KR20230119546A - Battery module and battery pack including the same and vehicle including the same - Google Patents
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Abstract
배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀이 적층되는 배터리 셀 적층체; 배터리 셀 적층체가 수납되며, 가스가 배출되는 제1 배출구가 형성된 케이스; 케이스에 장착되어 가스의 배출 경로를 제공하며, 가스는 배출되지만 화염의 유출은 방지하도록 마련된 배기경로부재; 및 배기경로부재를 덮을 수 있도록 케이스에 결합되며, 배기경로부재를 통해 이동한 가스가 배출되는 제2 배출구가 형성되는 덮개를 포함하며, 배기경로부재는 길이조절 가능하도록 마련된다.A battery module, a battery pack including the same, and a vehicle are disclosed. A battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a case in which a battery cell stack is accommodated and a first outlet through which gas is discharged is formed; an exhaust path member mounted on the case to provide a gas exhaust path and to discharge the gas but prevent the outflow of flame; and a cover coupled to the case to cover the exhaust passage member and having a second outlet through which gas moved through the exhaust passage member is discharged, and the exhaust passage member is provided to be adjustable in length.
Description
본 발명은, 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 셀의 발화시 가스는 배출되지만 화염은 배출되지 않는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a battery pack including the same, and a vehicle, and more particularly, relates to a battery module in which gas is discharged but flame is not emitted when a battery cell is ignited, a battery pack including the same, and a vehicle. .
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 많이 사용되고 있다.As the technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Conventionally, nickel cadmium batteries or hydrogen ion batteries have been used as secondary batteries, but recently, compared to nickel-based secondary batteries, they have a memory effect. Lithium secondary batteries, which are free to charge and discharge, have very low self-discharge rates, and have high energy densities, are widely used.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator therebetween, and an exterior material that seals and houses the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 전해질로 이루어지며, 양극 활물질과 음극 활물질을 어떤 것을 사용하느냐에 따라 리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB), 리튬 폴리머 전지(Polymer Lithium Ion Battery, PLIB) 등으로 나누어진다. 통상, 이들 리튬 이차 전지의 전극은 알루미늄 또는 구리 시트(sheet), 메시(mesh), 필름(film), 호일(foil) 등의 집전체에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조시킴으로써 형성될 수 있다.A lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator and electrolyte interposed therebetween. Depending on which positive electrode active material and negative active material are used, a lithium ion battery (LIB) or a lithium polymer battery (Polymer Lithium Ion Battery) is used. , PLIB), etc. In general, the electrodes of these lithium secondary batteries may be formed by coating a positive electrode or negative electrode active material on a current collector such as an aluminum or copper sheet, mesh, film, or foil and then drying it. .
리튬 이차 전지는 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 높다는 등의 장점으로 인해 현재 각광을 받고 있지만, 유기 전해액을 사용하기 때문에 리튬 이차 전지가 과충전되면 과전류 및 과열을 유발하여 심한 경우 폭발이나 발화에 의한 화재의 원인이 되는 문제점이 있다. Lithium secondary batteries are currently in the limelight due to their advantages such as high operating voltage and extremely high energy density. However, since organic electrolytes are used, overcharging of lithium secondary batteries causes overcurrent and overheating, which in severe cases can lead to explosions or fires due to ignition. There is a problem that causes
다양한 종류의 이차 전지는, 배터리 셀을 보호할 수 있는 케이스가 구비되며 복수의 배터리 셀들이 적층되어 케이스에 인입된 배터리 모듈과, 복수의 배터리 모듈들이 포함된 배터리 팩을 포함한다.Various types of secondary batteries include a battery module in which a case capable of protecting the battery cell is provided and a plurality of battery cells are stacked and inserted into the case, and a battery pack including a plurality of battery modules.
여기서, 배터리 모듈의 케이스 내부의 배터리 셀들 중 적어도 하나에 화염이 발생한 경우, 화염이 배터리 모듈의 케이스 밖으로 유출되면 다른 배터리 모듈로 전파될 수 있을뿐만 아니라 사용자에게 위험한 상황이 발생될 수도 있다. 예를 들어, 배터리 모듈 또는 배터리 팩이 전기차에 설치된 상태에서 배터리 셀에 화염이 발생되고 그 화염이 외부로 유출되면 전기차를 운전하고 있는 운전자가 화상을 입거나 위험한 상황에 처할 수 있는 문제점이 있다.Here, when a flame is generated in at least one of the battery cells inside the case of the battery module, when the flame leaks out of the case of the battery module, it may propagate to other battery modules and may cause a dangerous situation to a user. For example, when a battery module or battery pack is installed in an electric vehicle and a battery cell catches fire and the flame leaks out, a driver driving the electric vehicle may get burned or be in a dangerous situation.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배터리 셀에 화염이 발생한 경우 가스는 케이스 외부로 배출되지만 화염의 유출은 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것이다.Accordingly, a technical problem to be achieved by the present invention is to provide a battery module, a battery pack including the same, and a vehicle that can prevent the outflow of the flame while discharging gas to the outside of the case when a flame is generated in the battery cell.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리 셀이 적층되는 배터리 셀 적층체; 상기 배터리 셀 적층체가 수납되며, 가스가 배출되는 제1 배출구가 형성된 케이스; 상기 케이스에 장착되어 상기 가스의 배출 경로를 제공하며, 상기 가스는 배출되지만 화염의 유출은 방지하도록 마련된 배기경로부재; 및 상기 배기경로부재를 덮을 수 있도록 상기 케이스에 결합되며, 상기 배기경로부재를 통해 이동한 가스가 배출되는 제2 배출구가 형성되는 덮개를 포함하며, 상기 배기경로부재는 길이조절 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a case accommodating the battery cell stack and having a first outlet through which gas is discharged; an exhaust path member mounted on the case to provide an exhaust path for the gas, and to discharge the gas but prevent the outflow of flame; and a cover coupled to the case to cover the exhaust passage member and having a second outlet through which gas moved through the exhaust passage member is discharged, wherein the exhaust passage member is provided to be adjustable in length. A characterized battery module may be provided.
또한, 상기 케이스에 형성된 상기 제1 배출구와, 상기 덮개에 형성된 상기 제2 배출구는 서로 반대 방향에 형성되어 있으며, 상기 가스가 상기 제1 배출구로부터 상기 배기경로부재에 의해 가이드되면서 상기 제2 배출구로 유출될 수 있다.In addition, the first outlet formed in the case and the second outlet formed in the cover are formed in opposite directions, and the gas is guided from the first outlet to the second outlet while being guided by the exhaust passage member. may spill out.
그리고, 상기 케이스는, 상기 배터리 셀 적층체가 수납되는 하부 커버; 상기 하부 커버에 결합되며, 상기 배기경로부재가 장착되는 복수의 장착홈과, 상기 제1 배출구가 형성된 상부 커버를 포함하며, 상기 덮개는 상기 상부 커버에 결합되고, 상기 배기경로부재는 상기 덮개와 상기 상부 커버 사이에 위치할 수 있다.The case may include a lower cover in which the battery cell laminate is accommodated; It is coupled to the lower cover, includes a plurality of mounting grooves in which the exhaust passage member is mounted, and an upper cover in which the first outlet is formed, the cover is coupled to the upper cover, and the exhaust passage member is coupled to the cover and It may be located between the upper cover.
또한, 복수의 배기경로부재 중 어느 하나의 배기경로부재와, 이웃하는 다른 하나의 배기경로부재는 지그재그로 배치될 수 있다.Also, one exhaust path member among the plurality of exhaust path members and another exhaust path member adjacent to the exhaust path member may be arranged in a zigzag pattern.
그리고, 배기경로부재는, 길이조절 가능하게 마련되는 한 쌍의 칸막이부재; 및 상기 한 쌍의 칸막이부재가 각각 결합되는 지지대를 포함할 수 있다.And, the exhaust path member, a pair of partition members provided to be adjustable in length; and a support to which the pair of partition members are respectively coupled.
또한, 상기 칸막이부재는 상기 지지대에 회동가능하게 결합될 수 있다.In addition, the partition member may be rotatably coupled to the support.
그리고, 상기 한 쌍의 칸막이부재는 상기 지지대에 대해 펼쳐지거나 접혀지도록 구성될 수 있다.Also, the pair of partition members may be configured to be unfolded or folded with respect to the support.
또한, 상기 칸막이부재는, 상기 지지대에 결합되며, 내측에 가이드홈이 형성된 본체; 및 상기 본체의 상기 가이드홈에 결합되어 상기 가이드홈을 따라 이동하는 이동로드를 포함할 수 있다.In addition, the partition member is coupled to the support, the main body is formed with a guide groove on the inside; and a moving rod coupled to the guide groove of the main body and moving along the guide groove.
그리고, 상기 본체에는 미리 설정된 간격으로 복수의 제1 체결홀이 형성되고, 상기 이동로드에는 상기 본체에 대응되도록 미리 설정된 간격으로 복수의 제2 체결홀이 형성되며, 상기 제1 체결홀과 상기 제2 체결홀에 함께 삽입되어 상기 이동로드를 고정하는 고정핀을 포함할 수 있다.In addition, a plurality of first fastening holes are formed in the main body at preset intervals, and a plurality of second fastening holes are formed on the moving rod at preset intervals to correspond to the main body, and the first fastening holes and the first fastening holes are formed at predetermined intervals. 2 may include a fixing pin inserted into the fastening hole to fix the moving rod.
또한, 상기 제1 체결홀에 삽입되는 마개를 포함할 수 있다.In addition, a stopper inserted into the first fastening hole may be included.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있고, 또한, 상기 배터리 모듈을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, a battery pack including the battery module described above may be provided, and a vehicle including the battery module may be provided.
본 발명의 실시예들은, 배터리 셀에 화염이 발생한 경우 케이스에 장착된 배기경로부재에 의해 가스는 케이스 외부로 배출되지만 화염의 유출은 방지할 수 있는 효과가 있다.Embodiments of the present invention, when a flame occurs in the battery cell, the gas is discharged to the outside of the case by the exhaust path member mounted on the case, but there is an effect of preventing the outflow of the flame.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 덮개가 제거된 모습의 사시도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배기경로부재가 접혀진 상태로부터 펼치지는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 도 3의 다른 실시예를 도시한 도면으로, 배기경로부재의 길이를 짧아진 경우의 실시예이다.
도 11은 도 3의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 배기경로부재의 개수가 감소한 경우의 실시예이다.1 is a combined perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a state in which a cover is removed from a battery module according to an embodiment of the present invention.
4 to 9 are diagrams illustrating a process of unfolding an exhaust path member from a folded state in a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing another embodiment of FIG. 3, in which the length of the exhaust path member is shortened.
FIG. 11 is a view showing another embodiment of FIG. 3, in which the number of exhaust path members is reduced.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 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 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, it will be described in detail according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. Terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is. Therefore, since the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, various alternatives can be made at the time of this application. It should be understood that there may be equivalents and variations.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or a specific part constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of explanation. Therefore, the size of each component does not fully reflect the actual size. If it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such description will be omitted.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.As used herein, the term 'coupling' or 'connection' refers to the case where one member and another member are directly coupled or directly connected, as well as when one member is indirectly coupled to another member through a joint member, or indirectly Including cases connected to
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 덮개가 제거된 모습의 사시도이고, 도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 배기경로부재가 접혀진 상태로부터 펼치지는 과정을 도시한 도면이며, 도 10은 도 3의 다른 실시예를 도시한 도면으로, 배기경로부재의 길이를 짧아진 경우의 실시예이고, 도 11은 도 3의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 배기경로부재의 개수가 감소한 경우의 실시예이다.1 is a combined perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a battery module according to an embodiment of the present invention 4 to 9 are perspective views of a state in which the cover is removed, and FIGS. 4 to 9 are views showing a process of unfolding an exhaust path member from a folded state in a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is another embodiment of FIG. 3 As a drawing showing an example, it is an embodiment in case the length of the exhaust path member is shortened, and FIG. 11 is a view showing another embodiment of FIG. 3, which is an embodiment in case the number of exhaust path members is reduced.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀 적층체(100)와, 케이스(200)와, 배기경로부재(300)와, 덮개(400)를 포함한다.Referring to the drawings, a
배터리 셀 적층체(100)는 전극 리드가 구비된 복수의 배터리 셀이 적층되어 구성된다. 배터리 셀은 다양한 구조를 가질 수 있으며, 또한, 복수의 배터리 셀들은 다양한 방식으로 적층될 수 있다. 배터리 셀에 구비되는 전극 리드는 외부로 노출되어 외부 기기에 연결되는 일종의 단자로서 전도성 재질이 사용될 수 있다. The
전극 리드는 양극 전극 리드와 음극 전극 리드를 포함할 수 있다. 양극 전극 리드와 음극 전극 리드는 배터리 셀의 길이 방향에 대해 서로 반대 방향에 배치될 수도 있고, 또는 양극 전극 리드와 음극 전극 리드가 배터리 셀의 길이 방향에 대해 서로 동일한 방향에 위치될 수도 있다. The electrode lead may include a positive electrode lead and a negative electrode lead. The positive electrode lead and the negative electrode lead may be disposed in opposite directions with respect to the length direction of the battery cell, or the positive electrode lead and negative electrode lead may be disposed in the same direction with respect to the length direction of the battery cell.
양극 전극 리드와 음극 전극 리드는 다양한 재질로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 양극 전극 리드는 알루미늄 재질로 제작되고, 음극 전극 리드는 구리 재질로 제작될 수 있다.The positive electrode lead and the negative electrode lead may be made of various materials. For example, the positive electrode lead may be made of aluminum and the negative electrode lead may be made of copper.
전극 리드는 버스바(미도시)에 전기적으로 결합될 수 있다. 배터리 셀은 양극판-세퍼레이터-음극판의 순서로 배열되는 단위 셀(Unit Cell) 또는 양극판-세퍼레이터-음극판-세퍼레이터-양극판-세퍼레이터-음극판의 순서로 배열된 바이 셀(Bi-Cell)을 전지 용량에 맞게 복수개 적층시킨 구조를 가질 수 있다. The electrode lead may be electrically coupled to a bus bar (not shown). Battery cells are unit cells arranged in the order of positive plate-separator-negative plate or bi-cells arranged in the order of positive plate-separator-negative plate-separator-positive plate-separator-negative plate according to the battery capacity. It may have a structure in which a plurality of layers are stacked.
배터리 셀 적층체(100)는 각각의 배터리 셀을 수납하는 카트리지(미도시)가 복수로 구비될 수 있다. 각각의 카트리지(미도시)는 플라스틱의 사출 성형으로 제조될 수 있고, 배터리 셀을 수납할 수 있는 수납부가 형성된 복수의 카트리지들(미도시)이 적층될 수 있다. The
복수의 카트리지들(미도시)이 적층된 카트리지 조립체에는 커넥터 요소 또는 단자 요소가 구비될 수 있다. 커넥터 요소는, 예를 들어, 배터리 셀의 전압 또는 온도에 대한 데이터를 제공할 수 있는 BMS(Battery Management System, 미도시) 등에 연결되기 위한 다양한 형태의 전기적 연결 부품 내지 연결 부재가 포함될 수 있다. A cartridge assembly in which a plurality of cartridges (not shown) are stacked may include a connector element or a terminal element. The connector element may include, for example, various types of electrical connection parts or connection members to be connected to a battery management system (BMS) capable of providing data on voltage or temperature of a battery cell.
그리고, 단자 요소는 배터리 셀에 연결되는 메인 단자로서 양극 단자와 음극 단자를 포함하며, 단자 요소는 터미널 볼트가 구비되어 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 배터리 셀은 다양한 형상을 가질 수 있다.And, the terminal element is a main terminal connected to the battery cell and includes a positive terminal and a negative terminal, and the terminal element is provided with a terminal bolt to be electrically connected to the outside. Meanwhile, battery cells may have various shapes.
도 1 및 도 2를 참조하면, 케이스(200)에는 배터리 셀 적층체(100)가 수납되며, 가스가 배출되는 제1 배출구(221)가 형성된다. 예를 들어, 케이스(200)는 배터리 셀 적층체(100)를 둘러싸도록 마련될 수 있다. 케이스(200)는 배터리 셀 적층체(100)의 전체를 둘러싸며 이에 의해 외부의 진동이나 충격으로부터 배터리 셀 적층체(100)를 보호한다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
케이스(200)는 배터리 셀 적층체(100)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀 적층체(100)가 육면체 형상으로 마련되는 경우 케이스(200)도 이에 대응되도록 육면체 형상으로 마련될 수 있다. The
케이스(200)는 예를 들어, 금속 재질의 플레이트를 절곡하여 제조될 수 있으며, 일체형으로 제조될 수도 있고, 또는 분리형으로 제조될 수도 있다. 여기서, 케이스(200)는 화염에 견딜 수 있는 스틸 재질로 제작될 수 있지만 케이스(200)의 재질이 스틸에 한정되는 것은 아니며 다양한 금속이 포함될 수 있다.The
그리고, 케이스(200)는 화염의 유출을 방지할 수 있도록 단열성과 내열성을 겸비한 운모로 형성된 운모플레이트를 포함할 수 있다. 여기서 운모 플레이트는 평평한 운모판 뿐만 아니라 평면과 곡면이 혼합된 형상도 포함할 수 있다. In addition, the
도 1 및 도 2를 참조하면, 케이스(200)는 하부 커버(210)와, 상부 커버(220)를 포함할 수 있다. 하부 커버(210)에는 배터리 셀 적층체(100)가 수납된다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the
상부 커버(220)는 하부 커버(210)에 결합되며, 도 2를 참조하면, 상부 커버(220)에는 배기경로부재(300)가 장착되는 복수의 장착홈(222)과, 제1 배출구(221)가 형성된다. 배기경로부재(300)는 장착홈(222)에 결합될 수 있다. 그리고, 케이스(200) 내부의 배터리 셀 적층체(100)에서 발생된 가스가 상부 커버(220)의 제1 배출구(221)를 통해 배기경로부재(300)측으로 이동하도록 마련된다.The
케이스(200)에는 전술한 커넥터 요소 또는 단자 요소가 외부로 노출될 수 있는 관통부(미도시)가 형성될 수 있다. 즉, 커넥터 요소 또는 단자 요소는 외부의 소정 부품 내지 부재와 전기적으로 연결될 수 있는데, 이러한 전기적 연결이 케이스(200)에 의해 방해되지 않도록 케이스(200)에 관통부가 형성될 수 있다.
배기경로부재(300)는 케이스(200)에 장착되어 가스의 배출 경로를 제공하며, 가스는 배출되지만 화염의 유출은 방지하도록 마련된다. 여기서, 배기경로부재(300)는 가스 배출을 위해 케이스(200)의 크기에 대응되게 길이조절 가능하도록 마련된다.The
도 3을 참조하면, 배기경로부재(300)는 복수일 수 있으며, 복수의 배기경로부재(300) 중 어느 하나의 배기경로부재(300a)와, 이웃하는 다른 하나의 배기경로부재(300b)는 지그재그로 배치될 수 있다. Referring to FIG. 3, the number of
즉, 어느 하나의 배기경로부재(300a)가 케이스(200)의 제1 둘레부(223)로부터 이격되는 경우, 이웃하는 다른 하나의 배기경로부재(300b)는 케이스(200)의 제2 둘레부(224)로부터 이격되도록 구성될 수 있다.That is, when one exhaust passage member (300a) is spaced apart from the first
여기서, 가스는 제1 배출구(221)로부터 도 3의 화살표 방향을 따라 이동하여 제2 배출구(410)을 통해 배출되지만, 화염은 배기경로부재(300)에 막혀 이동할 수 없다.Here, the gas moves from the
배기경로부재(300)는 한 쌍의 칸막이부재(310)와, 지지대(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 한 쌍의 칸막이부재(310) 각각은 다양한 방식으로 길이조절 가능하게 마련된다. 예를 들어, 도 7 및 도 8을 참조하면, 칸막이부재(310)는 본체(311)와, 이동로드(312)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 본체(311)는 지지대(320)에 결합되며, 내측에 가이드홈(313)이 형성된다. 그리고, 이동로드(312)는 본체(311)의 가이드홈(313)에 결합되어 가이드홈(313)을 따라 이동하도록 구성된다. 이와 같이, 이동로드(312)가 본체(311)의 가이드홈(313)을 따라 이동하면서 칸막이부재(310)의 길이조절이 가능해진다.The
도 7 및 도 8을 참조하면, 본체(311)의 내측에 형성된 가이드홈(313)은 "+" 형상일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIGS. 7 and 8 , the
그리고, 이동로드(312)가 이동된 후에는 고정핀(330)으로 고정할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 본체(311)에는 미리 설정된 간격으로 복수의 제1 체결홀(314)이 형성되고, 이동로드(312)에는 본체(311)에 대응되도록 미리 설정된 간격으로 복수의 제2 체결홀(315)이 형성될 수 있다. 그리고, 고정핀(330)이 제1 체결홀(314)과 제2 체결홀(315)에 함께 삽입되어 이동로드(312)를 고정하도록 구성될 수 있다.Then, after the moving
여기서, 복수의 제1 체결홀(314) 중 고정핀(330)이 삽입되지 않은 제1 체결홀(314)에는 마개(340)가 삽입될 수 있다. 이와 같이, 마개(340)가 제1 체결홀(314)에 삽입되면 화염이 제1 체결홀(314)을 통해 이동하는 것을 방지할 수 있다. Here, the
마개(340)는 다양한 재질로 구성될 수 있으며, 예를 들어 고무로 제작될 수 있다. 다만, 마개(340)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니며, 화염을 방지할 수 있는 각종 재질, 예를 들어 금속 재질로 제작될 수도 있다.The
도 4 내지 도 9를 참조하면, 지지대(320)에는 한 쌍의 칸막이부재(310)가 각각 결합된다. 여기서, 칸막이부재(310)는 지지대(320)에 회동가능하게 결합되며, 지지대(320)에 대해 펼쳐지거나 접혀지도록 구성될 수 있다.4 to 9, a pair of
도 4의 경우 한 쌍의 칸막이부재(310)가 접혀지도록 지지대(320)에 대해 회동한 후 고정핀(330)에 의해 고정된 모습이다. 배기경로부재(300)의 보관을 위해, 배기경로부재(300)가 도 4에서와 같은 형태로 접혀서 고정핀(330)으로 고정될 수 있다.In the case of FIG. 4 , the pair of
그리고, 도 4의 형태로 보관된 배기경로부재(300)가 상부 커버(220)의 장착홈(222)에 작창되는 경우, 우선, 도 5에서와 같이 고정핀(330)을 제거하고, 도 6 및 도 7에서와 같이 한 쌍의 칸막이부재(310)를 지지대(320)에 대해 펼쳐지도록 회동시켜며, 도 8에서와 같이 이동로드(312)를 이동시켜 길이를 조절 후 도 9에서와 같이 고정핀(330)으로 이동로드(312)를 고정한다.And, when the
그리고, 본체(311)의 제1 체결홀(314)에 마개(340)를 삽입한다. 여기서, 마개(340)는 도 4의 형태에서도 제1 체결홀(314)에 삽입되어 있을 수 있으며, 필요에 따라 제1 체결홀(314)로부터 마개(340)가 분리되도록 구성될 수도 있다.Then, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 덮개(400)는 배기경로부재(300)를 덮을 수 있도록 케이스(200)에 결합되며, 배기경로부재(300)를 통해 이동한 가스가 배출될 수 있도록 덮개(400)에는 제2 배출구(410)가 형성된다. 여기서, 덮개(400)는 상부 커버(220)에 결합되고, 배기경로부재(300)는 덮개(400)와 상부 커버(220) 사이에 위치한다. 2 and 3, the
즉, 케이스(200) 내부에서 발생된 가스는 상부 커버(220)의 제1 배출구(221)를 통해 배기경로부재(300)로 이동하며, 배기경로부재(300)로부터 덮개(400)의 제2 배출구(410)를 통해 외부로 배출된다.That is, the gas generated inside the
여기서, 케이스(200)에 형성된 제1 배출구(221)와 덮개(400)에 형성된 제2 배출구(410)는 서로 반대 방향에 형성된다. 화염은 기본적으로 상측으로 이동하므로, 전술한 구조에 의하면, 화염이 제1 배출구(221)를 통해 상측으로 올라오더라도 배기경로부재(300)에 막혀 이동할 수 없으며, 따라서, 화염은 제1 배출구(221)와 반대 방향에 형성된 제2 배출구(410)까지 이동할 수 없다. Here, the
이에 의해, 가스는 제1 배출구(221)로부터 배기경로부재(300)에 의해 가이드되면서 제2 배출구(410)로 유출될 수 있지만, 화염은 제2 배출구(410)를 통해 배출될 수 없다.As a result, the gas may flow from the
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.Hereinafter, actions and effects of the
도 1 및 도 2를 참조하면, 케이스(200) 내부에는 배터리 셀 적층체(100)가 수납된다. 도 3을 참조하면, 케이스(200)의 상부 커버(220)에는 제1 배출구(221)가 형성되며, 배기경로부재(300)가 상부 커버(220)의 장착홈(222)에 장착된다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
그리고, 도 2 및 도 4를 참조하면, 덮개(400)의 제2 배출구(410)는 상부 커버(220)의 제1 배출구(221)로부터 멀리 떨어져 반대 방향에 형성되어 있다. And, referring to FIGS. 2 and 4 , the
배기경로부재(300)는 이동로드(312)가 본체(311)에 형성된 가이드홈(313)을 따라 이동하면서 길이 조절이 가능하게 마련된다. 케이스(200)의 크기에 대응되도록 배기경로부재(300)의 길이가 조절된 후 도 3에서와 같이 케이스(200)의 상부 커버(220)의 장착홈(222)에 배기경로부재(300)가 장착된다. 여기서, 화염은 배기경로부재(300)에 막혀 이동하지 못하지만 가스는 도 3에서와 같은 경로를 통해 배출될 수 있다.The length of the
여기서, 케이스(200)는 금속 재질의 플레이트 또는 운모플레이트로 형성될 수 있고, 또한, 제1 배출구(221)와 제2 배출구(410)는 서로 반대 방향에 위치하므로, 케이스(200) 내부의 배터리 셀에서 발화되어 발생한 화염은 배출되지 못한다.Here, the
이에 의해, 배터리 셀에 화염이 발생한 경우 가스는 케이스(200) 외부로 배출되지만 화염의 유출은 방지할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, when a flame is generated in the battery cell, the gas is discharged to the outside of the
도 10 및 도 11을 참조하면, 배기경로부재(300)는 다양한게 마련될 수 있다. 도 10을 참조하면, 도 3에 비해 배터리 셀 또는 배터리 셀 적층체(100)의 개수가 적거나, 배터리 셀 또는 배터리 셀 적층체(100)의 길이가 짧아서 케이스(200) 크기가 작은 경우 배기경로부재(300)의 길이를 짧게 조절할 수 있다. 그리고, 도 11을 참조하면, 도 3에 비해 배터리 셀의 폭발력이 약한 경우 낮은 강성 구조의 적용이 가능하므로 배기경로부재(300)의 개수를 줄여서 비용을 절감할 수 있다. 10 and 11, the
다만, 도 10 및 도 11 각각은 하나의 변형 실시예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 이보다 더 많은 변형 실시가 가능하다.However, each of FIGS. 10 and 11 is one modified embodiment, and the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(미도시)은, 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(미도시)은, 이러한 배터리 모듈(10) 이외에, 이러한 배터리 모듈(10)을 수납하기 위한 하우징, 배터리 모듈(10)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.Meanwhile, a battery pack (not shown) according to an embodiment of the present invention may include one or
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(미도시)는 전술한 배터리 모듈(10) 또는 배터리 팩(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 배터리 팩(미도시)에는 상기 배터리 모듈(10)이 포함될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 상기 자동차(미도시), 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 소정의 자동차(미도시)에 적용될 수 있다.Meanwhile, a vehicle (not shown) according to an embodiment of the present invention may include the above-described
이상에서 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.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below along with the technical spirit of the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
10 : 배터리 모듈 100 : 배터리 셀 적층체
200 : 케이스 210 : 하부 커버
220 : 상부 커버 221 : 제1 배출구
222 : 장착홈 223 : 제1 둘레부
224 : 제2 둘레부 300 : 배기경로부재
310 : 칸막이부재 311 : 본체
312 : 이동로드 313 : 가이드홈
314 : 제1 체결홀 315 : 제2 체결홀
320 : 지지대 330 : 고정핀
340 : 마개 400 : 덮개
410 : 제2 배출구10: battery module 100: battery cell laminate
200: case 210: lower cover
220: upper cover 221: first outlet
222: mounting groove 223: first circumference
224: second peripheral portion 300: exhaust path member
310: partition member 311: main body
312: moving rod 313: guide groove
314: first fastening hole 315: second fastening hole
320: support 330: fixing pin
340: stopper 400: cover
410: second outlet
Claims (12)
상기 배터리 셀 적층체가 수납되며, 가스가 배출되는 제1 배출구가 형성된 케이스;
상기 케이스에 장착되어 상기 가스의 배출 경로를 제공하며, 상기 가스는 배출되지만 화염의 유출은 방지하도록 마련된 배기경로부재; 및
상기 배기경로부재를 덮을 수 있도록 상기 케이스에 결합되며, 상기 배기경로부재를 통해 이동한 가스가 배출되는 제2 배출구가 형성되는 덮개를 포함하며,
상기 배기경로부재는 길이조절 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked;
a case accommodating the battery cell stack and having a first outlet through which gas is discharged;
an exhaust path member mounted on the case to provide an exhaust path for the gas, and to discharge the gas but prevent the outflow of flame; and
A cover coupled to the case to cover the exhaust passage member and having a second outlet through which gas moved through the exhaust passage member is discharged,
The battery module, characterized in that the length of the exhaust path member is provided to be adjustable.
상기 케이스에 형성된 상기 제1 배출구와, 상기 덮개에 형성된 상기 제2 배출구는 서로 반대 방향에 형성되어 있으며,
상기 가스가 상기 제1 배출구로부터 상기 배기경로부재에 의해 가이드되면서 상기 제2 배출구로 유출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 1,
The first outlet formed in the case and the second outlet formed in the cover are formed in opposite directions to each other,
The battery module, characterized in that the gas is discharged from the first outlet to the second outlet while being guided by the exhaust path member.
상기 케이스는,
상기 배터리 셀 적층체가 수납되는 하부 커버; 및
상기 하부 커버에 결합되며, 상기 배기경로부재가 장착되는 복수의 장착홈과, 상기 제1 배출구가 형성된 상부 커버를 포함하며,
상기 덮개는 상기 상부 커버에 결합되고, 상기 배기경로부재는 상기 덮개와 상기 상부 커버 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 2,
The case is
a lower cover in which the battery cell stack is accommodated; and
It is coupled to the lower cover, and includes a plurality of mounting grooves in which the exhaust path member is mounted, and an upper cover in which the first outlet is formed,
The battery module, characterized in that the cover is coupled to the upper cover, and the exhaust path member is located between the cover and the upper cover.
복수의 배기경로부재 중 어느 하나의 배기경로부재와, 이웃하는 다른 하나의 배기경로부재는 지그재그로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 1,
A battery module, characterized in that one exhaust passage member among the plurality of exhaust passage members and the other exhaust passage member adjacent thereto are arranged in a zigzag pattern.
배기경로부재는,
길이조절 가능하게 마련되는 한 쌍의 칸막이부재; 및
상기 한 쌍의 칸막이부재가 각각 결합되는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 1,
Exhaust path member,
A pair of partition members provided to be adjustable in length; and
The battery module, characterized in that it comprises a support to which the pair of partition members are coupled to each other.
상기 칸막이부재는 상기 지지대에 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 5,
The battery module, characterized in that the partition member is rotatably coupled to the support.
상기 한 쌍의 칸막이부재는 상기 지지대에 대해 펼쳐지거나 접혀지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 6,
The battery module, characterized in that the pair of partition members are configured to be unfolded or folded with respect to the support.
상기 칸막이부재는,
상기 지지대에 결합되며, 내측에 가이드홈이 형성된 본체; 및
상기 본체의 상기 가이드홈에 결합되어 상기 가이드홈을 따라 이동하는 이동로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 5,
The partition member,
a main body coupled to the support and having a guide groove formed therein; and
A battery module comprising a moving rod coupled to the guide groove of the main body and moving along the guide groove.
상기 본체에는 미리 설정된 간격으로 복수의 제1 체결홀이 형성되고,
상기 이동로드에는 상기 본체에 대응되도록 미리 설정된 간격으로 복수의 제2 체결홀이 형성되며,
상기 제1 체결홀과 상기 제2 체결홀에 함께 삽입되어 상기 이동로드를 고정하는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 8,
A plurality of first fastening holes are formed in the main body at preset intervals,
A plurality of second fastening holes are formed in the moving rod at predetermined intervals to correspond to the main body,
and a fixing pin inserted into the first fastening hole and the second fastening hole to fix the moving rod.
상기 제1 체결홀에 삽입되는 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to claim 9,
A battery module comprising a stopper inserted into the first fastening hole.
A vehicle comprising the battery module according to any one of claims 1 to 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220015824A KR20230119546A (en) | 2022-02-07 | 2022-02-07 | Battery module and battery pack including the same and vehicle including the same |
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