압감지 구조물은 운모판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The temperature and voltage sensing structure for sensing the temperature and voltage of the battery cells is characterized in that it is composed of a mica plate.

상기 배터리셀의 버스바를 서로 전기적으로 연결하는 버스바 및 상기 배터리셀의 전압을 감지하는 구조물인 버스바 및 전압감지 구조물이 운모판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the bus bar for electrically connecting the bus bars of the battery cell to each other, the bus bar as a structure for sensing the voltage of the battery cell, and the voltage sensing structure are composed of mica plates.

상기 하우징의 일측에 설치되어, 상기 하우징 내부에서 상기 배터리셀의 열폭주에 의해 발생하는 벤팅가스로 인하여 상기 하우징 내부의 압력이 미리 정해진 압력에 도달하면, 상기 벤팅가스를 외부로 배출시키는 가스배출밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.A gas discharge valve installed on one side of the housing and discharging the venting gas to the outside when the pressure inside the housing reaches a predetermined pressure due to the venting gas generated by thermal runaway of the battery cell inside the housing. It is characterized in that provided.

상기 하우징의 일측에 배출공이 형성되고, 상기 배출공에 상기 가스배출밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.A discharge hole is formed on one side of the housing, and the gas discharge valve is installed in the discharge hole.

상기 가스배출밸브는, 상기 하우징 내부의 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되면서, 상기 벤팅가스를 배출시키는 것을 특징으로 한다.The gas discharge valve is broken when the pressure inside the housing reaches a predetermined pressure, and discharges the venting gas.

상기 가스배출밸브는, 바디; 상기 바디의 둘레에 형성되고 상기 배출공에 끼워져 고정되는 플랜지; 상기 벤팅가스의 배출시 외측으로 벌어지도록 상기 바디의 내부에 형성되는 플랩; 상기 하우징 내부의 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되도록 상기 플랩 사이에서 선형으로 형성되는 절개라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.The gas discharge valve may include a body; A flange formed on the circumference of the body and fixed by being inserted into the discharge hole; a flap formed inside the body to open outward when the venting gas is discharged; It is characterized in that it comprises a cut line formed linearly between the flaps to be broken when the pressure inside the housing reaches a predetermined pressure.

상기 절개라인의 두께는 상기 플랩의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 한다.The thickness of the incision line is characterized in that formed thinner than the thickness of the flap.

상기 플랩의 두께는 2mm 내지 3mm로 형성되고, 상기 절개라인의 두께는 0.5mm 내지 1.5mm로 형성되는 것을 특징으로 한다.The thickness of the flap is formed to 2mm to 3mm, and the thickness of the incision line is characterized in that it is formed to 0.5mm to 1.5mm.

상기 하우징에 간격을 두고 복수의 배출공이 형성되고, 상기 가스배출밸브는 각 배출공 마다 설치되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a plurality of discharge holes are formed in the housing at intervals, and the gas discharge valve is installed for each discharge hole.

복수의 상기 배터리셀을 가로질러 배치되고 각각의 상기 배터리셀로부터 발생한 열을 흡수하는 고열전도판; 및 상기 고열전도판의 일측에 설치되는 온도센서를 더 포함하고, 상기 온도센서가 상기 고열전도판의 온도를 감지하여 복수의 상기 배터리셀의 온도를 감지하는 것을 특징으로 한다.a high thermal conduction plate disposed across the plurality of battery cells and absorbing heat generated from each of the battery cells; and a temperature sensor installed on one side of the high heat conduction plate, wherein the temperature sensor detects the temperature of the high heat conduction plate and thus the temperature of the plurality of battery cells.

상기 고열전도판은, 복수의 상기 배터리셀의 상부면에 설치되는 것을 특징으로 한다.The high thermal conduction plate is characterized in that it is installed on the upper surface of the plurality of battery cells.

상기 고열전도판은, 복수의 상기 배터리셀이 배열되는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.The high thermal conduction plate is characterized in that it is disposed in a direction in which the plurality of battery cells are arranged.

상기 고열전도판과 복수의 상기 배터리셀 사이에 갭필러가 도포되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a gap filler is applied between the high thermal conductivity plate and the plurality of battery cells.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에 따르면, 배터리셀 사이 또는 배터리셀과 하우징 사이에 화염, 열전이를 지연시킬 수 있는 구조를 적용함으로써, 인접한 배터리셀로 열폭주에 의한 화염이 전달되는 것을 지연시킬 수 있다.According to the vehicle battery module capable of delaying thermal runaway of the present invention having the above configuration, by applying a structure capable of delaying flame and thermal transition between battery cells or between a battery cell and a housing, thermal runaway to adjacent battery cells can delay the propagation of flame by

또한, 열폭주에 의해 발생하는 벤팅가스가 외부의 산소와 접촉하는 것을 방지하도록 기밀구조를 가지면서, 상기 벤팅가스가 과도하게 발생하는 경우, 이를 외부로 신속하게 배출시켜 상기 배터리모듈의 안정성이 향상된다.In addition, while having an airtight structure to prevent the venting gas generated by thermal runaway from contacting external oxygen, when the venting gas is excessively generated, it is quickly discharged to the outside to improve the stability of the battery module. do.

온도센서가 복수의 배터리셀에 걸쳐 설치된 고열전도판이 설치되기 때문에, 상기 온도센서가 복수의 배터리셀의 온도를 감지할 수 있어서, 배터리셀의 온도 이상(異常)을 신속하게 감지하고, 이를 탑승자에게 신속하게 통보할 수 있다.Since the temperature sensor is installed on a high heat conduction plate installed over a plurality of battery cells, the temperature sensor can detect the temperature of the plurality of battery cells, quickly detects an abnormality in the temperature of the battery cells, and informs the occupant. can be notified quickly.

도 1은 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에서 하우징을 분리한 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에서 배터리셀이 적층된 상태를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에서 하우징에 가스배출밸브가 설치된 상태를 도시한 확대 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에서 가스배출밸브를 통하여 벤팅가스가 배출되는 상태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에 적용된 가스배출밸브의 정면도.
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 절개 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에 적용된 가스배출밸브가 개방된 상태를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에 온도센서가 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에 온도센서가 설치된 상태를 확대 도시한 평면도.1 is a perspective view showing a state in which a housing is separated from a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a state in which battery cells are stacked in a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention.
3 is an enlarged perspective view showing a state in which a gas discharge valve is installed in a housing in a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a state in which venting gas is discharged through a gas discharge valve in a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention.
5 is a front view of a gas discharge valve applied to a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention.
6 is a perspective view cut along line Ⅰ-Ⅰ of FIG. 5;
7 is a perspective view illustrating a state in which a gas discharge valve applied to a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention is opened.
8 is a perspective view illustrating a state in which a temperature sensor is installed in a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention.
9 is an enlarged plan view illustrating a state in which a temperature sensor is installed in a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리 모듈은, 하우징(10)과, 복수로 마련되어, 상기 하우징(10)의 내부에서 두께방향으로 배열되는 배터리셀(20)과, 각각의 상기 배터리셀(20) 사이에 구비되는 패드(33)와 미리 정해진 개수의 상기 배터리셀(20)마다 인접한 다른 상기 배터리셀(20) 사이에 구비되는 운모판(31)을 포함한다.A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway according to the present invention includes a housing 10, a plurality of battery cells 20 provided in a plurality and arranged in the thickness direction inside the housing 10, and each of the battery cells ( 20) and a mica plate 31 provided between the adjacent battery cells 20 for every predetermined number of the battery cells 20.

하우징(10)은 내부에 공간이 형성되어, 후술되는 구성요소를 수용하도록 한다.A space is formed inside the housing 10 to accommodate components to be described later.

상기 하우징(10)의 내측면에는 내화도료가 도포되는 것이 바람직하다.It is preferable that a fire-resistant paint is applied to the inner surface of the housing 10 .

배터리셀(20)은 복수로 구비되고, 일정한 방향으로 배열된다. 상기 배터리셀(20)은 파우치형태의 배터리셀(20)이 적용될 수 있다. 이러한 상기 배터리셀(20)은 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 배열된다.The battery cells 20 are provided in plurality and are arranged in a certain direction. The battery cell 20 may be a pouch-shaped battery cell 20. The battery cells 20 are arranged in the thickness direction of the battery cells 20 .

상기 배터리셀(20)은 상기 배터리셀(20)의 측단에 형성되는 버스바(21)를 이용하여 서로 전기적으로 연결되어, 배터리모듈(1)에서 필요한 전압이 출력되도록 한다.The battery cells 20 are electrically connected to each other using bus bars 21 formed at side ends of the battery cells 20 so that a voltage required by the battery module 1 is output.

각각의 상기 배터리셀(20) 사이에는 패드(33)가 구비된다. 상기 패드(33)는 폴리우레탄(polyurethane)을 재질로 하여 상기 배터리셀(20) 간을 완충시키는 역할을 한다.A pad 33 is provided between each of the battery cells 20 . The pad 33 is made of polyurethane and serves to buffer the space between the battery cells 20 .

운모판(31)은 미리 정해진 개수의 상기 배터리셀(20)마다 인접한 다른 배터리셀(20) 사이에 구비된다. 운모는 내열성이 높기 때문에, 상기 운모판(31)은 복수의 상기 배터리셀(20) 중에서 일부 배터리셀(20)에서 열폭주가 발생하는 경우, 열이나 화염이 다른 배터리셀(20)로 전파되는 것을 차단한다. 상기 배터리셀(20)이 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 배치되고, 그 사이에 상기 운모판(31)이 배치되는 바, 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 열과 화염이 전파되는 것을 차단한다.The mica plate 31 is provided between adjacent other battery cells 20 for every predetermined number of the battery cells 20 . Since mica has high heat resistance, the mica plate 31 is used to propagate heat or flame to other battery cells 20 when thermal runaway occurs in some of the battery cells 20 among the plurality of battery cells 20. block it out The battery cell 20 is disposed in the thickness direction of the battery cell 20, and the mica plate 31 is disposed therebetween, preventing heat and flame from propagating in the thickness direction of the battery cell 20. block it

상기 운모판(31)에는 내화도료(32)가 도포되어, 열과 화염의 전파를 추가적으로 차단하는 것이 바람직하다. 상기 내화도료(32)는 미리 정해진 온도를 초과하면, 발포되어 열과 화염의 전이를 지연시킨다. It is preferable that the fire-resistant paint 32 is applied to the mica plate 31 to additionally block the propagation of heat and flame. When the fire-resistant paint 32 exceeds a predetermined temperature, it foams and delays the transfer of heat and flame.

상기 운모판(31)은 상기 배터리셀(20)들의 상부면과 상기 하우징(10)의 내측면 사이에도 적용될 수 있다.The mica plate 31 may also be applied between the upper surfaces of the battery cells 20 and the inner surface of the housing 10 .

상기 운모판(31)은 필요시 온도 및 전압감지 구조물과 함께 구성될 수 있다.The mica plate 31 may be configured with a temperature and voltage sensing structure if necessary.

또한, 상기 배터리셀(20)을 전기적으로 직렬, 병렬 연결하기 위한 버스바와 각각의 상기 배터리셀(20)의 전압을 감지하기 위한 구성이 일체로 이루어진 버스바 및 전압감지 구조물도 운모판(31)으로 구성될 수 있다.In addition, the bus bar for electrically connecting the battery cells 20 in series and parallel and the bus bar for sensing the voltage of each of the battery cells 20 and the voltage sensing structure are integrated with the mica plate 31 may consist of

여기서, 상기 온도 및 전압감지 구조물, 상기 버스바 및 전압감지 구조물에서는 상기 운모판(31)이 불연성 운모판으로 적용되는 것이 바람직하다. 상기 구조물들은 통상 사출물로 구성되지만, 화재에 취약하므로, 불연성의 운모판(31)으로 대체하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the mica plate 31 is applied as an incombustible mica plate in the temperature and voltage sensing structure and the bus bar and voltage sensing structure. The structures are usually composed of extruded materials, but since they are vulnerable to fire, it is preferable to replace them with non-combustible mica plates 31.

아울러, 전압이나 온도감지를 위한 와이어링 PCB도 화재에 취약하므로, 상기 불연성의 운모판(31) 뒤에 배치되도록 한다. 즉, 상기 불연성의 운모판(31)의 일측면은 상기 배터리셀(20)과 접하고, 타측면에 상기 와이어링 PCB와 접한다.In addition, since the wiring PCB for voltage or temperature sensing is also vulnerable to fire, it is placed behind the incombustible mica plate 31. That is, one side of the incombustible mica plate 31 is in contact with the battery cell 20 and the other side is in contact with the wiring PCB.

상기 하우징(10)은 기밀된 구조로 이루어져, 상기 배터리셀(20) 중 어느 하나의 배터리셀(20)에서 열폭주 발생시, 열폭주로 인하여 발생한 벤팅가스가 대기중의 산소와 반응하는 것을 최소화한다.The housing 10 has an airtight structure, and when thermal runaway occurs in any one of the battery cells 20, the reaction of the venting gas generated due to the thermal runaway with oxygen in the air is minimized. .

다만, 상기 벤팅가스가 지속적으로 발생하여, 상기 하우징(10) 내부의 압력이 높아지는 경우, 상기 하우징(10)이 변형되고, 이는 또 다른 문제를 일으키게 되므로, 상기 벤팅가스를 외부로 배출시켜야 한다. 이를 위하여, 상기 하우징(10)의 일측에 상기 벤팅가스로 인하여 상기 하우징(10) 내부의 압력이 미리 정해진 압력에 도달하면, 오픈되어 외부로 상기 벤팅가스를 배출시키는 가스배출밸브(40)가 구비된다.However, when the venting gas is continuously generated and the pressure inside the housing 10 increases, the housing 10 is deformed, which causes another problem, so the venting gas must be discharged to the outside. To this end, a gas discharge valve 40 is provided on one side of the housing 10 to open and discharge the venting gas to the outside when the pressure inside the housing 10 reaches a predetermined pressure due to the venting gas. do.

이를 위하여, 상기 하우징(10)의 일측에는 배출공(11)을 형성하고, 상기 배출공(11)에 상기 가스배출밸브(40)를 설치함으로써, 상기 벤팅가스로 인하여, 상기 하우징(10) 내부의 압력이 미리 정해진 압력을 초과하면, 상기 가스배출밸브(40)가 파단되어 상기 벤팅가스가 외부로 배출될 수 있는 통로가 형성됨으로써 상기 가스배출밸브(40)를 통하여 상기 벤팅가스가 배출되도록 한다.To this end, a discharge hole 11 is formed on one side of the housing 10, and the gas discharge valve 40 is installed in the discharge hole 11, thereby causing the venting gas to enter the housing 10. When the pressure of exceeds the predetermined pressure, the gas discharge valve 40 is broken to form a passage through which the venting gas can be discharged to the outside, so that the venting gas is discharged through the gas discharge valve 40. .

상기 배출공(11)은 상기 하우징(10)에 복수로 설치되고, 각각의 배출공(11)마다 상기 가스배출밸브(40)가 설치되도록 한다.A plurality of discharge holes 11 are installed in the housing 10, and the gas discharge valve 40 is installed in each discharge hole 11.

상기 가스배출밸브(40)의 구조를 자세히 살펴보면 다음과 같다.The structure of the gas discharge valve 40 will be described in detail.

상기 가스배출밸브(40)는, 바디(41)와, 상기 바디(41)의 둘레에 형성되고 상기 배출공(11)에 끼워져 고정되는 플랜지(42)와, 상기 벤팅가스의 배출시 외측으로 벌어지도록 상기 바디(41)의 내부에 형성되는 플랩(43)과, 상기 하우징(10) 내부의 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되도록 상기 플랩(43) 사이에서 선형(線形)으로 형성되는 절개라인(44)을 포함한다.The gas discharge valve 40 includes a body 41, a flange 42 formed around the body 41 and inserted into the discharge hole 11 to be fixed, and opened outward when the venting gas is discharged. A flap 43 formed on the inside of the body 41 so as to be formed, and a cut line formed in a linear shape between the flap 43 so as to be broken when the pressure inside the housing 10 reaches a predetermined pressure ( 44).

바디(41)는 상기 가스배출밸브(40)의 골격을 형성한다.The body 41 forms the skeleton of the gas discharge valve 40.

플랜지(42)는 상기 바디(41)의 둘레에 형성되어, 상기 가스배출밸브(40)의 둘레가 된다. 상기 플랜지(42)는 상기 바디(41)와 단차지게 형성되어 있고, 상기 바디(41)가 상기 배출공(11)에 삽입되면 상기 플랜지(42)가 상기 배출공(11)에 끼워져 고정된다. 상기 플랜지(42)를 통하여, 상기 가스배출밸브(40)의 둘레와 상기 배출공(11) 사이가 기밀된다.A flange 42 is formed around the body 41 and becomes a circumference of the gas discharge valve 40 . The flange 42 is formed stepwise with the body 41, and when the body 41 is inserted into the discharge hole 11, the flange 42 is inserted into the discharge hole 11 and fixed. Through the flange 42, the circumference of the gas discharge valve 40 and the discharge hole 11 are airtight.

플랩(43)은 상기 바디(41)의 내부에 형성되고, 상기 벤팅가스가 배출될 때, 상기 배터리모듈(1)의 외측으로 벌어진다(도 7 참조). 각각의 플랩(43)의 단부는 평상시에는 서로 연결되어 있다가 상기 가스배출밸브(40)의 작동시 절개되어 상기 바디(41)로부터 상기 배터리모듈(1)의 외측으로 벌어진다.The flap 43 is formed inside the body 41 and opens outward from the battery module 1 when the venting gas is discharged (see FIG. 7 ). Ends of each flap 43 are normally connected to each other, but when the gas discharge valve 40 is operated, they are cut and spread from the body 41 to the outside of the battery module 1 .

절개라인(44)은 상기 하우징(10) 내부의 압력이 높아진 경우, 파단되어 상기 플랩(43)이 외측으로 벌어지도록 한다. 이를 위하여, 상기 절개라인(44)은 상기 플랩(43)보다 두께가 얇고, 선형(線形)으로 형성되면서, 상기 하우징(10) 내부의 압력이 높아지면, 용이하게 파단되도록 한다. 상기 절개라인(44)은 상기 가스배출밸브(40)의 작동전에는 홈의 형태로 존재한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절개라인(44)의 두께는 상기 플랩(43)의 두께보다 얇게 형성됨으로써, 상기 절개라인(44)이 용이하게 파단될 수 있다. 예컨대, 상기 플랩(43)의 두께는 2mm 내지 3mm로 형성되고, 상기 절개라인의 두께는 0.5mm 내지 1.5mm로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 플랩(43)의 두께는 2.5mm로 형성되고, 상기 절개라인(44)의 두께는 1mm로 형성될 수 있다. 상기 절개라인(44)이 파단됨으로써, 서로 연결된 상기 플랩(43)이 서로 분리되어 상기 배터리모듈(1)의 외측으로 벌어진다.When the pressure inside the housing 10 increases, the incision line 44 is broken so that the flap 43 opens outward. To this end, the incision line 44 is thinner than the flap 43 and is formed in a linear shape, so that when the pressure inside the housing 10 increases, it is easily broken. The incision line 44 exists in the form of a groove before the gas discharge valve 40 operates. As shown in FIG. 6 , since the thickness of the incision line 44 is smaller than the thickness of the flap 43, the incision line 44 can be easily broken. For example, the flap 43 may have a thickness of 2 mm to 3 mm, and the cut line may have a thickness of 0.5 mm to 1.5 mm. Preferably, the flap 43 may have a thickness of 2.5 mm, and the cut line 44 may have a thickness of 1 mm. As the incision line 44 is broken, the flaps 43 connected to each other are separated from each other and open to the outside of the battery module 1 .

상기 가스배출밸브(40)는 합성고무, 필름, 합성수지 등을 이용하여 일체로 성형된다.The gas discharge valve 40 is integrally molded using synthetic rubber, film, synthetic resin, or the like.

도 8과 도 9에는 상기 배터리모듈(1)에서 상기 배터리셀(20)의 온도를 감지하는 구성에 대하여 도시되어 있다.8 and 9 show a configuration in which the battery module 1 senses the temperature of the battery cell 20 .

상기 배터리셀(20)의 온도는 온도센서(51)로 감지하는데, 상기 온도센서(51)로 복수의 상기 배터리셀(20)의 온도를 감지하기 위하여, 고열전도판(52)을 이용한다.The temperature of the battery cell 20 is sensed by the temperature sensor 51. In order to sense the temperature of the plurality of battery cells 20 by the temperature sensor 51, the high thermal conduction plate 52 is used.

열전도성이 우수한 고열전도판(52)을 상기 배터리셀(20)의 배열방향, 즉 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 배열하여 복수의 배터리셀(20)의 가로지르도록 배치한다. 상기 고열전도판(52)은 복수의 상기 배터리셀(20)의 상부면에 상기 배터리셀(20)의 두께방향으로 배열된다. 이에 따라, 각각의 상기 배터리셀(20)에서 발생한 열은 상기 고열전도판(52)으로 전달되고, 상기 고열전도판(52)은 열전도성이 우수하기 때문에, 복수의 상기 배터리셀(20) 중에서 열폭주가 발생한 배터리셀(20)이 있다면, 열폭주에 의해 발생한 열은 해당 배터리셀(20)로부터 상기 고열전도판(52)을 전달되고, 이는 상기 고열전도판(52) 전체로 전달된다.The high thermal conduction plates 52 having excellent thermal conductivity are arranged in the arrangement direction of the battery cells 20, that is, in the thickness direction of the battery cells 20, and are arranged to cross the plurality of battery cells 20. The high thermal conduction plates 52 are arranged on the upper surfaces of the plurality of battery cells 20 in the thickness direction of the battery cells 20 . Accordingly, heat generated in each of the battery cells 20 is transferred to the high thermal conduction plate 52, and since the high thermal conduction plate 52 has excellent thermal conductivity, among the plurality of battery cells 20 If there is a battery cell 20 in which thermal runaway has occurred, heat generated by thermal runaway is transferred from the corresponding battery cell 20 to the high thermal conductive plate 52 , and is transferred to the entire high thermal conductive plate 52 .

온도센서(51)는 상기 고열전도판(52)에 설치되어, 상기 고열전도판(52)의 온도를 감지한다. 상기 고열전도판(52)이 열전도성이 우수하기 때문에, 상기 온도센서(51)로 상기 고열전도판(52)의 온도를 감지하더라도, 실질적으로 상기 배터리셀(20)들의 온도를 감지하는 것과 거의 동일한 결과를 얻을 수 있다. 특히, 열전도성이 우수한 고열전도판(52)이 복수의 상기 배터리셀(20)에 걸쳐 설치되어 있기 때문에 하나의 온도센서(51)로 복수 배터리셀(20)의 온도를 감지할 수 있다.The temperature sensor 51 is installed on the high heat conduction plate 52 and detects the temperature of the high heat conduction plate 52 . Since the high thermal conduction plate 52 has excellent thermal conductivity, even if the temperature sensor 51 detects the temperature of the high thermal conduction plate 52, it is practically the same as sensing the temperature of the battery cells 20. You can get the same result. In particular, since the high thermal conduction plate 52 having excellent thermal conductivity is installed across the plurality of battery cells 20, the temperature of the plurality of battery cells 20 can be sensed by one temperature sensor 51.

상기 온도센서(51)는 와이어(51a)를 통하여 감지한 결과를 전송한다.The temperature sensor 51 transmits a detected result through a wire 51a.

한편, 상기 고열전도판(52)은 갭필러(53)로 복수의 상기 배터리셀(20)에 고정된다. 즉, 상기 고열전도판(52)과 복수의 상기 배터리셀(20) 사이에 상기 갭필러(53)를 도포함으로써, 상기 고열전도판(52)이 설치된다. 열전도성 접착제인 상기 갭필러(53)로 상기 고열전도판(52)을 고정함에 따라 상기 고열전도판(52)의 고정과 상기 배터리셀(20)로부터 상기 고열전도판(52)으로의 열전달을 촉진시킬 수 있다.Meanwhile, the high thermal conduction plate 52 is fixed to the plurality of battery cells 20 by gap fillers 53 . That is, by applying the gap filler 53 between the high thermal conduction plate 52 and the plurality of battery cells 20 , the high thermal conduction plate 52 is installed. As the high thermal conduction plate 52 is fixed with the gap filler 53, which is a thermally conductive adhesive, the high thermal conduction plate 52 is fixed and the heat transfer from the battery cell 20 to the high thermal conduction plate 52 is promoted. can make it

1 : 배터리모듈 10 : 하우징
11 : 배출공 20 : 배터리셀
21 : 버스바 31 : 운모판
32 : 내화도료 33 : 패드
40 : 가스배출밸브 41 : 바디
42 : 플랜지 43 : 플랩
44 : 절개라인 51 : 온도센서
51a : 와이어 52 : 고열전도판
53 : 갭필러1: battery module 10: housing
11: discharge hole 20: battery cell
21: bus bar 31: mica plate
32: fireproof paint 33: pad
40: gas discharge valve 41: body
42: flange 43: flap
44: incision line 51: temperature sensor
51a: wire 52: high thermal conductivity plate
53: gap filler

Claims (18)

하우징;
복수로 마련되어, 상기 하우징의 내부에서 두께방향으로 배열되는 배터리셀;
각각의 상기 배터리셀 사이에 구비되는 패드; 및
미리 정해진 개수의 상기 배터리셀마다 인접한 다른 상기 배터리셀 사이에 구비되는 운모판;을 포함하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.housing;
Battery cells provided in plurality and arranged in a thickness direction inside the housing;
Pads provided between each of the battery cells; and
A battery module for a vehicle capable of delaying thermal runaway, comprising: a mica plate provided between adjacent battery cells for each of a predetermined number of the battery cells. 제1항에 있어서,
상기 운모판에 내화도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 1,
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that the fireproof paint is applied to the mica plate. 제2항에 있어서,
상기 내화도료는, 미리 정해진 온도를 초과하면, 발포되어 열전이를 지연시키는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 2,
The fire-resistant paint is foamed when it exceeds a predetermined temperature, and the battery module for a vehicle capable of delaying thermal runaway, characterized in that to delay the thermal transition. 제1항에 있어서,
상기 하우징의 내측면에 내화도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 1,
Vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that the fire-resistant paint is applied to the inner surface of the housing. 제1항에 있어서,
상기 하우징의 내측면과 상기 배터리셀의 상부면 사이에 또 다른 운모판이 구비되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 1,
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that another mica plate is provided between the inner surface of the housing and the upper surface of the battery cell. 제1항에 있어서,
상기 배터리셀들의 온도와 전압을 감지하기 위한 온도 및 전압감지 구조물은 운모판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 1,
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that the temperature and voltage sensing structure for sensing the temperature and voltage of the battery cells is composed of a mica plate. 제1항에 있어서,
상기 배터리셀의 버스바를 서로 전기적으로 연결하는 버스바 및 상기 배터리셀의 전압을 감지하는 구조물인 버스바 및 전압감지 구조물이 운모판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 1,
A battery module for a vehicle capable of delaying thermal runaway, characterized in that a bus bar electrically connecting the bus bars of the battery cells to each other, a bus bar that is a structure for sensing the voltage of the battery cells, and a voltage sensing structure are composed of mica plates. 제1항에 있어서,
상기 하우징의 일측에 설치되어, 상기 하우징 내부에서 상기 배터리셀의 열폭주에 의해 발생하는 벤팅가스로 인하여 상기 하우징 내부의 압력이 미리 정해진 압력에 도달하면, 상기 벤팅가스를 외부로 배출시키는 가스배출밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 1,
A gas discharge valve installed on one side of the housing and discharging the venting gas to the outside when the pressure inside the housing reaches a predetermined pressure due to the venting gas generated by thermal runaway of the battery cell inside the housing. Vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that provided. 제8항에 있어서,
상기 하우징의 일측에 배출공이 형성되고, 상기 배출공에 상기 가스배출밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 8,
A battery module for a vehicle capable of delaying thermal runaway, characterized in that a discharge hole is formed on one side of the housing, and the gas discharge valve is installed in the discharge hole. 제9항에 있어서,
상기 가스배출밸브는,
상기 하우징 내부의 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되면서, 상기 벤팅가스를 배출시키는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 9,
The gas discharge valve,
A battery module for a vehicle capable of delaying thermal runaway, characterized in that when the pressure inside the housing reaches a predetermined pressure, it is broken and the venting gas is discharged. 제9항에 있어서,
상기 가스배출밸브는,
바디;
상기 바디의 둘레에 형성되고 상기 배출공에 끼워져 고정되는 플랜지;
상기 벤팅가스의 배출시 외측으로 벌어지도록 상기 바디의 내부에 형성되는 플랩;
상기 하우징 내부의 압력이 미리 정해진 압력이 되면 파단되도록 상기 플랩 사이에서 선형(線形)으로 형성되는 절개라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 9,
The gas discharge valve,
body;
A flange formed on the circumference of the body and fixed by being inserted into the discharge hole;
a flap formed inside the body to open outward when the venting gas is discharged;
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that it comprises a cutting line formed linearly between the flaps so as to be broken when the pressure inside the housing reaches a predetermined pressure. 제11항에 있어서,
상기 절개라인의 두께는 상기 플랩의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 11,
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that the thickness of the incision line is formed thinner than the thickness of the flap. 제12항에 있어서,
상기 플랩의 두께는 2mm 내지 3mm로 형성되고,
상기 절개라인의 두께는 0.5mm 내지 1.5mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 12,
The flap has a thickness of 2 mm to 3 mm,
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that the thickness of the incision line is formed to 0.5mm to 1.5mm. 제9항에 있어서,
상기 하우징에 간격을 두고 복수의 배출공이 형성되고,
상기 가스배출밸브는 각 배출공 마다 설치되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 9,
A plurality of discharge holes are formed at intervals in the housing,
The gas discharge valve is a battery module for a vehicle capable of delaying thermal runaway, characterized in that installed for each discharge hole. 제1항에 있어서,
복수의 상기 배터리셀을 가로질러 배치되고 각각의 상기 배터리셀로부터 발생한 열을 흡수하는 고열전도판; 및
상기 고열전도판의 일측에 설치되는 온도센서를 더 포함하고,
상기 온도센서가 상기 고열전도판의 온도를 감지하여 복수의 상기 배터리셀의 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 1,
a high thermal conduction plate disposed across the plurality of battery cells and absorbing heat generated from each of the battery cells; and
Further comprising a temperature sensor installed on one side of the high heat conduction plate,
The vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that the temperature sensor senses the temperature of the high thermal conduction plate and senses the temperature of the plurality of battery cells. 제15항에 있어서,
상기 고열전도판은,
복수의 상기 배터리셀의 상부면에 설치되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 15,
The high thermal conductivity plate,
Vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that installed on the upper surface of the plurality of the battery cells. 제16항에 있어서,
상기 고열전도판은,
복수의 상기 배터리셀이 배열되는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 16,
The high thermal conductivity plate,
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that the plurality of battery cells are arranged in a direction in which they are arranged. 제15항에 있어서,
상기 고열전도판과 복수의 상기 배터리셀 사이에 갭필러가 도포되는 것을 특징으로 하는 열폭주 지연이 가능한 차량용 배터리모듈.According to claim 15,
A vehicle battery module capable of delaying thermal runaway, characterized in that a gap filler is applied between the high thermal conduction plate and the plurality of battery cells.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120111686A (en) 2011-04-01 2012-10-10 인지컨트롤스 주식회사 Temperature controller for battery of electricvehicle

Patent Citations (1)

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