KR20230060324A - 배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차 - Google Patents

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KR20230060324A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈, 복수 개의 배터리 모듈을 수용하는 팩 케이스 및 팩 케이스의 적어도 일측에 구비되고, 팩 케이스 내의 벤트 가스를 팩 케이스 외부로 내보내며, 복수 개의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈에서 발생하는 화염이나 스파크를 블로킹하기 위한 소정의 스페이스를 구비하는 배리어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차{BATTERY PACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩이나 배터리 랙을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 팩은, 일반적으로, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈 조립체 및 배터리 모듈 조립체를 수용하는 팩 케이스를 포함하여 구성된다. 종래 배터리 팩의 경우, 이상 상황에 따른 배터리 셀의 열 폭주 시, 배터리 셀로부터 벤트 가스, 화염이나 스파크 등이 발생하게 된다. 배터리 팩의 화재나 폭발 등을 방지하기 위해서는 배터리 팩 내부의 벤트 가스를 배터리 팩 외부로 배출시키는 것이 필요하다.
그러나, 이러한 벤트 가스의 배터리 팩 외부 배출 시, 화염이나 스파크 등도 벤트 가스와 함께 배터리 팩 외부로 배출될 경우, 외부로 배출되는 화염이나 스파크 등에 의해 오히려 더 큰 화재나 폭발 등을 야기할 수 있는 문제가 있다.
그러므로, 배터리 셀의 이상 상황 시 발생되는 화염이나 스파크의 외부 노출을 차단할 수 있는 배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 셀의 이상 상황 시 발생되는 화염이나 스파크의 외부 노출을 차단할 수 있는 배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈 조립체; 상기 배터리 모듈 조립체를 수용하는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스의 적어도 일측에 구비되고, 상기 팩 케이스 내의 벤트 가스를 상기 팩 케이스 외부로 내보내며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀에서 발생하는 화염이나 스파크를 블로킹하기 위한 소정의 스페이스를 구비하는 배리어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
상기 배리어 유닛은, 상기 팩 케이스와 결합되어 상기 배터리 모듈 조립체를 패키징할 수 있다.
상기 배리어 유닛에는, 상기 벤트 가스를 상기 팩 케이스 외부로 내보내기 위한 적어도 하나의 벤트 홀;이 구비되며, 상기 적어도 하나의 벤트 홀은, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서, 상기 배터리 모듈 조립체의 최외곽에 배치되는 적어도 하나의 배터리 셀을 마주 하게 구비될 수 있다.
상기 배리어 유닛은, 상기 적어도 하나의 벤트 홀이 구비되며, 상기 팩 케이스에 결합되는 제1 배리어; 및 상기 제1 배리어와 결합되며, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 적어도 하나의 벤트 홀과 소정 간격 이격되어 상기 스페이스를 형성하는 제2 배리어;를 포함할 수 있다.
상기 배리어 유닛은, 상기 팩 케이스의 높이 방향을 따라 상기 스페이스와 연통되며, 상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어의 결합에 따라 형성되는 적어도 하나의 배출 개구;를 포함할 수 있다.
상기 배출 개구는, 상기 배리어 유닛의 상측에 구비되는 상부 개구; 및 상기 상부 개구로부터 이격되며, 상기 배리어 유닛의 하측에 구비되는 하부 개구;를 포함할 수 있다.
상기 배리어 유닛은, 상기 스페이스에 배치되며, 상기 화염이나 스파크를 블로킹하는 적어도 하나의 블로킹 배플;을 포함할 수 있다.
상기 블로킹 배플은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 블로킹 배플은, 상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어 사이에서, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 블로킹 배플은, 상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어 사이에서, 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다.
상기 배리어 유닛은, 상기 스페이스에 구비되는 적어도 하나의 메쉬부재;를 포함할 수 있다.
상기 메쉬부재는, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 메쉬부재는, 상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어 사이에서, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 배리어 유닛은, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 팩 케이스의 양단부에 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 에너지 저장 장치로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치를 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀의 이상 상황 시 발생되는 화염이나 스파크의 외부 노출을 차단할 수 있는 배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 배리어 유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 배리어 유닛의 블로킹 배플과 메쉬부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 배리어 유닛의 평면도이다.
도 6은 도 3의 배리어 유닛의 측단면도이다.
도 7은 도 2의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 배리어 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 11은 도 1의 배터리 팩의 배터리 셀의 열 폭주 시 배리어 유닛을 통한 화염이나 스파크의 외부 노출 차단을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 팩(10)은, 배터리 모듈 조립체(100), 팩 케이스(200) 및 배리어 유닛(300)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈 조립체(100)는, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 셀들(150)을 포함할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈 조립체(100)가 복수 개의 배터리 셀들(150)을 포함하는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 배터리 셀들(150)은, 상호 전기적으로 연결될 수 있게 상기 배터리 모듈 조립체(100)의 높이 방향을 따라 상호 적층될 수 있다. 아울러, 상기 복수 개의 배터리 셀들(150)은, 상기 배터리 모듈 조립체(100)의 길이 방향을 따라 상호 적층되는 것도 가능할 수 있다. 또한, 상기 복수 개의 배터리 셀들(150)은, 상기 배터리 모듈 조립체(100)의 길이 방향 및 높이 방향 모두에서 상호 적층되게 구비되는 것도 가능할 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀들(150)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(150)이 파우치형 이차 전지로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 팩 케이스(200)는, 상기 배터리 모듈 조립체(100)를 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 팩 케이스(200)에는, 상기 배터리 모듈 조립체(100)를 수용하기 위한 수용 공간이 마련될 수 있다.
이러한 상기 팩 케이스(200)는, 상기 배터리 팩(10)의 길이 방향을 따라 소정 길이로 형성되며, 대략적으로, 상기 배터리 팩(10)의 길이 방향에서 개방되는 직육면체 형상으로 마련될 수 있다.
상기 배리어 유닛(300)은, 상기 팩 케이스(200)의 적어도 일측에 구비되고, 상기 팩 케이스(200) 내의 벤트 가스(G, 도 8 내지 도 11 참조)를 상기 팩 케이스(200) 외부로 내보내며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(150)에서 발생하는 화염이나 스파크(F, 도 8 내지 도 11 참조)를 블로킹하기 위한 소정의 스페이스(도 5 및 도 6 참조)를 구비할 수 있다.
이러한 상기 배리어 유닛(300)은, 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 배리어 유닛(300)은, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서 상기 팩 케이스(200)의 양단부에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 배리어 유닛(300)은, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서, 상기 팩 케이스(200)와 각각 결합될 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 배리어 유닛(300)은, 상기 팩 케이스(200)와의 결합을 통해 상기 배터리 모듈 조립체(100)를 상기 팩 케이스(200) 내에 패키징할 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(300)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 배리어 유닛의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 배리어 유닛의 블로킹 배플과 메쉬부재를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 3의 배리어 유닛의 평면도이며, 도 6은 도 3의 배리어 유닛의 측단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 한 쌍의 배리어 유닛(300)은, 각각, 제1 배리어(310), 제2 배리어(320), 벤트 홀(330), 배출 개구(340), 블로킹 배플(350) 및 메쉬부재(360)를 포함할 수 있다.
상기 제1 배리어(310)는, 상기 제1 배리어(310)는, 대략적으로 플레이트 형상으로서, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서 상기 팩 케이스(200)에 결합되며, 후술하는 적어도 하나의 블로킹 배플(350) 및 메쉬부재(360)를 구비할 수 있다.
상기 제1 배리어(310)의 일면은, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서, 상기 배터리 모듈 조립체(100)의 최외곽에 배치되는 적어도 하나의 배터리 셀(150)을 마주 하게 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 배리어(310)의 일면은, 상기 배터리 모듈 조립체(100)의 최외곽에 배치되는 복수 개의 배터리 셀(150)을 마주 하게 배치될 수 있다.
상기 제2 배리어(320)는, 상기 제1 배리어(310)와 결합되며, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서 상기 블로킹 배플(350)을 커버할 수 있다. 이러한 상기 제2 배리어(320)는, 대략적으로 U자 형상의 플레이트로 구비될 수 있다.
상기 제2 배리어(320)는, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서 후술하는 적어도 하나의 벤트 홀(330)과 소정 간격 이격되어 소정의 스페이스(S)를 형성할 수 있다.
상기 제2 배리어(320)는, 결합부(322) 및 스페이스 형성부(326)를 포함할 수 있다.
상기 결합부(322)는, 상기 제2 배리어(320)의 양단부에 형성되며, 상기 제1 배리어(310)와 결합될 수 있다. 상기 스페이스 형성부(326)는, 상기 결합부(322)로부터 절곡 형성되며, 상기 결합부(322)와 상기 제1 배리어(310)의 결합에 따라 상기 스페이스(S)를 형성할 수 있다.
상기 벤트 홀(330)은, 상기 벤트 가스(G, 도 8 내지 도 11 참조)를 상기 팩 케이스(200) 외부로 내보내기 위한 것으로서, 상기 제1 배리어(310)에 구비될 수 있다.
이러한 상기 벤트 홀(330)은, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서, 상기 배터리 모듈 조립체(100)의 최외곽에 배치되는 적어도 하나의 배터리 셀(150)을 마주 하게 구비될 수 있다.
상기 벤트 홀(330)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 벤트 홀(330)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 배출 개구(340)는, 상기 벤트 가스(G, 도 8 내지 도 11 참조)를 상기 팩 케이스(200) 외부로 내보내기 위한 것으로서, 상기 팩 케이스(200)의 높이 방향을 따라 상기 스페이스(S)와 연통되며, 상기 제1 배리어(310)와 상기 제2 배리어(320)의 결합에 따라 형성될 수 있다.
이러한 상기 배출 개구(340)는, 상부 개구(342) 및 하부 개구(346)를 포함할 수 있다.
상기 상부 개구(342)는, 상기 배리어 유닛(300)의 상측에 구비될 수 있다. 상기 하부 개구(346)는, 상기 상부 개구(342)로부터 이격되며, 상기 배리어 유닛(300)의 하측에 구비될 수 있다.
상기 블로킹 배플(350)은, 상기 제1 배리어(310)에 결합되고, 상기 스페이스(S)에 배치되며, 상기 화염이나 스파크(F, 도 8 내지 도 11 참조)를 블로킹할 수 있다.
이러한 상기 블로킹 배플(350)은, 복수 개로 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 블로킹 배플(350)은, 상기 제1 배리어(310)와 상기 제2 배리어(320) 사이에서, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 아울러, 상기 복수 개의 블로킹 배플(350)은, 상기 제1 배리어(310)와 상기 제2 배리어(310) 사이에서, 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다.
상기 메쉬부재(360)는, 상기 스페이스(S)에 구비되며, 상기 복수 개의 블로킹 배플(350)과 용접이나 볼팅 체결 등을 통해 연결될 수 있다. 여기서, 상기 메쉬부재(360)는, 상기 블로킹 배플(350)과 소정 간격의 틈을 형성할 수 있게 연결될 수 있다. 이는 상기 메쉬부재(360)와 상기 블로킹 배플(350) 사이에서의 상기 벤트 가스(G)의 통과를 원활히 할 수 있기 위함이다.
이러한 상기 메쉬부재(360)는, 복수 개로 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 메쉬부재(360)는, 상기 제1 배리어(310)와 상기 제2 배리어(320) 사이에서, 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 아울러, 상기 복수 개의 메쉬부재(360)는, 상기 스페이스(S) 내에서, 상기 복수 개의 블로킹 배플(350) 사이에 배치될 수 있다.
구체적으로, 각각의 메쉬부재(360)는, 상호 대응되는 한 쌍의 블로킹 배플(350) 사이에서 소정 간격의 틈을 형성하면서 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수 개의 메쉬부재(360)는, 상기 복수 개의 블로킹 배플(350)과 함께 상기 스페이스(S) 내에서 대략적으로 사다리꼴 형상을 갖게 배치될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 메쉬부재(360) 및 상기 복수 개의 블로킹 배플(350)은, 상기 배터리 팩(10)의 상하 방향에서 볼 때, 상기 스페이스(S) 내에서, 상기 복수 개의 벤트 홀(330)을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 메쉬부재(360) 및 상기 복수 개의 블로킹 배플(350)은, 상기 배터리 팩(10)의 상하 방향에서 볼 때, 상기 스페이스(S) 내에서, 상호 소정 거리 이격되어 소정의 간격을 형성하며 배치될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 메쉬부재(360) 및 상기 복수 개의 블로킹 배플(350) 의 배치 형태에 따라, 상기 배터리 셀(150)에서 배출되는 화염이나 스파크(F, 도 7 내지 도 10 참조)는, 상기 벤트 홀들(330)의 통과 이후에 진행 방향에서 상기 복수 개의 블로킹 배플(350)에 부딪히거나 상기 복수 개의 메쉬부재(360)에 걸러짐으로써 상기 배출 개구(340) 밖으로 노출되지 않을 수 있다.
도 7은 도 2의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 배리어 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배리어 유닛(305)는, 앞선 실시예의 상기 배리어 유닛(300)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
상기 배리어 유닛(305)은, 한 쌍으로 구비되며, 각각, 상기 제1 배리어(310), 상기 제2 배리어(320), 상기 벤트 홀(330), 상기 배출 개구(340), 상기 블로킹 배플(350), 상기 메쉬부재(360) 및 제3 배리어(390)를 포함할 수 있다.
상기 제1 배리어(310), 상기 제2 배리어(320), 상기 벤트 홀(330), 상기 배출 개구(340), 상기 블로킹 배플(350) 및 상기 메쉬부재(360)는, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 제3 배리어(390)는, 상기 배출 개구(340)를 커버하며, 매쉬망을 포함할 수 있다. 이러한 상기 제3 배리어(390)는, 상기 메쉬망을 통해 상기 화염이나 스파크(F, 도 8 내지 도 11 참조)의 통과를 최대한 억제하면서 상기 벤트 가스(G, 도 8 내지 도 11 참조)를 통과시킬 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(305)은, 상기 화염이나 스파크(F, 도 8 내지 도 11 참조)의 외부 노출을 보다 더 효과적으로 차단하거나 억제할 수 있다.
도 8 내지 도 11은 도 1의 배터리 팩의 배터리 셀의 열 폭주 시 배리어 유닛을 통한 화염이나 스파크의 외부 노출 차단을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 상기 배터리 팩(10)의 배터리 모듈 조립체(100)의 배터리 셀들(150) 중 적어도 하나의 배터리 셀(150)에서, 이상 상황에 따른 과열 등이 발생할 수 있다. 이러한 이상 상황이 발생한 적어도 하나의 배터리 셀(150)에서는, 과열 등에 따라, 벤트 가스(G), 화염이나 스파크(F) 등이 배출될 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(300)은, 상기 벤트 가스(G)의 상기 팩 케이스(200) 밖으로의 배출을 가이드 하여 상기 배터리 팩(10) 내부의 벤트 가스(G)로 인한 상기 배터리 모듈 조립체(100) 전체의 열 폭주나 폭발 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 배리어 유닛(300)은, 상기 벤트 홀들(330)을 통해 상기 벤트 가스(G)를 상기 스페이스(S) 내로 유도하며, 이후, 상기 배출 개구(340)의 상부 개구(342) 및 하부 개구(346)를 통해 상기 벤트 가스(G)를 상기 팩 케이스(200) 외부로 배출시킬 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(300)은, 상기 화염이나 스파크(F)의 상기 배출 개구(340)의 상부 개구(342) 및 하부 개구(346)를 통한 외부 노출이나 분출을 효과적으로 방지하거나 또는 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 배리어 유닛(300)의 상기 제1 배리어(310)는, 일차적으로, 상기 화염이나 스파크(F)를 블로킹할 수 있다. 여기서, 상기 제1 배리어(310)의 벤트 홀들(330)을 통과한 상기 화염이나 스파크(F)는 상기 스페이스(S) 내에서 상기 복수 개의 블로킹 배플(350) 및 복수 개의 메쉬부재(360)에 의해 이차적으로 블로킹되거나 또는 걸러질 수 있다. 마지막으로, 상기 복수 개의 블로킹 배플(350)과 복수 개의 메쉬부재들(360) 사이를 통과한 상기 화염이나 스파크(F)는 상기 제2 배리어(320)에 의해 블로킹될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(300)은, 상기 제1 배리어(310), 상기 복수 개의 블로킹 배플(350), 상기 복수 개의 메쉬부재(360) 및 상기 제2 배리어(320)를 통해 상기 이상 상황이 발생한 배터리 셀(150)에서 배출되는 상기 화염이나 스파크(F)를 다단 블로킹함으로써, 상기 화염이나 스파크(F)의 상기 배출 개구(340) 밖으로의 노출이나 분출을 방지하거나 또는 현저히 억제할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(300)은, 상기 이상 상황 시 상기 배터리 셀(150)에서 배출되는 벤트 가스(G)의 상기 팩 케이스(200) 외부로의 신속한 배출을 가이드 하면서, 반대로, 상기 배터리 셀(150)에서 배출되는 상기 화염이나 스파크(F)의 상기 팩 케이스(200) 외부로의 노출이나 분출을 효과적으로 방지하거나 억제할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(10)은, 상기 이상 상황 시, 상기 팩 케이스(200) 외부로 배출되는 화염이나 스파크(F) 등에 의해 발생될 수 있는 더 큰 화재나 폭발 위험을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 에너지 저장 장치(1)는, 앞선 실시예의 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 팩(10) 및 상기 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 팩(10)을 수용하기 위한 컨테이너(50)를 포함할 수 있다.
또한, 앞선 실시예의 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 팩(10)은, 자동차의 에너지원으로서, 자동차에 구비되는 것도 가능할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(10)은 상기 자동차(V) 이외에도 이차 전지를 이용하는 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 에너지 저장 장치(1)나 자동차와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 배터리 팩(10)으로 인한 장점을 모두 갖는 에너지 저장 장치(1)나 자동차 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀(150)의 이상 상황 시 발생되는 화염이나 스파크(F)의 외부 노출을 차단할 수 있는 배터리 팩(10), 이를 포함하는 에너지 저장 장치(1) 및 자동차를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
1: 에너지 저장 장치
10: 배터리 팩
50: 컨테이너
100: 배터리 모듈 조립체
150: 배터리 셀
200: 팩 케이스
300: 배리어 유닛
305: 배리어 유닛
310: 제1 배리어
320: 제2 배리어
322: 결합부
326: 스페이스 형성부
330: 벤트 홀
340: 배출 개구
342: 상부 개구
346: 하부 개구
350: 블로킹 배플
360: 메쉬부재
390: 제3 배리어

Claims (14)

  1. 배터리 팩에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈 조립체;
    상기 배터리 모듈 조립체를 수용하는 팩 케이스; 및
    상기 팩 케이스의 적어도 일측에 구비되고, 상기 팩 케이스 내의 벤트 가스를 상기 팩 케이스 외부로 내보내며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀에서 발생하는 화염이나 스파크를 블로킹하기 위한 소정의 스페이스를 구비하는 배리어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배리어 유닛은,
    상기 팩 케이스와 결합되어 상기 배터리 모듈 조립체를 패키징하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배리어 유닛에는,
    상기 벤트 가스를 상기 팩 케이스 외부로 내보내기 위한 적어도 하나의 벤트 홀;이 구비되며,
    상기 적어도 하나의 벤트 홀은,
    상기 팩 케이스의 길이 방향에서, 상기 배터리 모듈 조립체의 최외곽에 배치되는 적어도 하나의 배터리 셀을 마주 하게 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배리어 유닛은,
    상기 적어도 하나의 벤트 홀이 구비되며, 상기 팩 케이스에 결합되는 제1 배리어; 및
    상기 제1 배리어와 결합되며, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 적어도 하나의 벤트 홀과 소정 간격 이격되어 상기 스페이스를 형성하는 제2 배리어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배리어 유닛은,
    상기 팩 케이스의 높이 방향을 따라 상기 스페이스와 연통되며, 상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어의 결합에 따라 형성되는 적어도 하나의 배출 개구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배출 개구는,
    상기 배리어 유닛의 상측에 구비되는 상부 개구; 및
    상기 상부 개구로부터 이격되며, 상기 배리어 유닛의 하측에 구비되는 하부 개구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 배리어 유닛은,
    상기 스페이스에 배치되며, 상기 화염이나 스파크를 블로킹하는 적어도 하나의 블로킹 배플;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 블로킹 배플은,
    복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 블로킹 배플은,
    상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어 사이에서, 상호 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수 개의 블로킹 배플은,
    상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어 사이에서, 소정 각도로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 배리어 유닛은,
    상기 스페이스에 구비되는 적어도 하나의 메쉬부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 메쉬부재는,
    복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 메쉬부재는,
    상기 제1 배리어와 상기 제2 배리어 사이에서, 상호 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배리어 유닛은,
    상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 팩 케이스의 양단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  14. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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