KR20230032303A - 내부 발화시 커넥터를 통한 가스 내지 화염 방출을 억제할 수 있는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 모듈은 배터리 셀들;과 상기 배터리 셀들을 수용하고 일측에 커넥터용 설치구를 구비하는 모듈 케이스; 내화성과 절연성 재질로, 상기 커넥터용 설치구를 차폐하도록 마련된 방염 커버; 및 상기 커넥터용 설치구를 통해 외부로 노출되되, 상기 방염 커버에 의해 상기 모듈 케이스의 내부와 격리된 커넥터 하우징과 상기 방염 커버를 통과하여 상기 모듈 케이스의 내부로 연장된 커넥터 핀들을 구비한 커넥터를 포함한다.

Description

내부 발화시 커넥터를 통한 가스 내지 화염 방출을 억제할 수 있는 배터리 모듈{Battery module that can suppress the emission of gas or flame through the connector in case of internal ignition}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재 발생 내지 확산을 효과적으로 방지할 수 있는 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다. 특히, 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.
이차 전지는 단독으로 사용되기도 하나, 일반적으로는 다수의 이차 전지가 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 형태로 구성된 경우가 많다. 특히, 다수의 이차 전지는 서로 전기적으로 연결된 상태로 하나의 모듈 케이스 내부에 수납되어, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 그리고 배터리 모듈은, 단독으로 사용되거나 또는 둘 이상이 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되어, 배터리 팩 등과 같은 보다 상위 수준의 장치를 구성할 수 있다.
그런데 이와 같이 다수의 배터리 모듈이 좁은 공간에 밀집된 상태로 존재하는 경우, 화재에 취약할 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 배터리 모듈에서 열폭주(thermal propagation) 상황이 발생하여, 적어도 하나의 배터리 셀(이차 전지)로부터 고온의 가스가 배출되는 상황이 발생할 수 있다. 더욱이, 이러한 가스 배출 시 고온의 스파크가 분출될 수 있는데, 스파크에는 배터리 셀 내부의 전극에서 탈리된 활물질이나 용융된 알루미늄 입자 등이 포함될 수 있다. 뿐만 아니라, 경우에 따라, 일부 배터리 셀에서 화염(flame) 등이 발생할 수도 있다. 만일, 이러한 가스나 화염 등이 배터리 모듈 외부로 배출되면, 산소와 접하게 되어 화재가 심화될 수 있다.
한편, 기존의 배터리 모듈(1)은 예컨대, 예컨대 도 1과 같이, 암 커넥터(미도시)와의 연결을 위해 수 커넥터(2)가 모듈 케이스 외부로 노출되어 있다. 그런데 커넥터(2)가 위치한 모듈 케이스 부분에는 조립 갭(gap) 내지 틈새가 존재한다. 더욱이 통상 커넥터는 플라스틱 재질로 사출 성형 제작되기 때문에 열 및 화염에 취약하다. 이 때문에 배터리 셀의 열 폭주 등으로 인해 가스와 화염이 발생한 상황에서 커넥터가 녹아내리고, 이때 소실된 커넥터 부분을 통해 상기 가스와 화염이 방출되기 쉽다. 이렇게 방출된 가스와 화염은 해당 배터리 모듈과 인접한 다른 배터리 모듈의 열전이 및 손상을 가속화한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 모듈 내부에서 배터리 셀들의 열 폭주 등으로 인해 가스와 화염 등이 생성된 상황에서 상기 가스와 화염 등이 사출물로 이루어진 커넥터를 뚫고 외부로 방출되는 것을 억제할 수 있는 배터리 모듈을 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, 배터리 셀들;과 상기 배터리 셀들을 수용하고 일측에 커넥터용 설치구를 구비하는 모듈 케이스; 내화성과 절연성 재질로, 상기 커넥터용 설치구를 차폐하도록 마련된 방염 커버; 및 상기 커넥터용 설치구를 통해 외부로 노출되되, 상기 방염 커버에 의해 상기 모듈 케이스의 내부와 격리된 커넥터 하우징과 상기 방염 커버를 통과하여 상기 모듈 케이스의 내부로 연장된 커넥터 핀들을 구비한 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 커넥터 하우징은 상기 모듈 케이스의 내부를 향하는 후단부와 측면부가 상기 방염 커버에 의해 둘러싸인 형태가 되도록 구성될 수 있다.
상기 방염 커버는, 상기 모듈 케이스의 내측에서 상기 커넥터용 설치구와 마주하며 상기 커넥터 하우징의 후단부를 커버하는 판상의 정면 쉴드부; 상기 정면 쉴드부의 테두리를 따라 구비되고, 상기 커넥터 하우징의 측면부를 둘러싸는 측면 쉴드부를 포함할 수 있다.
상기 정면 쉴드부는 상기 커넥터 핀들이 통과할 수 있는 핀홀들을 구비할 수 있다.
상기 측면 쉴드부는 상기 커넥터용 설치구에 고정 결합될 수 있다.
상기 측면 쉴드부는 상기 정면 쉴드부의 중심 방향으로 돌출 형성된 걸림턱을 구비하고, 상기 커넥터용 설치구는 상기 걸림턱을 감싸며 상기 걸림턱에 형상 맞춤되는 체결부를 구비할 수 있다.
상기 모듈 케이스는, 적어도 일측에 개방부를 구비하고 4면이 밀폐된 구조로 상기 배터리 셀들을 수용하는 메인 하우징;과 상기 메인 하우징의 개방부를 커버하는 엔드 플레이트를 포함하며, 상기 커넥터용 설치구는 상기 엔드 플레이트에 구비될 수 있다.
상기 커넥터 하우징은 상기 커넥터용 설치구를 향해 연장된 제1 몸체와, 상기 제1 몸체와 교차하는 방향으로 연장된 제2 몸체를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 배터리 모듈을 하나 이상 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 배터리 팩을 포함하는 전기 자동차가 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 배터리 모듈 내부에서 배터리 셀들의 열 폭주 등으로 인해 가스와 화염 등이 생성된 상황에서 상기 가스와 화염 등이 사출물로 이루어진 커넥터를 뚫고 외부로 방출되는 것을 억제할 수 있는 배터리 모듈이 제공될 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 종래 기술에 따른 배터리 모듈 내부에서 생성된 가스와 화염이 커넥터를 통해 방출되는 예를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 셀들과 메인 하우징의 일부 만을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 배터리 모듈 구성에 버스바 프레임과 엔드 플레이트를 추가로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 버스바 프레임을 엔드 플레이트로 커버한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방염 커버와 커넥터의 개략적인 분해 사시도이다.
도 7은 도 5의 A-A'에 따른 커넥터 설치 부위의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 대응하는 도면으로 커넥터의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
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 아니되며, 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 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 셀들과 메인 하우징의 일부 만을 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3에 따른 배터리 모듈 구성에 버스바 프레임과 엔드 플레이트를 추가로 나타낸 사시도이다.
이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 셀 어셈블리(100), 모듈 케이스(200), 셀 연결모듈(300) 및 방염 커버(400)를 포함한다.
상기 셀 어셈블리(100)는 다수의 배터리 셀(110)을 구비할 수 있다. 상기 배터리 셀(110)은 전극 조립체, 전해액 및 전지 케이스를 구비할 수 있다. 이러한 배터리 셀(110)은 외형적으로 구분할 때 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구분될 수 있는데, 본 실시예의 셀 어셈블리(100)는 파우치형 배터리 셀(110)을 채용하여 구성한 것이다.
상기 파우치형 배터리 셀(110)은 전극 리드(111)가 배터리 셀(110)의 길이방향(X축 방향) 양단에 위치하는 양방향 배터리 셀(110)이다. 이러한 다수의 상기 파우치형 배터리 셀(110)들을 수직(Z축 방향)으로 세우고 수평 방향(Y축 방향)으로 밀착되게 적층하여 셀 어셈블리(100)를 구성한다. 그리고 상기 셀 어셈블리(100)는, 도 3과 같이, 다수의 상기 파우치형 배터리 셀(110)들의 전극 리드(111)들이 모듈 케이스(200)의 전방과 후방, 즉 메인 하우징(210)의 개방부를 향하도록 모듈 케이스(200) 속에 수납될 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는 메인 하우징(210)과 엔드 플레이트(220)로 포함한다.
상기 메인 하우징(210)은 (X축 방향을 따라) 소정 길이로 형성되며, 개방부가 길이 방향에 따른 전방과 후방에 구비되어 있는 대략 직육면체 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 상기 메인 하우징(210)은 외부의 물리적, 화학적 요소들로부터 셀 어셈블리(100)를 보호할 수 있게 기구적 강성이 우수한 금속 재질 또는 비금속 재질로 형성될 수 있다.
메인 하우징(210)에 있어서, 상기 셀 어셈블리(100)의 상부와 하부를 각각 커버하는 부분을 상부 플레이트와 하부 플레이트라고 지칭하고 상기 셀 어셈블리(100)의 양쪽 측면부를 커버하는 부분들을 좌측 사이드 플레이트와 우측 사이드 플레이트라고 지칭하면, 본 실시예의 메인 하우징(210)은 상기 상부 플레이트, 하부 플레이트, 좌측 사이드 플레이트, 우측 사이드 플레이트가 모두 일체화된 모노 프레임 형태로 제공된 것이다.
이러한 모노 프레임 형태의 메인 하우징(210)의 대안으로는, 상부 플레이트와 좌측과 우측 사이드 플레이트들을 일체화한 U자 형태의 프레임에 하부 플레이트를 상기 U형 프레임에 용접 등의 방식으로 결합하여 제작한 메인 하우징(210)이 채용될 수 있다.
이 같은 메인 하우징(210)은 4면이 밀폐된 구조로 이루어져 있어 셀 어셈블리(100)에서 가스나 화염 등이 발생한 때, 상기 가스나 화염이 상기 4면을 통해 외부로 쉽게 배출되지 않을 수 있다. 다만, 미도시 하였으나, 벤트 가스의 외부 배출을 위해 상기 메인 하우징(210) 중 특정 위치에 가스 배출홀을 마련할 수도 있다. 부연하면 이벤트 발생시, 내압이 상승하여 배터리 모듈(10)이 폭발하는 것을 막기 위해서는 벤트 가스를 외부로 배출시킬 필요가 있다. 이때, 벤트 가스가 미리 지정된 경로를 통해 외부로 배출될 수 있게 메인 하우징(210)의 특정 위치에 가스 배출홀을 적용할 수 있다.
엔드 플레이트(220)는 상기 메인 하우징(210)에 결합되고 몇몇 부분을 제외하고 셀 연결모듈(300)들이 외부로 노출되지 않도록 상기 메인 하우징(210)의 개방부를 커버할 수 있는 구조물이다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 엔드 플레이트(220)를 메인 하우징(210)에 결합하면, 양극 터미널(T1)과 음극 터미널(T2) 그리고 커넥터(340)를 제외한 모든 부분이 차폐될 수 있다. 여기서 양극 터미널(T1)과 음극 터미널(T2)은 배터리 모듈(10)의 단자로 기능하고, 커넥터(340)는 다른 커넥터(미도시)와의 접속을 위해 모듈 케이스(200)의 외부로 노출된 것이다.
특히, 상기 커넥터(340)의 외부 노출을 위해, 상기 엔드 플레이트(220)는 커넥터용 설치구(221)를 구비한다. 여기서 상기 커넥터용 설치구(221)는 커넥터(340)가 통과할 수 있게 엔드 플레이트(220)에서 관통 형성된 영역을 의미한다.
다시 도 4를 참조하면, 셀 연결모듈(300)은 절연성 재질의 버스바 프레임(310), 전도성 재질의 다수의 버스바(320)들, 회로기판(330) 및 커넥터(340)를 포함한다.
상기 버스바 프레임(310)은 상기 다수의 버스바(320)들과 회로기판(330)을 지지하기 위한 판형의 구조물로서 배터리 셀(110)들의 전극 리드(111)들 전방에 배치될 수 있다. 또한, 상기 버스바 프레임(310)은 좌우 방향(Y축 방향)을 따라 일정 간격마다 슬릿들을 구비하고 상기 배터리 셀(110)들의 전극 리드(111)들을 상기 슬릿들을 통해 전후 방향(X축 방향)으로 인출할 수 있게 구성된다. 이렇게 인출된 배터리 셀(110)들의 전극 리드(111)들은, 도 4와 같이, 예컨대 용접에 의해 대응하는 버스바(320)들에 부착될 수 있다.
상기 회로기판(330)은 버스바 프레임(310)의 상단 영역에 고정되게 설치될 수 있다. 도면의 편의상 자세히 도시하지 않았으나, 상기 회로기판(330)은 배터리 셀(110)들의 전압 센싱을 위해 각 버스바(320)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 모듈 케이스(200) 내부 방향으로 연장 배치될 수 있는 온도 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 이러한 회로기판(330)은 경질의 인쇄회로기판 또는 평면연성 인쇄회로기판(FPCB)으로 구현될 수 있다.
커넥터(340)는 배터리 셀(110)들의 전압 및 온도를 BMS(Battery Management System)와 같은 외부 장치에 전송하기 위한 수단으로서, 상기 회로기판(330)에 고정되게 설치될 수 있다. 그리고 상기 커넥터(340)는, 전술한 바와 같이, 메인 하우징(210)에 엔드 플레이트(220)를 결합시 상기 엔드 플레이트(220)의 커넥터용 설치구(221)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 특히, 이때 상기 커넥터(340)는 커넥터 하우징(341)이 방염 커버(400)에 의해 모듈 케이스(200)의 내부와 격리되고 커넥터 핀(342)들이 상기 방염 커버(400)를 통과하여 상기 모듈 케이스(200)의 내부로 연장되어 회로기판(330)에 연결되게 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하면, 배터리 모듈(10)의 내부 발화시 커넥터(340)가 가스와 화염으로부터 상기 방염 커버(400)에 의해 보호될 수 있다.
이하에서 상기 방염 커버(400)의 구성과 적용 구조 및 그 기능에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다.
상기 방염 커버(400)는 고온의 가스와 화염에 충분히 견딜 수 있는 내화성을 가지며, 신호 전송에 영향을 주지 않도록 절연성 재질로서 예컨대 세라믹(ceramic)으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 방염 커버(400)는 가스와 화염으로부터 커넥터(340)를 보호할 수 있도록 커넥터 하우징(341)의 후단부(커넥터 핀(342)이 밖으로 인출된 곳)와 측면부를 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다. 여기서 상기 커넥터 하우징(341)의 후단부는 모듈 케이스(200)의 내부를 향해 있는 부분으로 회로기판(330)에 가까운 쪽을 말한다.
보다 구체적으로, 도 6과 도 7을 참조하면, 상기 방염 커버(400)는 상기 커넥터 하우징(341)의 후단부를 커버하는 정면 쉴드부(410)와 상기 커넥터 하우징(341)의 측면부를 둘러싸는 측면 쉴드부(420)를 구비한다.
그리고 상기 정면 쉴드부(410)는 커넥터 핀(342)들이 통과할 수 있는 핀홀(H)들을 구비한다. 상기 커넥터 핀(342)들은 상기 회로기판(330)에 접속될 수 있도록 상기 핀홀(H)들을 통해 상기 정면 쉴드부(410)의 후방으로 인출될 수 있다. 이때 커넥터 하우징(341)의 후단부는 상기 정면 쉴드부(410)의 전면에 접착되도록 구성될 수 있다. 즉, 커넥터 하우징(341)의 후단부와 상기 정면 쉴드부(410)의 전면은, 커넥터 핀(342)을 핀홀(H)에 완전히 끼워 넣었을 때, 접착제에 의해 상호 고정될 수 있다.
상기 측면 쉴드부(420)는 커넥터 하우징(341)의 측면부를 감싸며 모듈 케이스(200)의 일측에 고정 결합될 수 있게 구성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 측면 쉴드부(420)는 엔드 플레이트(220)의 커넥터용 설치구(221)에 고정 결합되게 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 측면 쉴드부(420)는 걸림턱(421)을 구비하고, 상기 커넥터용 설치구(221)는 상기 걸림턱(421)을 감싸는 형태로 상기 걸림턱(421)과 형상 맞춤되는 체결부(223)를 구비한다.
이를테면, 도 7과 같이, 측면 쉴드부(420)의 걸림턱(421)과 커넥터용 설치구(221)의 체결부(223)가 상호 간 걸림 결합되어 방염 커버(400)와 엔드 플레이트(220)가 연결된다. 이에 의하면, 상기 방염 커버(400)는 외부에서 배터리 모듈(10)의 내측 방향으로 외력이 가해지더라도 모듈 케이스(200)의 내부 방향으로 이동하지 않을 수 있으며, 반대로 배터리 모듈(10)의 외측 방향으로 가스의 풍압이 작용해도 모듈 케이스(200)의 외부 방향으로 이동하지 않을 수 있다. 또한, 이러한 방염 커버(400)에 커넥터 하우징(341)의 후단부가 접착 고정되어 있어 다른 외부 커넥터(340)를 접속하거나 접속 해제할 때 충격이 가해지는 상황에서도 커넥터(340)의 구조적, 전기적 안정성이 유지될 수 있다.
위와 같이, 커넥터(340)의 외부 노출을 위해 엔드 플레이트(220)를 관통 형성한 부분, 즉 커넥터용 설치구(221) 영역을 상기 방염 커버(400)로 차폐하되 커넥터 하우징(341)이 모듈 케이스(200)의 내부 공간과 격리되도록 하고, 커넥터 핀(342)만 모듈 케이스(200) 내부의 회로기판(330)에 연결되도록 구성함으로써, 배터리 모듈(10) 내부에서 배터리 셀(110)들의 열 폭주 등으로 인해 가스와 화염 등이 생성된 때, 상기 가스와 화염 등으로부터 커넥터(340)를 보호할 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 상기 방염 커버(400)의 구성과 그 작용에 따르면, 배터리 모듈(10)의 내부 발화시 가스와 화염 등이 커넥터(340) 및 커넥터(340) 주변을 통해 외부로 방출되는 것을 막음으로써, 해당 배터리 모듈(10)과 인접한 다른 배터리 모듈이나 기타 외부 장치에 열적 데미지를 줄이고자 하는 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
도 8은 도 7에 대응하는 도면으로 커넥터(340)의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하여, 본 발명의 변형예를 설명하기로 한다. 동일한 부재번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
본 발명의 변형예는 전술한 실시예와 비교할 때, 커넥터 하우징(341)과 커넥터 핀(342)의 구성에 차이가 있고 이외 구성은 실질적으로 동일하다. 전술한 실시예의 커넥터(340)는 다른 외부 커넥터(미도시)를 접속시 수평 방향(X축 방향)으로 접속하도록 구성된 것인데 반해, 본 변형예의 경우 다른 외부 커넥터(미도시)를 커넥터(340)에 접속시 수직 방향으로 접속할 수 있게 구성된 것이다.
이를 위해, 도 8과 같이, 커넥터 하우징(341)은 커넥터용 설치구(221)를 향해 연장된 제1 몸체(341a)와, 상기 제1 몸체(341a)와 교차하는 방향으로 연장된 제2 몸체(341b)를 포함한다. 또한, 커넥터 핀(342)들은 도면에서와 같이 절곡된 형태로 연장되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 도 9와 같이, 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)을 다수 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 도면의 편의를 위해 미도시 하였으나, 이러한 배터리 모듈(10) 이외에 다른 다양한 구성요소, 이를테면, BMS나 배터리 모듈(10)들 서로 연결하기 위한 인터-버스바(320), 팩 케이스(20), 릴레이, 전류 센서 등과 같은 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩(1)의 구성요소 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는 위에서 설명한 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)을 포함할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)은 에너지 저장 시스템(ESS)에 적용될 수도 있다. 특히, 에너지 저장 시스템은 큰 에너지 용량을 갖기 위해, 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)이 서로 전기적으로 연결된 형태로 다수 포함되도록 할 수 있다. 또는, 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)은, 다수가 하나의 배터리 팩(1)을 구성하고, 이러한 배터리 팩이 다수 포함된 형태로 에너지 저장 시스템이 구성될 수 있다. 상기 에너지 저장 시스템은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 에너지 저장 시스템의 다른 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 이러한 에너지 저장 시스템은, 스마트 그리드 시스템이나 전기 충전 스테이션 등 다양한 장소나 장치에 사용될 수 있다.
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.
한편, 본 명세서에서 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.
10 : 배터리 모듈
100: 셀 어셈블리
110: 배터리 셀
111: 전극 리드
200: 모듈 케이스
210: 메인 하우징
220: 엔드 플레이트
221: 커넥터용 설치구
223: 체결부
300: 셀 연결모듈
310: 버스바 프레임
320: 버스바
330: 회로기판
340: 커넥터
341: 커넥터 하우징
342: 커넥터 핀
400: 방염 커버
410: 정면 쉴드부
420: 측면 쉴드부
421: 걸림턱
H: 핀홀

Claims (10)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    배터리 셀들;과 상기 배터리 셀들을 수용하고 일측에 커넥터용 설치구를 구비하는 모듈 케이스;
    내화성과 절연성 재질로, 상기 커넥터용 설치구를 차폐하도록 마련된 방염 커버; 및
    상기 커넥터용 설치구를 통해 외부로 노출되되, 상기 방염 커버에 의해 상기 모듈 케이스의 내부와 격리된 커넥터 하우징과 상기 방염 커버를 통과하여 상기 모듈 케이스의 내부로 연장된 커넥터 핀들을 구비한 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 하우징은 상기 모듈 케이스의 내부를 향하는 후단부와 측면부가 상기 방염 커버에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 방염 커버는,
    상기 모듈 케이스의 내측에서 상기 커넥터용 설치구와 마주하며 상기 커넥터 하우징의 후단부를 커버하는 판상의 정면 쉴드부;
    상기 정면 쉴드부의 테두리를 따라 구비되고, 상기 커넥터 하우징의 측면부를 둘러싸는 측면 쉴드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정면 쉴드부는 상기 커넥터 핀들이 통과할 수 있는 핀홀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 측면 쉴드부는 상기 커넥터용 설치구에 고정 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 측면 쉴드부는 상기 정면 쉴드부의 중심 방향으로 돌출 형성된 걸림턱을 구비하고,
    상기 커넥터용 설치구는 상기 걸림턱을 감싸며 상기 걸림턱에 형상 맞춤되는 체결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스는,
    적어도 일측에 개방부를 구비하고 4면이 밀폐된 구조로 상기 배터리 셀들을 수용하는 메인 하우징;과 상기 메인 하우징의 개방부를 커버하는 엔드 플레이트를 포함하며,
    상기 커넥터용 설치구는 상기 엔드 플레이트에 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 하우징은 상기 커넥터용 설치구를 향해 연장된 제1 몸체와, 상기 제1 몸체와 교차하는 방향으로 연장된 제2 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
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