KR20230097836A - Battery pack and energy storage system and vehicle comprising the battery pack - Google Patents

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KR20230097836A
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홍성곤
김승현
오영후
옥승민
조상현
조영범
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

A battery pack according to an embodiment of the present invention includes: a battery module assembly including at least one battery cell; a pack case for accommodating the battery module assembly; and a barrier unit provided on at least one side of the pack case, discharging vent gas within the pack case to the outside of the pack case, and including at least one blocking baffle arranged diagonally to have a predetermined inclination angle.

Description

배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차{BATTERY PACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM AND VEHICLE COMPRISING THE BATTERY PACK}Battery pack, energy storage device and automobile including the same

본 발명은 배터리 팩, 이를 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack, an energy storage device including the same, and a vehicle.

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.Secondary batteries, which are highly applicable to each product group and have electrical characteristics such as high energy density, are used not only in portable devices but also in electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by an electrical driving source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving energy efficiency and eco-friendliness in that they do not generate any by-products due to the use of energy as well as the primary advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels.

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.Currently, types of secondary batteries widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and the like. The operating voltage of such a unit secondary battery cell, that is, a unit battery cell is about 2.5V to 4.5V. Therefore, when an output voltage higher than this is required, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series. In addition, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to a charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.

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.Meanwhile, when a battery pack is configured by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using the at least one battery module. A method of configuring a battery pack or battery rack is common.

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.A conventional battery pack generally includes a battery module assembly including at least one battery cell and a pack case accommodating the battery module assembly. In the case of a conventional battery pack, when a battery cell thermally runs away due to an abnormal situation, vent gas, flame or sparks are generated from the battery cell. In order to prevent fire or explosion of the battery pack, it is necessary to discharge the vent gas inside the battery pack to the outside of the battery pack.

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.However, when the vent gas is discharged to the outside of the battery pack, if flames or sparks are also discharged to the outside of the battery pack together with the vent gas, a problem that may cause a rather large fire or explosion due to the flames or sparks discharged to the outside. there is

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.Therefore, there is a need to find a way to provide a battery pack capable of blocking external exposure of flames or sparks generated in the event of an abnormal battery cell, an energy storage device including the battery pack, and a vehicle.

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.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery pack capable of blocking external exposure of flames or sparks generated when a battery cell is abnormal, and an energy storage device and an automobile including the battery pack.

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, 소정의 경사각을 갖도록 사선으로 배치되는 적어도 하나의 블로킹 배플을 구비하는 배리어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.In order to solve the above object, the present invention, as a battery pack, a battery module assembly including at least one battery cell; a pack case accommodating the battery module assembly; and a barrier unit provided on at least one side of the pack case, having at least one blocking baffle that discharges the vent gas in the pack case to the outside of the pack case and is obliquely arranged to have a predetermined inclination angle. A characterized battery pack is provided.

상기 배리어 유닛은, 상기 팩 케이스에 결합되며, 상기 적어도 하나의 블로킹 배플을 구비하는 제1 배리어; 및 상기 제1 배리어와 결합되며, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 블로킹 배플을 커버하는 제2 배리어;를 포함할 수 있다.The barrier unit may include a first barrier coupled to the pack case and having the at least one blocking baffle; and a second barrier coupled to the first barrier and covering the blocking baffle in the longitudinal direction of the pack case.

상기 제1 배리어의 일면은, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서, 상기 배터리 모듈 조립체의 최외곽에 배치되는 적어도 하나의 배터리 셀을 마주 하게 배치될 수 있다.One surface of the first barrier may be disposed to face at least one battery cell disposed at an outermost portion of the battery module assembly in the longitudinal direction of the pack case.

상기 제1 배리어에는, 상기 벤트 가스를 상기 팩 케이스 외부로 내보내기 위한 적어도 하나의 벤트 홀;이 구비될 수 있다.The first barrier may include at least one vent hole through which the vent gas is discharged to the outside of the pack case.

상기 적어도 하나의 블로킹 배플은, 상기 제1 배리어의 타면에 구비되며, 상기 적어도 하나의 벤트 홀을 적어도 부분적으로 커버할 수 있다.The at least one blocking baffle is provided on the other surface of the first barrier and may at least partially cover the at least one vent hole.

상기 제2 배리어는, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 적어도 하나의 벤트 홀과 소정 간격 이격되어 소정의 스페이스를 형성할 수 있다.The second barrier may be spaced apart from the at least one vent hole by a predetermined distance in the longitudinal direction of the pack case to form a predetermined space.

상기 적어도 하나의 블로킹 배플은, 상기 스페이스에 배치될 수 있다.The at least one blocking baffle may be disposed in the space.

상기 블로킹 배플은, 한 쌍으로 구비되며, 상기 적어도 하나의 벤트 홀은, 상기 한 쌍의 블로킹 배플 사이에 배치될 수 있다.The blocking baffles may be provided as a pair, and the at least one vent hole may be disposed between the pair of blocking baffles.

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.The barrier unit may include at least one discharge opening communicating with the space along the height direction of the pack case and formed by combining the first barrier and the second barrier.

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.The discharge opening may include an upper opening provided on an upper side of the barrier unit; and a lower opening spaced apart from the upper opening and provided at a lower side of the barrier unit.

상기 배리어 유닛은, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 팩 케이스의 양단부에 구비될 수 있다.The barrier unit may be provided at both ends of the pack case in the longitudinal direction of the pack case.

그리고, 본 발명은, 에너지 저장 장치로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치를 제공한다.And, the present invention, as an energy storage device, provides an energy storage device characterized in that it includes; at least one battery pack according to the above-described embodiments.

아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.In addition, the present invention, as a vehicle, provides a vehicle characterized in that it includes; at least one battery pack according to the above-described embodiments.

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.According to various embodiments as described above, it is possible to provide a battery pack capable of blocking external exposure of flame or spark generated when a battery cell is in an abnormal situation, an energy storage device including the battery pack, and a vehicle.

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 2의 배터리 팩의 평면도이다.
도 5는 도 2의 배터리 팩의 측단면도이다.
도 6은 도 2의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 배리어 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 도 1의 배터리 팩의 배터리 셀의 열 폭주 시 배리어 유닛을 통한 화염이나 스파크의 외부 노출 차단을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical idea of the present invention, the present invention is the details described in such drawings should not be construed as limited to
1 is a diagram for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG. 1 .
3 is an exploded perspective view of a barrier unit of the battery pack of FIG. 2 .
FIG. 4 is a plan view of the battery pack of FIG. 2 .
5 is a cross-sectional side view of the battery pack of FIG. 2 .
FIG. 6 is a diagram for explaining a barrier unit according to another embodiment of the battery pack of FIG. 2 .
7 to 10 are diagrams for explaining blocking of external exposure of flames or sparks through a barrier unit during thermal runaway of battery cells of the battery pack of FIG. 1 .
11 is a diagram for explaining an energy storage device according to an embodiment of the present invention.

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.The present invention will become more apparent by describing preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described herein are shown by way of example to aid understanding of the invention, and it should be understood that the present invention may be variously modified and implemented differently from the embodiments described herein. In addition, in order to aid understanding of the present invention, the accompanying drawings may not be drawn to an actual scale, but the dimensions of some components may be exaggerated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 팩의 분해 사시도이다.1 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG. 1 .

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.Referring to FIGS. 1 and 2 , the battery pack 10 may include a battery module assembly 100 , a pack case 200 and a barrier unit 300 .

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.The battery module assembly 100 may include at least one or a plurality of battery cells 150 . Hereinafter, in this embodiment, the battery module assembly 100 will be described as including a plurality of battery cells 150 .

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.The plurality of battery cells 150 may be mutually stacked along the height direction of the battery module assembly 100 to be electrically connected to each other. In addition, the plurality of battery cells 150 may be mutually stacked along the longitudinal direction of the battery module assembly 100 . In addition, the plurality of battery cells 150 may be stacked with each other in both the longitudinal direction and the height direction of the battery module assembly 100 .

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.The plurality of battery cells 150, as secondary batteries, may be provided as pouch-type secondary batteries, prismatic secondary batteries, or cylindrical secondary batteries. Hereinafter, in this embodiment, the plurality of battery cells 150 will be described as being provided as pouch-type secondary batteries.

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.The pack case 200 may accommodate the battery module assembly 100 . To this end, an accommodation space for accommodating the battery module assembly 100 may be provided in the pack case 200 .

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.The pack case 200 may have a predetermined length along the longitudinal direction of the battery pack 10 and may be provided in a substantially rectangular parallelepiped shape open in the longitudinal direction of the battery pack 10 .

상기 배리어 유닛(300)은, 상기 팩 케이스(200)의 적어도 일측에 구비되고, 상기 팩 케이스(200) 내의 벤트 가스(G, 도 7 내지 도 10 참조)를 상기 팩 케이스(200) 외부로 내보내며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(150)에서 발생하는 화염이나 스파크(F, 도 7 내지 도 10 참조)를 블로킹하는 적어도 하나의 블로킹 배플(350)을 구비할 수 있다.The barrier unit 300 is provided on at least one side of the pack case 200, and releases the vent gas (G, see FIGS. 7 to 10) in the pack case 200 to the outside of the pack case 200. and at least one blocking baffle 350 for blocking flames or sparks (F, see FIGS. 7 to 10) generated in the at least one battery cell 150.

이러한 상기 배리어 유닛(300)은, 한 쌍으로 구비될 수 있다.The barrier unit 300 may be provided as a pair.

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.The pair of barrier units 300 may be provided at both ends of the pack case 200 in the longitudinal direction of the pack case 200 . Specifically, the pair of barrier units 300 may be coupled to the pack case 200 in the longitudinal direction of the pack case 200 . The pair of barrier units 300 may package the battery module assembly 100 within the pack case 200 through coupling with the pack case 200 .

이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(300)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.Hereinafter, the barrier unit 300 according to this embodiment will be described in more detail.

도 3은 도 2의 배터리 팩의 배리어 유닛의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 배터리 팩의 평면도이며, 도 5는 도 2의 배터리 팩의 측단면도이다.FIG. 3 is an exploded perspective view of the barrier unit of the battery pack of FIG. 2 , FIG. 4 is a plan view of the battery pack of FIG. 2 , and FIG. 5 is a cross-sectional side view of the battery pack of FIG. 2 .

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 한 쌍의 배리어 유닛(300)은, 각각, 제1 배리어(310), 제2 배리어(320), 벤트 홀(330), 배출 개구(340) 및 블로킹 배플(350)을 포함할 수 있다.3 to 5, the pair of barrier units 300 include a first barrier 310, a second barrier 320, a vent hole 330, a discharge opening 340, and a blocking baffle, respectively. (350).

상기 제1 배리어(310)는, 대략적으로 플레이트 형상으로서, 상기 팩 케이스(200)의 길이 방향에서 상기 팩 케이스(200)에 결합되며, 상기 적어도 하나의 블로킹 배플(350)을 구비할 수 있다.The first barrier 310 has a substantially plate shape, is coupled to the pack case 200 in the longitudinal direction of the pack case 200, and may include the at least one blocking baffle 350.

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.One surface of the first barrier 310 may be disposed to face at least one battery cell 150 disposed on the outermost side of the battery module assembly 100 in the longitudinal direction of the pack case 200. . In this embodiment, one surface of the first barrier 310 may be disposed to face the plurality of battery cells 150 disposed on the outermost side of the battery module assembly 100 .

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.The second barrier 320 is coupled to the first barrier 310 and may cover the blocking baffle 350 in the longitudinal direction of the pack case 200 . The second barrier 320 may be provided as a substantially U-shaped plate.

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.The second barrier 320 may be spaced apart from at least one vent hole 330 to be described later by a predetermined distance in the longitudinal direction of the pack case 200 to form a predetermined space S.

상기 제2 배리어(320)는, 결합부(322) 및 스페이스 형성부(326)를 포함할 수 있다.The second barrier 320 may include a coupling part 322 and a space forming part 326 .

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.The couplers 322 are formed at both ends of the second barrier 320 and may be coupled to the first barrier 310 . The space forming part 326 is formed by bending from the coupling part 322 , and the space S may be formed according to the combination of the coupling part 322 and the first barrier 310 .

상기 벤트 홀(330)은, 상기 벤트 가스(G, 도 7 내지 도 10 참조)를 상기 팩 케이스(200) 외부로 내보내기 위한 것으로서, 상기 제1 배리어(310)에 구비될 수 있다.The vent hole 330 is for exporting the vent gas (G, see FIGS. 7 to 10 ) to the outside of the pack case 200 and may be provided in the first barrier 310 .

이러한 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.At least one or more of these vent holes 330 may be provided. Hereinafter, in this embodiment, the vent hole 330 will be described as being provided with a plurality of vent holes 330 .

상기 배출 개구(340)는, 상기 벤트 가스(G, 도 7 내지 도 10 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.The discharge opening 340 is for exporting the vent gas (G, see FIGS. 7 to 10) to the outside of the pack case 200, along the height direction of the pack case 200, the space (S) It communicates with and may be formed according to the combination of the first barrier 310 and the second barrier 320.

이러한 상기 배출 개구(340)는, 상부 개구(342) 및 하부 개구(346)를 포함할 수 있다.The discharge opening 340 may include an upper opening 342 and a lower opening 346 .

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.The upper opening 342 may be provided on an upper side of the barrier unit 300 . The lower opening 346 is spaced apart from the upper opening 342 and may be provided below the barrier unit 300 .

상기 블로킹 배플(350)은, 상기 제1 배리어(310)의 타면에 구비되며, 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 복수 개의 벤트 홀(330)을 적어도 부분적으로 커버할 수 있다.The blocking baffle 350 is provided on the other surface of the first barrier 310 and may at least partially cover the at least one vent hole 330 in the present embodiment.

상기 블로킹 배플(350)은, 소정의 경사각을 갖도록 사선으로 배치될 수 있다. 상기 블로킹 배플(350)은, 이와 같은 경사각을 갖는 사선 배치를 통해, 이상 상황 시 배출되는 화염이나 스파크의 이동 방향에 방향성을 부여할 수 있다.The blocking baffles 350 may be arranged obliquely to have a predetermined inclination angle. The blocking baffle 350 may impart directionality to the movement direction of flames or sparks discharged in an abnormal situation through the oblique arrangement having such an inclination angle.

이러한 상기 블로킹 배플(350)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 블로킹 배플(350)이 한 쌍으로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다. 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 복수 개의 벤트 홀(330)은, 상기 한 쌍의 블로킹 배플(350) 사이에 배치될 수 있다.At least one or more of these blocking baffles 350 may be provided. Hereinafter, in this embodiment, the blocking baffle 350 will be described as being provided as a pair. The at least one, in the present embodiment, the plurality of vent holes 330 may be disposed between the pair of blocking baffles 350 .

상기 한 쌍의 블로킹 배플(350)는, 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 한 쌍의 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.The pair of blocking baffles 350 may be disposed in the space S to surround the plurality of vent holes 330 when viewed from the top and bottom directions of the battery pack 10 . Here, the pair of blocking baffles 350 may be disposed at a predetermined distance apart from each other within the space S when viewed from the top and bottom directions of the battery pack 10 .

이러한 상기 한 쌍의 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 블로킹 배플(350)에 부딪히게 됨으로써 상기 배출 개구(340) 밖으로 노출되지 않을 수 있다.According to the arrangement of the pair of blocking baffles 350, the flame or spark (F, see FIGS. 7 to 10) discharged from the battery cell 150, after passing through the vent holes 330, It may not be exposed to the outside of the discharge opening 340 by colliding with the blocking baffle 350 in the traveling direction.

도 6은 도 2의 배터리 팩의 다른 실시예에 따른 배리어 유닛을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram for explaining a barrier unit according to another embodiment of the battery pack of FIG. 2 .

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.Since the barrier unit 305 according to this embodiment is similar to the barrier unit 300 of the previous embodiment, redundant description of components substantially the same as or similar to those of the previous embodiment will be omitted, and hereinafter, the previous embodiment will be described. It focuses on the differences between

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) 및 제3 배리어(390)를 포함할 수 있다.The barrier units 305 are provided as a pair, respectively, the first barrier 310, the second barrier 320, the vent hole 330, the discharge opening 340, and the blocking baffle ( 350) and a third barrier 390.

상기 제1 배리어(310), 상기 제2 배리어(320), 상기 벤트 홀(330), 상기 배출 개구(340) 및 상기 블로킹 배플(350)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.Since the first barrier 310, the second barrier 320, the vent hole 330, the discharge opening 340 and the blocking baffle 350 are substantially the same as or similar to those of the previous embodiment, Hereinafter, redundant descriptions are omitted.

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 7 내지 도 10 참조)의 통과를 최대한 억제하면서 상기 벤트 가스(G, 도 7 내지 도 10 참조)를 통과시킬 수 있다.The third barrier 390 covers the discharge opening 340 and may include a mesh network. The third barrier 390 passes the vent gas (G, see FIGS. 7 to 10) while maximally suppressing the passage of the flame or spark (F, see FIGS. 7 to 10) through the mesh network. can make it

이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(305)은, 상기 화염이나 스파크(F, 도 7 내지 도 10 참조)의 외부 노출을 보다 더 효과적으로 차단하거나 억제할 수 있다.Accordingly, the barrier unit 305 according to the present embodiment can more effectively block or suppress external exposure of the flame or spark (F, see FIGS. 7 to 10).

도 7 내지 도 10은 도 1의 배터리 팩의 배터리 셀의 열 폭주 시 배리어 유닛을 통한 화염이나 스파크의 외부 노출 차단을 설명하기 위한 도면이다.7 to 10 are diagrams for explaining blocking of external exposure of flames or sparks through a barrier unit during thermal runaway of battery cells of the battery pack of FIG. 1 .

도 7 내지 도 10을 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.7 to 10 , overheating may occur in at least one battery cell 150 among the battery cells 150 of the battery module assembly 100 of the battery pack 10 due to an abnormal situation. Vent gas (G), flame or spark (F), etc. may be discharged from at least one battery cell 150 in which such an abnormal situation occurs due to overheating.

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.At this time, the barrier unit 300 according to the present embodiment guides the discharge of the vent gas (G) to the outside of the pack case 200 to prevent the discharge of the vent gas (G) inside the battery pack (10). Thermal runaway or explosion of the entire battery module assembly 100 can be effectively prevented.

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.Specifically, the barrier unit 300 induces the vent gas G into the space S through the vent holes 330, and then, the upper opening 342 of the discharge opening 340 and The vent gas (G) may be discharged to the outside of the pack case 200 through the lower opening 346 .

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.In addition, the barrier unit 300 according to the present embodiment effectively prevents external exposure or ejection of the flame or spark F through the upper opening 342 and the lower opening 346 of the discharge opening 340. can be suppressed or inhibited.

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 한 쌍의 블로킹 배플(350)에 의해 이차적으로 블로킹될 수 있다. 마지막으로, 상기 한 쌍의 블로킹 배플(350) 사이를 통과한 상기 화염이나 스파크(F)는 상기 제2 배리어(320)에 의해 블로킹될 수 있다.Specifically, the first barrier 310 of the barrier unit 300 may primarily block the flame or spark F. Here, the flame or spark F passing through the vent holes 330 of the first barrier 310 may be secondarily blocked by the pair of blocking baffles 350 within the space S. . Finally, the flame or spark F passed between the pair of blocking baffles 350 may be blocked by the second barrier 320 .

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배리어 유닛(300)은, 상기 제1 배리어(310), 상기 한 쌍의 블로킹 배플(350) 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.As such, the barrier unit 300 according to the present embodiment is a battery cell in which the abnormal situation occurs through the first barrier 310, the pair of blocking baffles 350, and the second barrier 320 ( By blocking the flames or sparks F discharged from 150) in multiple stages, exposure or ejection of the flames or sparks F out of the discharge opening 340 can be prevented or significantly suppressed.

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.Accordingly, the barrier unit 300 according to the present embodiment guides the rapid discharge of the vent gas G discharged from the battery cell 150 to the outside of the pack case 200 in the abnormal situation, Conversely, exposure or ejection of the flame or spark F discharged from the battery cell 150 to the outside of the pack case 200 can be effectively prevented or suppressed.

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.Therefore, the battery pack 10 according to the present embodiment effectively reduces the greater risk of fire or explosion that may be caused by a flame or spark F discharged to the outside of the pack case 200 in the abnormal situation. It can be prevented.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining an energy storage device according to an embodiment of the present invention.

도 11을 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.Referring to FIG. 11 , the energy storage device 1 includes at least one or more plurality of battery packs 10 of the previous embodiment and a container 50 for accommodating the at least one or more plurality of battery packs 10 . ) may be included.

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.In addition, at least one or more of the plurality of battery packs 10 of the foregoing embodiment may be provided in the vehicle as an energy source of the vehicle. In addition, it goes without saying that the battery pack 10 may also be provided in other devices, instruments, and facilities using secondary batteries in addition to the vehicle V.

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.As such, the energy storage device 1 according to the present embodiment or a device, apparatus, or facility having the battery pack 1 such as an automobile has all the advantages due to the battery pack 10 described above (energy storage device) 1) or devices such as automobiles, instruments, and facilities can be implemented.

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.According to various embodiments as described above, a battery pack 10 capable of blocking external exposure of a flame or spark F generated in an abnormal situation of a battery cell 150, an energy storage device 1 including the battery pack 10, and A car can be provided.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

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
390: 제3 배리어1: energy storage device
10: battery pack
50: container
100: battery module assembly
150: battery cell
200: pack case
300: barrier unit
305: barrier unit
310: first barrier
320: second barrier
322: coupling part
326: space forming unit
330: vent hole
340: discharge opening
342: upper opening
346: lower opening
350: blocking baffle
390: third barrier

Claims (13)

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, 소정의 경사각을 갖도록 사선으로 배치되는 적어도 하나의 블로킹 배플을 구비하는 배리어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.In the battery pack,
a battery module assembly including at least one battery cell;
a pack case accommodating the battery module assembly; and
and a barrier unit provided on at least one side of the pack case and having at least one blocking baffle that discharges the vent gas in the pack case to the outside of the pack case and is obliquely arranged to have a predetermined inclination angle. The battery pack to be. 제1항에 있어서,
상기 배리어 유닛은,
상기 팩 케이스에 결합되며, 상기 적어도 하나의 블로킹 배플을 구비하는 제1 배리어; 및
상기 제1 배리어와 결합되며, 상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 블로킹 배플을 커버하는 제2 배리어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The barrier unit,
a first barrier coupled to the pack case and having the at least one blocking baffle; and
and a second barrier coupled to the first barrier and covering the blocking baffle in the longitudinal direction of the pack case. 제2항에 있어서,
상기 제1 배리어의 일면은,
상기 팩 케이스의 길이 방향에서, 상기 배터리 모듈 조립체의 최외곽에 배치되는 적어도 하나의 배터리 셀을 마주 하게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 2,
One side of the first barrier,
A battery pack, characterized in that disposed facing at least one battery cell disposed on the outermost side of the battery module assembly in the longitudinal direction of the pack case. 제3항에 있어서,
상기 제1 배리어에는,
상기 벤트 가스를 상기 팩 케이스 외부로 내보내기 위한 적어도 하나의 벤트 홀;이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 3,
In the first barrier,
and at least one vent hole through which the vent gas is discharged to the outside of the pack case. 제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 블로킹 배플은,
상기 제1 배리어의 타면에 구비되며, 상기 적어도 하나의 벤트 홀을 적어도 부분적으로 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 4,
The at least one blocking baffle,
It is provided on the other surface of the first barrier and at least partially covers the at least one vent hole. 제4항에 있어서,
상기 제2 배리어는,
상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 적어도 하나의 벤트 홀과 소정 간격 이격되어 소정의 스페이스를 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 4,
The second barrier,
A battery pack characterized in that a predetermined space is formed by being spaced apart from the at least one vent hole in a longitudinal direction of the pack case. 제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 블로킹 배플은,
상기 스페이스에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 6,
The at least one blocking baffle,
A battery pack, characterized in that disposed in the space. 제7항에 있어서,
상기 블로킹 배플은,
한 쌍으로 구비되며,
상기 적어도 하나의 벤트 홀은,
상기 한 쌍의 블로킹 배플 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 7,
The blocking baffle,
Equipped with a pair,
The at least one vent hole,
A battery pack, characterized in that disposed between the pair of blocking baffles. 제6항에 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.According to claim 6,
The barrier unit,
and at least one discharge opening communicating with the space along the height direction of the pack case and formed by combining the first barrier and the second barrier. 제9항에 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.According to claim 9,
The discharge opening,
an upper opening provided on an upper side of the barrier unit; and
A battery pack comprising a lower opening spaced apart from the upper opening and provided on a lower side of the barrier unit. 제1항에 있어서,
상기 배리어 유닛은,
상기 팩 케이스의 길이 방향에서 상기 팩 케이스의 양단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The barrier unit,
A battery pack, characterized in that provided at both ends of the pack case in the longitudinal direction of the pack case. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.An energy storage device comprising at least one battery pack according to claim 1 . 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.A vehicle comprising at least one battery pack according to claim 1 .
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