KR20230163703A - Battery module, battery pack and device comprising the same - Google Patents

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KR20230163703A KR1020220063316A KR20220063316A KR20230163703A KR 20230163703 A KR20230163703 A KR 20230163703A KR 1020220063316 A KR1020220063316 A KR 1020220063316A KR 20220063316 A KR20220063316 A KR 20220063316A KR 20230163703 A KR20230163703 A KR 20230163703A
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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 외부로부터 내부로의 물의 이동을 막고, 배터리 모듈 내부에서 가스 발생시에는 외부로 배출될 수 있도록 구성된 배터리 모듈을 개시한다. 발명의 일 측면에 따른 배터리 모듈은, 하나 이상의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리; 내부 공간에 상기 셀 어셈블리는 수용하며, 외부 표면으로부터 상기 내부 공간으로 연장되는 중공 벽체에 의해 정의되는 벤팅홀을 적어도 일면에 포함하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스 내부에서 상기 벽체의 단부에 위치하며 상기 벤팅홀의 입구 전부를 막는 방수시트; 및 상기 모듈 케이스 외부에서 상기 벤팅홀의 출구 일부를 막는 보호커버를 포함한다.The present invention discloses a battery module configured to prevent water from moving from the outside to the inside of the battery module and to allow gas to be discharged to the outside when gas is generated inside the battery module. A battery module according to one aspect of the invention includes a cell assembly including one or more battery cells; a module case accommodating the cell assembly in an internal space and including a venting hole defined by a hollow wall extending from an external surface to the internal space on at least one surface; a waterproof sheet located at an end of the wall inside the module case and blocking the entire entrance of the venting hole; and a protective cover that blocks a portion of the outlet of the venting hole outside the module case.

Figure P1020220063316
Figure P1020220063316

Description

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩과 디바이스{Battery module, battery pack and device comprising the same}Battery module, battery pack and device comprising the same}

본 발명은 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩과 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 모듈 외부로부터 내부로의 물의 이동을 막고, 배터리 모듈 내부에서 가스 발생시에는 외부로 배출될 수 있도록 구성된 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩과 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a battery pack and a device including the same, and more specifically, to a battery module configured to prevent water from moving from the outside to the inside of the battery module and to allow gas to be discharged to the outside when gas is generated inside the battery module. It relates to battery packs and devices containing them.

노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 로봇, 전기 자전거(E-bike), 전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 등의 상용화가 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.As demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and portable phones increases rapidly, and commercialization of robots, electric bicycles (E-bikes), and electric vehicles (EVs) begins in earnest, repetitive charging and discharging becomes more common. Research into high-performance secondary batteries capable of this is actively underway.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 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.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among these, lithium secondary batteries have little memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so they can be freely charged and discharged. It is receiving attention for its extremely low self-discharge rate and high energy density.

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 분리막을 사이에 두고 배치된 전극 조립체와 전극 조립체를 전해액과 함께 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxide and carbon material as positive 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 each coated with the positive and negative electrode active materials are disposed with a separator in between, and an exterior material, that is, a battery case, that stores the electrode assembly together with an electrolyte.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라이네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.In general, lithium secondary batteries can be classified into can-type secondary batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type secondary batteries in which the electrode assembly is built in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차나 전력 저장장치(Energy Storage System; ESS)와 같은 중대형 장치에도 구동용이나 에너지 저장용으로 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 이차 전지는 다수의 배터리 셀이 전기적으로 연결된 상태에서 모듈 케이스 내부에 함께 수납되는 형태로, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 이 때, 배터리 모듈 내부에는 에너지 밀도를 높이기 위해 좁은 공간에 다수의 배터리 셀이 밀집된 상태로 존재할 수 있다.Recently, secondary batteries have been widely used for driving or energy storage not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium to large devices such as electric vehicles and energy storage systems (ESS). These secondary batteries can form one battery module in which multiple battery cells are electrically connected and stored together inside a module case. At this time, inside the battery module, multiple battery cells may exist densely packed in a narrow space to increase energy density.

그런데, 이와 같이 다수의 배터리 셀이 좁은 공간에 밀집된 상태로 존재하는 경우, 화재나 폭발 등의 사고에 취약할 수 있다. 예를 들어, 하나의 배터리 셀에서 열폭주(thermal runaway) 등과 같은 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 셀로부터 고온의 벤팅 가스가 배출될 수 있다. 만일, 이러한 벤팅 가스를 배터리 모듈 외부로 적절하게 배출하지 못하면, 배터리 모듈 내부에 구비된 다른 배터리 셀로 전파(propagation)되어 연쇄 반응이 일어날 수 있다. 또한, 이 경우, 배터리 모듈 내부의 압력이 커지게 되어, 폭발의 가능성이 있다. 배터리 모듈이 폭발하게 되면, 폭발 압력으로 인해 주변의 장치나 사용자에게 큰 피해를 입힐 수 있을 뿐 아니라, 피해 범위와 속도가 더욱 증대될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈 내부에서 벤팅 가스가 발생하는 경우, 벤팅 가스는 외부로 적절하게 배출되는 것이 좋다. 그런데 현재 전기 자전거용 배터리 모듈에는 별도의 벤팅 구조가 존재하지 않는다. However, when a large number of battery cells are crowded together in a small space, they may be vulnerable to accidents such as fire or explosion. For example, when an event such as thermal runaway occurs in one battery cell, high-temperature venting gas may be discharged from the battery cell. If this venting gas is not properly discharged outside the battery module, it may propagate to other battery cells provided inside the battery module, causing a chain reaction. Additionally, in this case, the pressure inside the battery module increases, and there is a possibility of explosion. If a battery module explodes, not only can it cause significant damage to surrounding devices or users due to the pressure of the explosion, but the range and speed of damage can also increase. Therefore, when venting gas is generated inside the battery module, it is better to properly discharge the venting gas to the outside. However, there is currently no separate venting structure in battery modules for electric bicycles.

한편, 전기 자전거 및 자동차의 배터리 모듈은 다양한 환경 조건에 노출될 수 있기 때문에 그에 대응할 수 있도록 각종 전장 부품을 설계할 필요가 있다. 일 예로서, 눈 또는 비가 오거나 매우 습한 환경 조건에서도 배터리 모듈이 이상 없이 작동할 수 있도록 일정 등급 이상의 방수 성능을 가진 전장 부품들로 배터리 모듈을 구성하는 것이 바람직하다.Meanwhile, since battery modules of electric bicycles and cars can be exposed to various environmental conditions, it is necessary to design various electrical components to respond to them. As an example, it is desirable to configure the battery module with electrical components that have a certain level of waterproof performance or higher so that the battery module can operate without problems even in snow, rain, or very humid environmental conditions.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배터리 모듈 내부에서 발생된 가스의 벤팅을 적절하게 제어하고, 다양한 환경 조건에 노출될 경우를 대비하여 일정 등급 이상의 방수 성능을 가져 안정성이 향상될 수 있도록 구성된 배터리 모듈을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to properly control the venting of gas generated inside the battery module and to prepare for exposure to various environmental conditions. The goal is to provide a battery module configured to improve stability by having above-mentioned waterproof performance.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 디바이스를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a battery pack and device including such a battery module.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되는 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 모듈은, 하나 이상의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리; 내부 공간에 상기 셀 어셈블리를 수용하며, 외부 표면으로부터 상기 내부 공간으로 연장되는 중공 벽체에 의해 정의되는 벤팅홀을 적어도 일면에 포함하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스 내부에서 상기 벽체의 단부에 위치하며 상기 벤팅홀의 입구 전부를 막는 방수시트; 및 상기 모듈 케이스 외부에서 상기 벤팅홀의 출구 일부를 막는 보호커버를 포함한다.A battery module according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes a cell assembly including one or more battery cells; a module case accommodating the cell assembly in an internal space and including a venting hole defined by a hollow wall extending from an external surface to the internal space on at least one surface; a waterproof sheet located at an end of the wall inside the module case and blocking the entire entrance of the venting hole; and a protective cover that blocks a portion of the outlet of the venting hole outside the module case.

상기 방수시트는, 상기 모듈 케이스의 외부로부터 내부로의 물이 이동은 막고, 상기 셀 어셈블리에서 발생한 벤팅 가스를 상기 모듈 케이스 외부로 배출 가능한 재질로 형성될 수 있다.The waterproof sheet may be made of a material that prevents water from moving from the outside to the inside of the module case and allows venting gas generated in the cell assembly to be discharged to the outside of the module case.

상기 방수시트는, 상기 모듈 케이스의 내부 공간에서 화염 발생시 상기 벤팅홀을 통해 화염을 배출시킬 수 있도록 화염에 의해 파손되는 재질로 형성될 수 있다.The waterproof sheet may be made of a material that can be damaged by flame so that the flame can be discharged through the venting hole when a flame occurs in the internal space of the module case.

상기 보호커버는, 상기 벤팅홀의 중심축에 가까울수록 상기 벤팅홀의 축 방향과 나란한 방향의 단면의 길이가 길게 형성될 수 있다.The closer the protective cover is to the central axis of the venting hole, the longer the cross-sectional length of the protective cover is parallel to the axial direction of the venting hole.

상기 보호커버는, 고무 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.The protective cover may be made of rubber or plastic.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 배터리 모듈은, 상기 벤팅홀의 중심축 상에 위치하며 상기 보호커버와 연결되는 보호커버 연결부를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the battery module may further include a protective cover connection portion located on the central axis of the venting hole and connected to the protective cover.

상기 보호커버 연결부는, 중심부에 연결홀을 구비하고, 상기 보호커버는, 나사 결합부를 구비하며, 상기 연결홀과 상기 나사 결합부가 나사로 연결할 수 있다.The protective cover connection part has a connection hole in the center, the protection cover has a screw coupling part, and the connection hole and the screw coupling part can be connected with a screw.

상기 보호커버 연결부는, 중심부에 연결홀을 구비하고, 상기 보호커버는, 돌출부를 구비하며, 상기 연결홀과 상기 돌출부가 결합되어 연결될 수 있다.The protective cover connection part has a connection hole in the center, and the protective cover has a protrusion, and the connection hole and the protrusion can be combined to be connected.

상기 배터리 모듈은, 상기 보호커버 연결부와 상기 벽체를 연결하는 벽체 연장부를 더 포함할 수 있다.The battery module may further include a wall extension portion connecting the protective cover connection portion and the wall.

상기 벽체 연장부는, 상기 벤팅홀의 중심으로부터 등간격 배치될 수 있다.The wall extension portion may be disposed at equal intervals from the center of the venting hole.

상기 벽체 연장부는, 상기 벽체로부터 상기 보호커버 연결부로 갈수록 상기 벤팅홀의 축 방향에 나란한 방향의 단면 길이가 짧아지는 경사 구조를 구비할 수 있다.The wall extension may have an inclined structure in which the cross-sectional length in a direction parallel to the axial direction of the venting hole becomes shorter as it moves from the wall to the protective cover connection part.

상기 벽체 연장부는, 단부가 상기 벽체의 단부 사이에 단차를 형성하여 상기 방수시트가 안착할 수 있는 안착부를 더 포함할 수 있다.The wall extension may further include a seating portion on which the waterproof sheet can be seated by forming a step between the ends of the wall.

상기 벽체 연장부는, 상기 모듈 케이스의 상기 외부 표면보다 상기 보호커버가 돌출되지 않도록 상기 보호커버 연결부와의 사이에 상기 보호커버가 수용되는 공간을 형성할 수 있다.The wall extension may form a space to accommodate the protective cover between the protective cover connection portion so that the protective cover does not protrude beyond the outer surface of the module case.

상기 배터리 모듈은, 상기 셀 어셈블리를 수납하는 셀 홀더를 더 포함할 수 있다.The battery module may further include a cell holder that accommodates the cell assembly.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 배터리 모듈은, 상기 셀 어셈블리 상부와 상기 모듈 케이스의 내부 표면과의 사이에는 상기 셀 어셈블리에서 발생하는 벤팅 가스가 포집되는 벤팅룸이 정의되고, 상기 셀 홀더에는 상기 벤팅룸 내에서 상기 벤팅홀의 맞은 편에 위치하도록 리브 구조가 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the battery module has a venting room defined between the upper part of the cell assembly and the inner surface of the module case to collect venting gas generated from the cell assembly, and the cell holder has A rib structure may be formed to be located opposite the venting hole in the venting room.

상기 배터리 모듈은, 상기 셀 어셈블리 상부와 상기 모듈 케이스의 상기 내부 표면 사이에 위치하며, 상기 벤팅룸을 구획하는 탑 플레이트를 더 포함할 수 있다.The battery module may further include a top plate that is located between the top of the cell assembly and the inner surface of the module case and partitions the venting room.

상기 탑 플레이트는, 하면에 상기 셀 어셈블리 사이 공간을 구획하는 구조체를 더 포함할 수 있다.The top plate may further include a structure on its lower surface that partitions a space between the cell assemblies.

상기 배터리 모듈에서, 상기 배터리 셀은 원통형 배터리 셀이고, 상기 배터리 셀의 양극이 상부에 오도록 상기 셀 홀더에 직립으로 수납되며, 상기 셀 어셈블리 상부와 상기 모듈 케이스의 내부 표면과의 사이에는 상기 셀 어셈블리에서 발생하는 벤팅 가스가 포집되는 벤팅룸이 정의되고, 상기 셀 홀더에는 상기 벤팅룸 내에서 상기 벤팅홀의 맞은 편에 위치하도록 구성된 리브 구조가 형성되며, 상기 모듈 케이스의 내부 공간에서 화염 발생시 상기 벤팅룸을 따라 상기 벤팅홀을 통해 화염이 배출되며 상기 리브 구조가 화염 역류를 방지할 수 있다.In the battery module, the battery cell is a cylindrical battery cell, and is stored upright in the cell holder so that the positive electrode of the battery cell is at the top, and the cell assembly is between the top of the cell assembly and the inner surface of the module case. A venting room is defined in which venting gas generated in the module is collected, and a rib structure configured to be located opposite the venting hole within the cell holder is formed in the cell holder. When a flame occurs in the internal space of the module case, the venting room The flame is discharged through the venting hole, and the rib structure can prevent flame backflow.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.The battery pack according to the present invention includes a battery module according to the present invention.

본 발명에 따른 디바이스는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.A device according to the present invention includes a battery module according to the present invention.

본 발명의 일 측면에 의하면, 방수시트로 인하여 모듈 케이스 외부로부터 내부로의 물의 이동을 막을 수 있다. 보호커버가 벤팅홀의 출구의 일부를 막음으로써, 여전히 셀 어셈블리에서 발생한 벤팅 가스를 모듈 케이스 외부로 배출 가능하다. 또한 보호커버는 방수시트를 물리적인 외부 요인으로부터 보호할 수 있다. 보호커버는 방수시트가 외부에 직접 노출되어 있지 않도록 함에 따라 배터리 모듈의 안전성 및 내구성이 향상된다.According to one aspect of the present invention, the waterproof sheet can prevent water from moving from the outside to the inside of the module case. By blocking a portion of the outlet of the venting hole with the protective cover, venting gas generated from the cell assembly can still be discharged to the outside of the module case. Additionally, the protective cover can protect the waterproof sheet from external physical factors. The protective cover improves the safety and durability of the battery module by preventing the waterproof sheet from being directly exposed to the outside.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 방수시트는 평소에는 배터리 모듈 외부에서 내부로의 수분 침투 방지 기능은 하면서, 배터리 모듈 내부에서 화염 발생시에는 방수시트가 화염에 의해 파손된다. 이 경우, 화염 배출이 방수시트를 통과할 필요 없이 곧바로 벤팅홀을 통하여 이루어지므로, 더욱 효과적으로 화염 배출이 이루어질 수 있다. 화염 배출이 배터리 모듈 외부로 원활하게 이루어지므로, 그렇지 못할 때에 발생되는 연쇄 발화를 방지할 수 있어 배터리 모듈의 안전성이 증대된다. 또한 벤팅홀로 배출되지 못하고 역류하는 화염이 생기더라도 리브 구조 덕분에 차단되어 다시 벤팅홀 측으로 선회되므로 배터리 모듈 내부로 역류하는 것이 방지된다. 따라서, 배출되지 못한 화염의 역류로 인한 연쇄 발화를 방지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the waterproof sheet normally functions to prevent moisture from penetrating from the outside to the inside of the battery module, but when a flame occurs inside the battery module, the waterproof sheet is damaged by the flame. In this case, since the flame is discharged directly through the venting hole without having to pass through the waterproof sheet, the flame can be discharged more effectively. Since the flame is discharged smoothly to the outside of the battery module, chain ignition that occurs when this is not possible can be prevented, thereby increasing the safety of the battery module. In addition, even if a flame is not discharged through the venting hole and flows backwards, it is blocked thanks to the rib structure and rotates back toward the venting hole, preventing reverse flow into the battery module. Therefore, chain ignition due to reverse flow of flame that has not been discharged can be prevented.

그러므로, 본 발명의 경우, 안전성이 향상된 배터리 모듈과 그 응용 장치가 제공될 수 있다.Therefore, in the case of the present invention, a battery module with improved safety and its application device can be provided.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 보호커버가 벤팅홀의 중심축 상에 모듈 케이스와 연결을 위한 소정 높이의 구조체를 가진다. 보호커버에 외부 충격이 가해졌을 경우, 그 충격이 모듈 케이스로 직접 전달되지 않고, 보호커버 연결부를 통해 충격이 전달되므로 완충 효과를 가진다. 따라서 보호커버가 모듈 케이스 하부에 직접적으로 연결되었을 때에 비해 안정적인 연결이 가능하므로, 물리적인 외부 요인으로부터 방수시트를 더욱 효과적으로 보호할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the protective cover has a structure of a predetermined height for connection to the module case on the central axis of the venting hole. When an external shock is applied to the protective cover, the shock is not transmitted directly to the module case, but is transmitted through the protective cover connection part, thereby providing a cushioning effect. Therefore, a more stable connection is possible compared to when the protective cover is directly connected to the bottom of the module case, and the waterproof sheet can be more effectively protected from external physical factors.

본 발명에 따른 배터리 모듈은 모듈 케이스의 중공 벽체에 의해 정의되는 벤팅홀을 포함하므로, 별도의 벤트 플러그를 마련하여 조립하는 방식이 아니고, 중대형 배터리 모듈에 포함되는 벤트 플러그를 적용하기 어려운, 크기가 작은 전기 자전거용 배터리 모듈에 적합한 벤팅 구조를 제공하는 이점이 있다. Since the battery module according to the present invention includes a venting hole defined by the hollow wall of the module case, it is not assembled by providing a separate vent plug, but is of a size that makes it difficult to apply the vent plug included in a medium to large battery module. It has the advantage of providing a venting structure suitable for battery modules for small electric bicycles.

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.In addition, the present invention may have various other effects, and these will be described in each implementation configuration, or the description of effects that can be easily inferred by those skilled in the art will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 포함되는 모듈 케이스 하부의 일부 단면의 예시적 형태를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 B-B' 선을 따라 절단한 단면의 예시적 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 일부 영역 C를 크게 확대한 모습을 개략적으로 나타내어 물(water)의 이동경로는 실선 화살표로, 가스(gas)의 이동경로는 점선 화살표로 도시한 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 4의 일부 영역 C를 크게 확대한 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 포함되는 모듈 케이스 하부를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 단면의 예시적 형태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 일부 영역 D를 크게 확대한 모습을 개략적으로 나타내어 벤팅 가스 및 화염의 이동경로를 점선 화살표로 도시한 부분 확대도이다.
도 10은 배터리 모듈에 포함되는 탑 플레이트의 상면을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 포함되는 탑 플레이트의 하면을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 포함하는 전자 디바이스를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing the appearance 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 partial cross-sectional view schematically showing an exemplary shape of a portion of the lower part of a module case included in a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an exemplary cross section cut along line BB' in FIG. 3.
Figure 5 schematically shows a greatly enlarged view of a portion C of Figure 4 according to an embodiment of the present invention, where the movement path of water is shown by a solid arrow and the movement path of gas is shown by a dotted line arrow. This is an enlarged view of a portion.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a greatly enlarged portion of area C of FIG. 4 according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the lower part of the module case included in the battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a cross section cut along line AA' of FIG. 1.
Figure 9 is a partial enlarged view schematically showing a greatly enlarged portion of area D of Figure 8 according to an embodiment of the present invention, showing the movement path of venting gas and flame with dotted arrows.
Figure 10 is a view showing the top surface of the top plate included in the battery module.
Figure 11 is a view showing the lower surface of a top plate included in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram schematically showing a battery pack including a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram schematically showing an electronic device including a battery module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 첨부되는 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 아니된다. 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention described later, serve to further understand the technical idea of the present invention. Therefore, the present invention is limited only to the matters described in such drawings. It should not be interpreted as such. Like reference numerals refer to like elements. Additionally, in the drawings, the thickness, proportions, and dimensions of components are exaggerated for effective explanation of technical content.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 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. Terms or words used in the specification and claims should not be construed as limited to their 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 must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it is.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, 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 entirely represent the technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various options that can replace them are available. It should be understood that equivalents and variations may exist.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 배터리 모듈의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시한 배터리 모듈에 포함되는 모듈 케이스의 일부 단면의 예시적 형태를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다. Figure 1 is a perspective view schematically showing a battery module 10 according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an exploded perspective view of the battery module shown in Figure 1. FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing an exemplary cross-section of a module case included in the battery module shown in FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 셀 어셈블리(100), 모듈 케이스(200), 방수시트(300) 및 보호커버(400)를 포함한다.1 to 3, the battery module 10 according to an embodiment of the present invention includes a cell assembly 100, a module case 200, a waterproof sheet 300, and a protective cover 400. .

셀 어셈블리(100)는, 하나 이상의 배터리 셀을 구비할 수 있다. 여기서, 각각의 배터리 셀은, 이차 전지를 의미할 수 있다. 이차 전지는, 전극 조립체, 전해질 및 전지 케이스를 구비할 수 있다. 특히, 셀 어셈블리(100)에 구비된 배터리 셀은, 원통형 이차 전지일 수 있다. 다만, 이차 전지의 다른 형태, 이를테면 파우치형 전지나 각형 전지도 본 발명의 셀 어셈블리(100)에 채용될 수 있다. 본 발명은 이러한 이차 전지의 구체적인 종류나 형태에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 형태의 이차 전지가 본 발명의 셀 어셈블리(100)에 채용될 수 있다. The cell assembly 100 may include one or more battery cells. Here, each battery cell may mean a secondary battery. A secondary battery may include an electrode assembly, an electrolyte, and a battery case. In particular, the battery cell provided in the cell assembly 100 may be a cylindrical secondary battery. However, other types of secondary batteries, such as pouch-type batteries or square-shaped batteries, may also be employed in the cell assembly 100 of the present invention. The present invention is not limited by the specific type or form of the secondary battery, and various types of secondary batteries known at the time of filing of the present invention may be employed in the cell assembly 100 of the present invention.

셀 어셈블리(100)가 다수의 원통형 배터리 셀을 포함하는 경우, 원통형 배터리 셀들은 다양한 방식에 의해 직렬 내지 병렬 연결되어 셀 어셈블리(100)를 형성할 수 있다. 전극 조립체는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 적층되어 젤리-롤 형태로 감긴 구조일 수 있으며, 양극에는 양극 리드가 부착되어 전지 케이스의 일측, 예를 들어 상부에 마련되는 양극 단자에 접속되고, 음극에는 음극 리드가 부착되어 전지 케이스의 타측, 예를 들어 하부에 마련되는 음극 단자에 접속될 수 있다.When the cell assembly 100 includes a plurality of cylindrical battery cells, the cylindrical battery cells may be connected in series or parallel in various ways to form the cell assembly 100. The electrode assembly may be laminated with a separator between the positive and negative electrodes and wound in a jelly-roll form, and a positive lead is attached to the positive electrode and connected to the positive terminal provided on one side of the battery case, for example, at the top. A negative lead may be attached to the negative electrode and connected to the negative terminal provided on the other side of the battery case, for example, at the bottom.

셀 어셈블리(100)에 포함되는 배터리 셀은 예를 들어 폼 팩터의 비(원통형 배터리 셀의 직경을 높이로 나눈 값, 즉 높이(H) 대비 직경(Φ)의 비로 정의됨)가 대략 0.3 이상인 원통형 배터리 셀일 수 있다. 여기서, 폼 팩터란, 원통형 전지셀의 직경 및 높이를 나타내는 값을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)에 포함될 수 있는 원통형 배터리 셀은, 예를 들어 21700 셀일 수 있다. 폼 팩터를 나타내는 수치에서, 앞의 숫자 2개는 셀의 직경을 나타내고, 그 다음 숫자 2개는 셀의 높이를 나타내고, 마지막 숫자 0은 셀의 단면이 원형임을 나타낸다. The battery cell included in the cell assembly 100 is, for example, cylindrical with a form factor ratio (defined as the diameter of the cylindrical battery cell divided by the height, that is, the ratio of the diameter (Φ) to the height (H)) of approximately 0.3 or more. It could be a battery cell. Here, the form factor refers to values representing the diameter and height of a cylindrical battery cell. The cylindrical battery cell that may be included in the battery module 10 according to an embodiment of the present invention may be, for example, 21700 cells. In the numerical value representing the form factor, the first two numbers indicate the diameter of the cell, the next two numbers indicate the height of the cell, and the last number 0 indicates that the cross section of the cell is circular.

전기 자전거용 배터리 모듈의 경우, 종래에는 0.3 미만의 폼 팩터를 갖는 배터리 셀들이 이용되었다. 예를 들어 18650 셀 등이 이용되었다. 본 발명의 배터리 모듈(10)에 포함되는 배터리 셀은 그보다는 대형의 전지셀인 것이다. 그러므로 본 발명의 배터리 모듈(10)은 대용량, 고출력에 더욱 적합하고, 모듈 케이스(200)는 그러한 배터리 모듈(10)에도 적합한 벤팅 구조를 제공하도록 개선이 되어 있다. In the case of battery modules for electric bicycles, battery cells with a form factor of less than 0.3 were conventionally used. For example, 18650 cells were used. The battery cell included in the battery module 10 of the present invention is a larger battery cell. Therefore, the battery module 10 of the present invention is more suitable for large capacity and high output, and the module case 200 has been improved to provide a venting structure suitable for such battery module 10.

모듈 케이스(200)는, 내부에 빈 공간이 형성되어 내부 공간에 셀 어셈블리(100)를 수용하도록 구성될 수 있다. 도 2를 참고하면, 모듈 케이스(200)는 모듈 케이스 하부(210) 및 모듈 케이스 상부(220)으로 구성될 수 있다. 모듈 케이스 하부(210) 및 모듈 케이스 상부(220)는 서로 분리된 부품으로서 결합에 의해 모듈 케이스(200)를 구성할 수 있다. 하지만, 모듈 케이스(200)의 구성은 도 2에 도시된 구성 이외에 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어 모듈 케이스 하부(210)와 모듈 케이스 상부(220)는 모듈 케이스(200)에서 상대적인 위치를 가리키는 의미일 수도 있다. The module case 200 may be configured to have an empty space therein to accommodate the cell assembly 100 in the internal space. Referring to FIG. 2, the module case 200 may be composed of a lower module case 210 and an upper module case 220. The module case lower 210 and the module case upper 220 are separate parts and can be combined to form the module case 200. However, the module case 200 may be configured in various forms other than the configuration shown in FIG. 2. For example, the module case lower part 210 and the module case upper part 220 may refer to relative positions in the module case 200.

도 3을 참고하면, 모듈 케이스(200)는, 외부 표면(F)으로부터 상기 내부 공간으로 연장되는 중공 벽체(W)에 의해 정의되는 벤팅홀(H1)을 적어도 일면에 포함한다. 본 실시예에서는 벤팅홀(H1)이 모듈 케이스 하부(210)에 포함되는 경우를 예로 들고 있다. 벤팅홀(H1)이 하부에 있는 경우, 물이 모듈 케이스(200) 내부로 들어오는 것을 중력에 의해 막을 수 있다. 따라서 방수시트(300)로 인한 물의 이동 차단과 함께 더욱 효과적인 방수가 가능하다. Referring to FIG. 3, the module case 200 includes a venting hole H1 defined by a hollow wall W extending from the outer surface F to the inner space on at least one side. In this embodiment, the case where the venting hole H1 is included in the lower part of the module case 210 is taken as an example. When the venting hole (H1) is located at the bottom, water can be prevented from entering the module case 200 by gravity. Therefore, more effective waterproofing is possible along with blocking the movement of water due to the waterproof sheet 300.

벤팅홀(H1)은, 내부 공간에 수납된 셀 어셈블리(100)로부터 벤팅 가스가 생성된 경우, 생성된 벤팅 가스가 모듈 케이스(200)의 외부 공간으로 배출 가능하도록 구성될 수 있다. 도 3에서 벤팅홀(H1)은 원기둥 모양 형태로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 벤팅홀(H1)의 형태로 한정되는 것은 아니다. 즉, 벤팅홀(H1)의 형태는, 도 3에 도시된 형태 이외에 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다. 벤팅홀(H1)의 직경 및/또는 길이는 배터리 모듈(10) 내부에서 발생된 화염을 외부로 배출하기에 적합한 수치로 결정될 수 있다. 너무 작으면 화염 배출이 원활하지 않다. 너무 크면 배터리 모듈(10) 내에서 차지하는 부피가 커서 에너지 밀도 측면에서 바람직하지 않다. The venting hole H1 may be configured so that when venting gas is generated from the cell assembly 100 stored in the internal space, the generated venting gas can be discharged to the external space of the module case 200. In FIG. 3, the venting hole H1 is shown in a cylindrical shape, but the present invention is not necessarily limited to this form of the venting hole H1. That is, the shape of the venting hole H1 may be of various shapes other than the shape shown in FIG. 3. The diameter and/or length of the venting hole H1 may be determined to be appropriate values for discharging the flame generated inside the battery module 10 to the outside. If it is too small, the flame will not be discharged smoothly. If it is too large, the volume it occupies within the battery module 10 is large, which is undesirable in terms of energy density.

도 4는 도 3의 B-B' 선을 따라 절단한 단면의 예시적 형태를 나타내는 단면도이다. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a cross-section taken along line B-B' of FIG. 3.

도 5는 도 4의 일부 영역 C를 크게 확대한 모습을 개략적으로 나타내어 물(water)의 이동경로는 실선 화살표로, 가스(gas)의 이동경로는 점선 화살표로 도시한 부분 확대도이다.FIG. 5 is a partial enlarged view schematically showing a greatly enlarged portion of area C of FIG. 4, with the movement path of water shown by a solid arrow and the movement path of gas shown by a dotted line arrow.

도 4 및 도 5를 참고하면 방수시트(300)는, 모듈 케이스(200) 내부에서 벽체(W)의 단부에 위치하며 벤팅홀(H1)의 입구 전부를 막도록 구성된다. 방수시트(300)는 벤팅홀(H1)의 크기 이상의 모양을 가지며, 벽체(W)의 단부에 부착되어 벤팅홀(H1)의 입구의 전부를 막을 수 있다. 방수시트(300)는, 모듈 케이스(200)의 외부로부터 내부로의 물의 이동은 막고, 셀 어셈블리(100)에서 발생한 벤팅 가스를 모듈 케이스(200) 외부로 배출 가능한 재질로 형성될 수 있다. Referring to Figures 4 and 5, the waterproof sheet 300 is located at the end of the wall (W) inside the module case 200 and is configured to block the entire entrance to the venting hole (H1). The waterproof sheet 300 has a shape that is larger than the size of the venting hole (H1) and is attached to the end of the wall (W) to block the entire entrance to the venting hole (H1). The waterproof sheet 300 may be made of a material that prevents water from moving from the outside to the inside of the module case 200 and allows venting gas generated in the cell assembly 100 to be discharged to the outside of the module case 200.

도 4 및 도 5를 참고하면 보호커버(400)는, 모듈 케이스(200) 외부에서 벤팅홀(H1)의 출구의 일부를 막도록 구성된다. 보호커버(400)는 벤팅홀(H1)의 출구 단면 크기 미만의 단면 크기를 가짐으로써, 벤팅홀(H1)의 출구의 일부를 막을 수 있다. Referring to Figures 4 and 5, the protective cover 400 is configured to block a portion of the outlet of the venting hole (H1) from the outside of the module case 200. The protective cover 400 can block a portion of the outlet of the venting hole (H1) by having a cross-sectional size smaller than the cross-sectional size of the outlet of the venting hole (H1).

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 방수시트(300)로 인하여 모듈 케이스(200) 외부로부터 내부로의 물의 이동을 막을 수 있다. 보호커버(400)가 벤팅홀(H1)의 출구의 일부를 막음으로써, 셀 어셈블리(100)에서 발생한 벤팅 가스를 모듈 케이스 외부로 배출 가능하다. 또한 보호커버(400)는 방수시트(300)를 물리적인 외부 요인으로부터 보호할 수 있다. 예를 들어 보호커버(400)는 방수시트(300)가 외부에 직접 노출되어 있지 않도록 함에 따라 배터리 모듈(10)의 안전성 및 내구성이 향상된다. As shown in FIGS. 4 and 5, according to this configuration of the present invention, the waterproof sheet 300 can prevent water from moving from the outside to the inside of the module case 200. By blocking a portion of the outlet of the venting hole H1 by the protective cover 400, the venting gas generated in the cell assembly 100 can be discharged to the outside of the module case. Additionally, the protective cover 400 can protect the waterproof sheet 300 from external physical factors. For example, the protective cover 400 prevents the waterproof sheet 300 from being directly exposed to the outside, thereby improving the safety and durability of the battery module 10.

방수시트(300)는 모듈 케이스(200)의 내부 공간에서 화염 발생시 벤팅홀(H1)을 통해 화염을 배출시킬 수 있도록 화염에 의해 파손되는 재질로 형성될 수 있다. 방수시트(300)는 예를 들어 고어 텍스로 형성될 수 있다. 방수시트(300)는 기존의 소형 배터리 모듈에서 단순 통기성막으로 이용되는 PTFE막과는 달리, 화염 배출이 확실하고 원활한 크기와 재질의 부품이다. The waterproof sheet 300 may be made of a material that is damaged by flame so that the flame can be discharged through the venting hole (H1) when a flame occurs in the internal space of the module case 200. The waterproof sheet 300 may be made of, for example, Gore-Tex. Unlike the PTFE membrane used as a simple breathable membrane in existing small battery modules, the waterproof sheet 300 is a component of a size and material that ensures flame discharge and is smooth.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 방수시트(300)는 평소에는 배터리 모듈(10) 외부에서 내부로의 수분 침투 방지 기능은 하면서, 배터리 모듈(10) 내부에서 화염 발생시에는 방수시트(300)가 화염에 의해 파손된다. 이 경우, 화염 배출이 방수시트(300)를 통과할 필요 없이 곧바로 벤팅홀(H1)을 통하여 이루어지므로, 더욱 효과적으로 화염 배출이 이루어질 수 있다. 화염 배출이 배터리 모듈(10) 외부로 원활하게 이루어지므로, 그렇지 못할 때에 발생되는 연쇄 발화를 방지할 수 있어 배터리 모듈의 안전성이 증대된다.According to this configuration of the present invention, the waterproof sheet 300 normally functions to prevent moisture from penetrating from the outside to the inside of the battery module 10, but when a flame occurs inside the battery module 10, the waterproof sheet 300 prevents the flame from entering the battery module 10. is damaged by In this case, since the flame is discharged directly through the venting hole (H1) without having to pass through the waterproof sheet 300, the flame can be discharged more effectively. Since the flame is smoothly discharged to the outside of the battery module 10, chain ignition that occurs when this is not possible can be prevented, thereby increasing the safety of the battery module.

보호커버(400)는 벤팅홀(H1)의 축 방향과 나란한 방향의 단면의 길이가 벤팅홀(H1)의 중심축에 가까울수록 길게 형성될 수 있다. 즉, 보호커버(400)의 높이는 중심부가 가장 높고 가장자리로 갈수록 낮아지는 경사 구조를 가질 수 있다. 보호커버(400)는 고무 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.The protective cover 400 may be formed to have a longer cross-sectional length in a direction parallel to the axial direction of the venting hole (H1) as it approaches the central axis of the venting hole (H1). That is, the height of the protective cover 400 may have an inclined structure that is highest at the center and becomes lower toward the edges. The protective cover 400 may be made of rubber or plastic material.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 방수시트(300)와 보호커버(400) 사이에 물이 들어왔을 때, 물이 고이지 않고 경사 구조를 따라 흘러 모듈 케이스(200) 외부로 나갈 수 있다.According to this implementation configuration of the present invention, when water enters between the waterproof sheet 300 and the protective cover 400, the water does not accumulate but flows along the inclined structure and can go out of the module case 200.

도 4 및 도 5를 참고하면, 보호커버 연결부(201)가 벤팅홀(H1)의 중심축 상에 위치하며, 보호커버(400)와 연결될 수 있다. 도 5에서 벤팅홀(H1)의 중심축은 일점 쇄선으로 도시하였다. 보호커버 연결부(201)는 벤팅홀(H1)의 중심축 상에 소정 높이의 구조체로 형성되어 보호커버(400)와 연결될 수 있다. Referring to Figures 4 and 5, the protective cover connection portion 201 is located on the central axis of the venting hole (H1) and can be connected to the protective cover 400. In Figure 5, the central axis of the venting hole (H1) is shown as a dashed line. The protective cover connection portion 201 may be formed as a structure with a predetermined height on the central axis of the venting hole H1 and connected to the protective cover 400.

본 발명의 이러한 구성에 따르면, 보호커버(400)가 벤팅홀(H1)의 중심축 상에 모듈 케이스(200)와 연결을 위한 소정 높이의 구조체를 가진다. 보호커버(400)에 외부 충격이 가해졌을 경우, 그 충격이 모듈 케이스(200)로 직접 전달되지 않고, 보호커버 연결부(201)를 통해 충격이 전달되므로 완충 효과를 가진다. 따라서 보호커버(400)가 모듈 케이스 하부(210)에 직접적으로 연결되었을 때에 비해 안정적인 연결이 가능하므로, 물리적인 외부요인으로부터 방수시트(300)를 더욱 효과적으로 보호할 수 있다.According to this configuration of the present invention, the protective cover 400 has a structure of a predetermined height for connection to the module case 200 on the central axis of the venting hole H1. When an external shock is applied to the protective cover 400, the shock is not transmitted directly to the module case 200, but is transmitted through the protective cover connection portion 201, thereby providing a cushioning effect. Therefore, a more stable connection is possible compared to when the protective cover 400 is directly connected to the module case lower part 210, and the waterproof sheet 300 can be more effectively protected from external physical factors.

도 5를 참고하면, 보호커버 연결부(201)는 중심부에 연결홀(H2)을 구비하고, 보호커버(400)는 나사 결합부(410)를 구비하여, 연결홀(H2)과 나사 결합부(410)가 나사(S)로 연결될 수 있다.Referring to Figure 5, the protective cover connection part 201 has a connection hole (H2) in the center, and the protective cover 400 has a screw coupling part 410, and the connection hole (H2) and the screw coupling part ( 410) may be connected with a screw (S).

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 4의 일부 영역 C를 크게 확대한 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. FIG. 6 is a schematic view showing a greatly enlarged portion of area C of FIG. 4 according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 보호커버(400)는 도 5의 나사 결합부(410) 대신에 돌출부(420)를 구비하여, 보호커버 연결부(201)의 연결홀(H2)과 돌출부(420)가 결합되어 연결될 수 있다.Referring to FIG. 6, the protective cover 400 is provided with a protrusion 420 instead of the screw coupling portion 410 of FIG. 5, and the connection hole H2 of the protective cover connection portion 201 and the protrusion 420 are coupled. can be connected.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)에 포함되는 모듈 케이스 하부(210)를 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram showing the lower part of the module case 210 included in the battery module 10 according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 모듈 케이스 하부(210)에는 벽체 연장부(202)가 형성되어, 보호커버 연결부(201)와 벽체(W)를 연결하도록 구성될 수 있다. 벽체 연장부(202)는 벽체(W)로부터 연장형성되어 벤팅홀(H1)의 중심축 상에 위치하는 보호커버 연결부(201)와 연결된다.Referring to Figures 6 and 7, a wall extension part 202 is formed in the lower part of the module case 210, and can be configured to connect the protective cover connection part 201 and the wall (W). The wall extension portion 202 extends from the wall W and is connected to the protective cover connection portion 201 located on the central axis of the venting hole H1.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 보호커버 연결부(201)가 벽체 연장부(202)를 통해 벽체(W)와 연결됨으로써, 보호커버 연결부(201)가 모듈 케이스 (200)와 안정적인 연결이 가능하다. 따라서 벽체(W)와 안정적으로 연결된 보호커버(400)는, 물리적인 외부 요인으로부터 방수시트(300)를 더욱 효과적으로 보호할 수 있다.According to this embodiment of the present invention, the protective cover connection portion 201 is connected to the wall (W) through the wall extension portion 202, thereby enabling the protective cover connection portion 201 to be stably connected to the module case 200. . Therefore, the protective cover 400 stably connected to the wall W can more effectively protect the waterproof sheet 300 from external physical factors.

도 7을 참고하면, 벽체 연장부(202)는 벤팅홀(H1)의 중심으로부터 방사상으로 등간격 배치될 수 있다. 벽체 연장부(202)가 등간격으로 배치됨에 따라 보호커버 연결부(201)와 보호커버(400)가 연결될 때에 받게 되는 힘을 고르게 분산시킬 수 있고, 모든 방향에서 균일하게 보호커버 연결부(201)를 지지할 수 있게 된다. 도 7에서 벽체 연장부(202)는 4방향에서 벤팅홀(H1)을 중심으로부터 방사상으로 등간격 배치되어 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 벽체 연장부(202)의 형태로 한정되는 것은 아니다. 즉, 벽체 연장부(202)의 구성은 도 7에 도시된 형태 이외에 다른 다양한 형태로 구성될 수도 있다.Referring to Figure 7, the wall extension portion 202 may be arranged radially at equal intervals from the center of the venting hole (H1). As the wall extensions 202 are arranged at equal intervals, the force received when the protective cover connection portion 201 and the protective cover 400 are connected can be evenly distributed, and the protective cover connection portion 201 is evenly distributed in all directions. can be supported. In FIG. 7, the wall extensions 202 are arranged radially at equal intervals from the center of the venting hole H1 in four directions, but the present invention is not necessarily limited to this form of the wall extensions 202. That is, the wall extension 202 may be configured in various other forms other than the form shown in FIG. 7.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 벽체 연장부(202)가 벤팅홀(H1)의 중심으로부터 방사상으로 등간격으로 배치되어, 구조적으로 안정성을 띈다. 또한 이러한 벽체 연장부(202)와 연결되는 보호커버 연결부(201) 및 보호커버(400)도 물리적인 외부 요인으로부터 더욱 안정적으로 지지된다.According to this implementation configuration of the present invention, the wall extension portion 202 is arranged radially at equal intervals from the center of the venting hole H1, thereby providing structural stability. Additionally, the protective cover connection portion 201 and the protective cover 400 connected to the wall extension portion 202 are also more stably supported from external physical factors.

벽체 연장부(202)는, 벤팅홀(H1) 축 방향에 나란한 방향의 단면 길이가 벽체(W)로부터 보호커버 연결부(201)로 갈수록 짧아지는 경사 구조(B)를 가질 수 있다. 예를 들어, 경사 구조(B)를 가지도록 삼각형 단면의 형태를 가질 수 있으며, 이러한 형태 이외에 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다.The wall extension 202 may have an inclined structure (B) in which the cross-sectional length in a direction parallel to the axis direction of the venting hole (H1) becomes shorter as it goes from the wall (W) to the protective cover connection portion 201. For example, it may have a triangular cross-sectional shape to have an inclined structure (B), and may be configured in various other shapes in addition to this shape.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 벽체 연장부(202)가 경사 구조(B)를 가짐으로써, 방수시트(300)와 벽체 연장부(202) 사이에 물이 들어왔을 때, 물이 고이지 않고 경사 구조(B)를 따라 흘러 모듈 케이스(200) 외부로 나갈 수 있다. 따라서 방수시트(300)가 계속된 물과의 접촉으로 인한 내구성 하락을 막을 수 있다.According to this embodiment of the present invention, the wall extension 202 has an inclined structure (B), so that when water enters between the waterproof sheet 300 and the wall extension 202, the water does not accumulate but slopes. It can flow along the structure (B) and go out of the module case (200). Therefore, it is possible to prevent the waterproof sheet 300 from deteriorating in durability due to continued contact with water.

벽체 연장부(202)는, 도 7을 참고하면, 단부에 벽체(W)의 단부 사이에 단차를 형성하여 방수시트(300)가 안착할 수 있는 안착부(221)를 더 포함할 수 있다. 단차는 방수시트(300)의 두께 이상의 높이를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7 , the wall extension 202 may further include a seating portion 221 at an end on which the waterproof sheet 300 can be seated by forming a step between the ends of the wall W. The step may have a height greater than or equal to the thickness of the waterproof sheet 300.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 방수시트(300)가 벽체(W)의 단부에 위치하는 것에 비하여, 안착부(221)를 따로 구비하여 위치함으로써 안착되는 표면적이 넓어져 안정적인 안착이 가능하다. 또한, 방수시트(300)를 단순히 벽체(W)의 단부에 위치시키는 경우에 비하여 방수시트(300)의 제 위치 정렬이 용이하고, 조립 이후의 이탈을 방지하는 효과도 있다. According to this implementation configuration of the present invention, compared to the waterproof sheet 300 being located at the end of the wall (W), the seating portion 221 is separately provided and positioned, thereby increasing the surface area on which the waterproofing sheet 300 is seated, enabling stable seating. In addition, compared to the case where the waterproof sheet 300 is simply positioned at the end of the wall (W), it is easier to align the waterproof sheet 300, and there is also an effect of preventing separation after assembly.

도 6에 도시한 바와 같이, 벽체 연장부(202)는 모듈 케이스(200)의 외부 표면보다 보호커버(400)가 돌출되지 않도록 보호커버 연결부(201)와의 사이에 보호커버(400)가 수용되는 공간을 형성할 수 있다. 벽체 연장부(202)는 모듈 케이스 하부(210) 외부 표면에서 보호커버(400)의 형상대로 내입되어 보호커버 연결부(201)와의 사이에 보호커버(400)를 수용하는 보호커버 수용공간(D)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 6, the wall extension 202 accommodates the protective cover 400 between the protective cover connection portion 201 so that the protective cover 400 does not protrude beyond the outer surface of the module case 200. Space can be formed. The wall extension 202 is inserted into the shape of the protective cover 400 from the outer surface of the module case lower 210, creating a protective cover accommodation space (D) for accommodating the protective cover 400 between the protective cover connection portion 201. can be formed.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 보호커버(400)는 모듈 케이스(200)의 외부 표면보다 돌출되지 않음으로써, 모듈 케이스(200)에 의해 외부의 물리적인 요인으로부터 보호될 수 있다. 보호커버(400)가 모듈 케이스(200)의 외부 표면보다 돌출되어 있으면, 취급시 보호커버(400)가 외부 충격이나 마찰에 노출되기 쉽고 충격이나 조작에 의해 이탈되기 쉽다. 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(10)에서는 보호커버(400)는 모듈 케이스(200)의 외부 표면보다 돌출되지 않음으로써 이러한 문제를 방지할 수 있다. According to this embodiment of the present invention, the protective cover 400 does not protrude beyond the outer surface of the module case 200, and thus can be protected from external physical factors by the module case 200. If the protective cover 400 protrudes beyond the outer surface of the module case 200, the protective cover 400 is easily exposed to external shock or friction during handling and is easily separated by shock or manipulation. In the battery module 10 according to an embodiment of the present invention, this problem can be prevented by the protective cover 400 not protruding beyond the outer surface of the module case 200.

보호 커버(400)는, 도 6을 참고하면, 벤팅홀(H1)의 축 방향과 나란한 방향의 단면의 길이가 벤팅홀(H1)의 중심축에 가까울수록 길게 형성될 수 있다. 즉, 보호커버(400)의 높이는 중심부가 가장 높고 가장자리로 갈수록 낮아지는 경사 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 6 , the protective cover 400 may be formed to have a longer cross-sectional length in a direction parallel to the axial direction of the venting hole (H1) as it approaches the central axis of the venting hole (H1). That is, the height of the protective cover 400 may have an inclined structure that is highest at the center and becomes lower toward the edges.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 방수시트(300)와 보호커버(400) 사이에 물이 들어왔을 때, 물이 고이지 않고 경사 구조를 따라 흘러 모듈 케이스(200) 외부로 나갈 수 있다.According to this implementation configuration of the present invention, when water enters between the waterproof sheet 300 and the protective cover 400, the water does not accumulate but flows along the inclined structure and can go out of the module case 200.

도 8은 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 단면의 예시적 형태를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 일부 영역 D를 크게 확대한 모습을 개략적으로 나타내어 벤팅 가스 및 화염의 이동경로를 점선 화살표로 도시한 부분 확대도이다.FIG. 8 is a diagram showing an exemplary cross section taken along line A-A' in FIG. 1. Figure 9 is a partial enlarged view schematically showing a greatly enlarged portion of area D of Figure 8 according to an embodiment of the present invention, showing the movement path of venting gas and flame with dotted arrows.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 셀 홀더(500)를 더 포함할 수 있다. 셀 홀더(500)는, 도 2 및 도 8을 참고하면, 셀 어셈블리(100)를 수납하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 셀 홀더(500)는 원통형 배터리 셀의 전지 케이스 모양에 맞도록 원통형 배터리 셀이 서로 이웃하는 사이사이 적층되는 구성으로, 원통형 배터리 셀의 양극이 상부에 오도록 셀 홀더(500)에 직립으로 수납될 수 있다.The battery module 10 according to an embodiment of the present invention may further include a cell holder 500. Referring to FIGS. 2 and 8 , the cell holder 500 may be configured to accommodate the cell assembly 100. For example, the cell holder 500 is a configuration in which cylindrical battery cells are stacked next to each other to fit the shape of the battery case of the cylindrical battery cell, and the cell holder 500 is erected so that the positive electrode of the cylindrical battery cell is at the top. It can be stored as .

도 8을 참고하면, 셀 어셈블리(100) 상부와 모듈 케이스(200)의 내부 표면과의 사이에는 셀 어셈블리(100)에서 발생하는 벤팅 가스가 포집되는 벤팅룸(V)이 정의될 수 있다. 리브 구조(520)가 벤팅룸(V) 내에서 벤팅홀(H1)의 맞은 편에 위치하도록 셀 홀더(500)에 연장되어 형성될 수 있다. 벤팅룸(V)은 배터리 셀에 있어서, 화재가 많이 발생하는 양극 쪽에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 8 , a venting room (V) in which venting gas generated from the cell assembly 100 is collected may be defined between the top of the cell assembly 100 and the inner surface of the module case 200. The rib structure 520 may be formed to extend from the cell holder 500 to be located opposite the venting hole (H1) in the venting room (V). The venting room (V) may be located on the anode side of the battery cell, where fires often occur.

도 9를 참고하면, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 모듈 케이스(200) 내의 배터리 셀에서 벤팅 가스가 발생하거나, 모듈 케이스(200) 내에서 써멀 이벤트가 발생할 경우에, 벤팅룸(V)으로 모인 벤팅 가스나 화염이 리브 구조(520)로 인하여 벤팅홀(H1) 맞은 편으로 역류하지 않는다. 또한 방수시트(300)처럼, 화염 발생시 화염에 의해 파손되는 재질인 경우, 화염 경로를 유도하여 벤팅홀(H1)을 따라 배출할 수 있게 된다. 즉, 도 9에 점선 화살표로 표시한 바와 같이, 주로 양극에서 발생할 수 있는 화염은 벤팅룸(V)을 따라 벤팅홀(H1)까지 유도되어 외부로 배출될 수 있으며, 벤팅홀(H1)로 배출되지 못하고 역류하는 화염이 생기더라도 리브 구조(520) 덕분에 차단되어 다시 벤팅홀(H1) 측으로 선회되므로 배터리 모듈(10) 내부로 역류하는 것이 방지된다. 따라서, 배출되지 못한 화염의 역류로 인한 연쇄 발화를 방지할 수 있으므로 안전성이 증대된다. Referring to FIG. 9, according to this embodiment of the present invention, when venting gas is generated from a battery cell within the module case 200 or a thermal event occurs within the module case 200, it is vented to the venting room (V). The collected venting gas or flame does not flow back to the opposite side of the venting hole (H1) due to the rib structure (520). In addition, in the case of a material that is damaged by flame when a flame occurs, such as the waterproof sheet 300, the flame path can be guided and discharged along the venting hole (H1). That is, as indicated by the dotted arrow in FIG. 9, the flame that can occur mainly at the anode can be guided along the venting room (V) to the venting hole (H1) and discharged to the outside, and is discharged through the venting hole (H1). Even if the flame fails to flow back, it is blocked thanks to the rib structure 520 and turns back toward the venting hole (H1), thereby preventing backflow into the battery module 10. Therefore, safety is increased because chain ignition due to reverse flow of flame that has not been discharged can be prevented.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 탑 플레이트(510)를 더 포함할 수 있다. 탑 플레이트(510)는, 도 9를 참고하면, 셀 어셈블리(100) 상부와 모듈 케이스(200)의 내부 표면 사이에 위치하며, 벤팅룸(V)을 구획하도록 구성될 수 있다. 탑 플레이트(510)가 셀 어셈블리(100) 상단에 위치하여 셀 홀더(500)와 함께 셀 어셈블리(100)를 안정적으로 수납할 수 있다.The battery module 10 according to an embodiment of the present invention may further include a top plate 510. Referring to FIG. 9 , the top plate 510 is located between the top of the cell assembly 100 and the inner surface of the module case 200, and may be configured to partition the venting room (V). The top plate 510 is located at the top of the cell assembly 100 and can stably accommodate the cell assembly 100 together with the cell holder 500.

도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)에 포함되는 탑 플레이트(510)의 상면을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)에 포함되는 탑 플레이트(510)의 하면을 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a view showing the upper surface of the top plate 510 included in the battery module 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a view showing the top plate 510 included in the battery module 10 according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the lower surface of the top plate 510.

도 10 및 도 11을 참고하면, 탑 플레이트(510)의 상면에는 버스바(511)가 구비될 수 있다. 탑 플레이트(510)의 하면에는 셀 어셈블리(100) 사이 공간을 구획하는 구조체(512)가 구비될 수 있다. 또한 탑 플레이트(510)에 여러 개의 홀(H3)이 생성되어 홀(H3)을 통하여 셀 어셈블리(100)에 포함된 배터리 셀의 전극과 버스바(511)가 와이어로 연결될 수 있다.Referring to FIGS. 10 and 11 , a bus bar 511 may be provided on the upper surface of the top plate 510. A structure 512 that partitions the space between the cell assemblies 100 may be provided on the lower surface of the top plate 510. In addition, several holes H3 are created in the top plate 510 so that the electrodes of the battery cells included in the cell assembly 100 and the bus bar 511 can be connected with a wire through the holes H3.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 탑 플레이트(510)는 벤팅룸(V)을 구획하는 기능뿐 아니라, 상면에 버스바(511)를 구비하여 배터리 셀들을 전기적으로 연결하는 결과, 셀 어셈블리(100)를 형성할 수 있다. 구조체(512)는 배터리 셀 사이를 이격시키도록 배터리 셀 사이 공간에 대응되는 공간에 위치할 수 있다. 탑 플레이트(510)는 하면의 구조체(512)를 통하여 셀 어셈블리(100) 내의 배터리 셀들이 외부 충격으로 인하여 서로 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 셀 어셈블리(100)와 버스바(511) 사이에 복수개의 홀(H3)을 통해 와이어로 용이하게 연결할 수 있다. 또한, 셀 어셈블리(100)에서 벤팅 가스가 발생할 경우, 복수 개의 홀(H3)을 통하여 벤팅룸(V)으로 이동하여 효과적인 벤팅 가스 배출이 가능하다.According to this embodiment of the present invention, the top plate 510 not only functions to partition the venting room (V), but also has a bus bar 511 on the upper surface to electrically connect the battery cells, resulting in the cell assembly 100. ) can be formed. The structure 512 may be located in a space corresponding to the space between battery cells to space the battery cells apart. The top plate 510 can prevent battery cells in the cell assembly 100 from colliding with each other due to external shock through the lower surface structure 512. The cell assembly 100 and the bus bar 511 can be easily connected with a wire through a plurality of holes H3. Additionally, when venting gas is generated in the cell assembly 100, the venting gas can be effectively discharged by moving to the venting room (V) through the plurality of holes (H3).

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 포함하는 전자 디바이스를 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 12 is a diagram schematically showing a battery pack including a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram schematically showing an electronic device including a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(20)은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(20)은, 이러한 배터리 모듈(10) 이외에 다른 다양한 구성요소, 이를 테면 BMS나 버스바, 팩 케이스, 릴레이, 전류 센서 등과 같은 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩의 구성요소 등을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the battery pack 20 according to an embodiment of the present invention may include one or more battery modules 10 according to the present invention described above. In addition, the battery pack 20 according to the present invention includes various other components in addition to the battery module 10, such as batteries known at the time of filing the present invention, such as BMS, busbar, pack case, relay, current sensor, etc. It may further include pack components, etc.

도 13을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스는 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13, a device according to an embodiment of the present invention may include one or more battery modules 10 according to the present invention described above.

디바이스의 예로는, 전지 기반 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool), 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거, 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart) 등이 있으며, 특히 전기 자전거일 수 있다. Examples of devices include power tools powered by battery-based motors, electric vehicles, Hybrid Electric Vehicles (HEVs), and Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs). ), electric bicycles, electric scooters (E-scooters), electric golf carts, etc., especially electric bicycles.

본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스는 특히 전자 디바이스(30)라고 할 수 있다. 전자 디바이스(30)는 이러한 배터리 모듈(10)이나 배터리 팩(20) 이외에 고유의 기능을 발현하기 위한 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. A device according to an embodiment of the present invention may be specifically referred to as an electronic device 30. In addition to the battery module 10 or the battery pack 20, the electronic device 30 may further include various other components to express unique functions.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 전기 자전거와 같이 배터리 모듈이 외부 환경에 많이 노출되는 디바이스(30)에 적용되어 배터리 모듈(10) 내부의 방수 및 내부 폭발 시 화염이 배터리 모듈(10) 외부로 쉽게 배출될 수 있도록 하여 안전성을 향상시킬 수 있다. 종래의 전기 자전거용 배터리 모듈에는 별도의 벤팅 구조가 존재하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 모듈 케이스(200)의 중공 벽체(W)에 의해 정의되는 벤팅홀(H1)을 포함하므로, 별도의 벤트 플러그를 마련하여 조립하는 방식이 아니고, 중대형 배터리 모듈에 포함되는 벤트 플러그를 적용하기 어려운, 크기가 작은 전기 자전거용 배터리 모듈에 적합한 벤팅 구조를 제공하는 이점이 있다.In particular, the battery module 10 according to an embodiment of the present invention is applied to a device 30 in which the battery module is greatly exposed to the external environment, such as an electric bicycle, so that the inside of the battery module 10 is waterproof and the flame is emitted when the internal explosion occurs. Safety can be improved by allowing the battery module 10 to be easily discharged to the outside. A separate venting structure does not exist in a conventional electric bicycle battery module. Since the battery module 10 according to an embodiment of the present invention includes a venting hole (H1) defined by the hollow wall (W) of the module case 200, it is not assembled by providing a separate vent plug. , it has the advantage of providing a venting structure suitable for small-sized electric bicycle battery modules, where it is difficult to apply the vent plug included in medium-to-large battery modules.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.As described above, the present invention has been described focusing on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, but it is clear to those skilled in the art that many obvious modifications can be made without departing from the scope of the present invention from this description. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the appended claims to include examples of many such modifications.

10: 배터리 모듈 20 : 배터리 팩
30 : 전자 디바이스 100: 셀 어셈블리
200: 모듈 케이스 201: 보호커버 연결부
202: 벽체 연장부 210: 모듈 케이스 하부
220: 모듈 케이스 상부 300: 방수시트
400: 보호커버 410: 나사결합부
420: 돌출부 500: 셀 홀더
510: 탑 플레이트 511: 버스바
512: 구조체 520: 리브구조
F: 외부표면 W: 중공 벽체
H1: 벤팅홀 H2: 연결홀
H3: 홀 S: 나사
D: 보호커버 수용 공간 B: 경사 구조
V: 벤팅룸10: Battery module 20: Battery pack
30: Electronic device 100: Cell assembly
200: module case 201: protective cover connection part
202: wall extension 210: lower module case
220: Top of module case 300: Waterproof sheet
400: protective cover 410: screw joint
420: Protrusion 500: Cell holder
510: Top plate 511: Bus bar
512: Structure 520: Rib structure
F: External surface W: Hollow wall
H1: Venting hole H2: Connection hole
H3: Hole S: Screw
D: Protective cover accommodation space B: Inclined structure
V: Venting room

Claims (20)

하나 이상의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리;
내부 공간에 상기 셀 어셈블리를 수용하며, 외부 표면으로부터 상기 내부 공간으로 연장되는 중공 벽체에 의해 정의되는 벤팅홀을 적어도 일면에 포함하는 모듈 케이스;
상기 모듈 케이스 내부에서 상기 벽체의 단부에 위치하며 상기 벤팅홀의 입구 전부를 막는 방수시트; 및
상기 모듈 케이스 외부에서 상기 벤팅홀의 출구 일부를 막는 보호커버;
를 포함하는 배터리 모듈.A cell assembly comprising one or more battery cells;
a module case accommodating the cell assembly in an internal space and including a venting hole defined by a hollow wall extending from an external surface to the internal space on at least one surface;
a waterproof sheet located at an end of the wall inside the module case and blocking the entire entrance of the venting hole; and
a protective cover that blocks a portion of the outlet of the venting hole outside the module case;
A battery module containing a. 제1항에 있어서,
상기 방수시트는 상기 모듈 케이스의 내외부간 공기의 이동이 가능하고 상기 모듈 케이스의 외부로부터 내부로의 물의 이동은 막고, 상기 셀 어셈블리에서 발생한 벤팅 가스를 상기 모듈 케이스 외부로 배출 가능한 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
The waterproof sheet is made of a material that allows movement of air between the inside and outside of the module case, prevents water from moving from the outside to the inside of the module case, and discharges venting gas generated in the cell assembly to the outside of the module case. battery module. 제1항에 있어서,
상기 방수시트는 상기 모듈 케이스의 내부 공간에서 화염 발생시 상기 벤팅홀을 통해 화염을 배출시킬 수 있도록 화염에 의해 파손되는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to paragraph 1,
The waterproof sheet is a battery module, characterized in that it is formed of a material that can be damaged by flame so that the flame can be discharged through the venting hole when a flame occurs in the internal space of the module case. 제1항에 있어서,
상기 보호커버는 상기 벤팅홀의 중심축에 가까울수록 상기 벤팅홀의 축 방향과 나란한 방향의 단면의 길이가 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
A battery module, wherein the closer the protective cover is to the central axis of the venting hole, the longer the cross-sectional length of the protective cover is in a direction parallel to the axial direction of the venting hole. 제1항에 있어서,
상기 보호커버는 고무 또는 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
A battery module, wherein the protective cover is made of rubber or plastic material. 제1항에 있어서,
상기 벤팅홀의 중심축 상에 위치하며 상기 보호커버와 연결되는 보호커버 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
The battery module further includes a protective cover connection portion located on the central axis of the venting hole and connected to the protective cover. 제6항에 있어서,
상기 보호커버 연결부는 중심부에 연결홀을 구비하고,
상기 보호커버는 나사 결합부를 구비하며,
상기 연결홀과 상기 나사 결합부가 나사로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 6,
The protective cover connection portion has a connection hole in the center,
The protective cover has a screw coupling portion,
A battery module, characterized in that the connection hole and the screw coupling portion are connected with a screw. 제6항에 있어서,
상기 보호커버 연결부는 중심부에 연결홀을 구비하고,
상기 보호커버는 돌출부를 구비하며,
상기 연결홀에 상기 돌출부가 결합되어 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 6,
The protective cover connection portion has a connection hole in the center,
The protective cover has a protrusion,
A battery module, characterized in that the protrusion is coupled and connected to the connection hole. 제6항에 있어서,
상기 보호커버 연결부와 상기 벽체를 연결하는 벽체 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 6,
The battery module further comprises a wall extension connecting the protective cover connection part and the wall. 제9항에 있어서,
상기 벽체 연장부는 상기 벤팅홀의 중심으로부터 방사상으로 등간격 배치되는 것을 특징하는 배터리 모듈.According to clause 9,
The battery module, wherein the wall extension portion is arranged radially at equal intervals from the center of the venting hole. 제9항에 있어서,
상기 벽체 연장부는 상기 벽체로부터 상기 보호커버 연결부로 갈수록 상기 벤팅홀의 축 방향에 나란한 방향의 단면 길이가 짧아지는 경사 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 9,
The battery module, wherein the wall extension portion has an inclined structure in which a cross-sectional length in a direction parallel to the axis of the venting hole becomes shorter as it moves from the wall to the protective cover connection portion. 제9항에 있어서,
상기 벽체 연장부는, 단부가 상기 벽체의 단부 사이에 단차를 형성하여 상기 방수시트가 안착할 수 있는 안착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 9,
The battery module, wherein the wall extension further includes a seating portion on which the waterproof sheet can be seated by forming a step between the ends of the wall. 제9항에 있어서,
상기 벽체 연장부는 상기 모듈 케이스의 상기 외부 표면보다 상기 보호커버가 돌출되지 않도록 상기 보호커버 연결부와의 사이에 상기 보호커버가 수용되는 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 9,
The battery module, wherein the wall extension forms a space to accommodate the protective cover between the protective cover connection portion so that the protective cover does not protrude beyond the outer surface of the module case. 제1항에 있어서,
상기 셀 어셈블리를 수납하는 셀 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
A battery module further comprising a cell holder for accommodating the cell assembly. 제14항에 있어서,
상기 셀 어셈블리 상부와 상기 모듈 케이스의 내부 표면과의 사이에는 상기 셀 어셈블리에서 발생하는 벤팅 가스가 포집되는 벤팅룸이 정의되고,
상기 셀 홀더에는 상기 벤팅룸 내에서 상기 벤팅홀의 맞은 편에 위치하도록 리브 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 14,
A venting room is defined between the top of the cell assembly and the inner surface of the module case, where venting gas generated from the cell assembly is collected,
A battery module, wherein a rib structure is formed in the cell holder to be located opposite the venting hole in the venting room. 제15항에 있어서,
상기 셀 어셈블리 상부와 상기 모듈 케이스의 상기 내부 표면 사이에 위치하며,
상기 벤팅룸을 구획하는 탑 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 15,
Located between the top of the cell assembly and the inner surface of the module case,
A battery module further comprising a top plate dividing the venting room. 제16항에 있어서,
상기 배터리 셀은 복수개가 포함되고,
상기 탑 플레이트의 하면에는, 상기 배터리 셀 사이를 이격시키도록 구성된 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 16,
The battery cells include a plurality,
The battery module further includes a structure configured to space the battery cells apart from each other on a lower surface of the top plate. 제14항에 있어서,
상기 배터리 셀은 원통형 배터리 셀이고, 상기 배터리 셀의 양극이 상부에 오도록 상기 셀 홀더에 직립으로 수납되며,
상기 셀 어셈블리 상부와 상기 모듈 케이스의 내부 표면과의 사이에는 상기 셀 어셈블리에서 발생하는 벤팅 가스가 포집되는 벤팅룸이 정의되고,
상기 셀 홀더에는 상기 벤팅룸 내에서 상기 벤팅홀의 맞은 편에 위치하도록 구성된 리브 구조가 형성되며,
상기 모듈 케이스의 내부 공간에서 화염 발생시 상기 벤팅룸을 따라 상기 벤팅홀을 통해 화염이 배출되며 상기 리브 구조가 화염 역류를 방지하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. According to clause 14,
The battery cell is a cylindrical battery cell and is stored upright in the cell holder so that the positive electrode of the battery cell is at the top,
A venting room is defined between the top of the cell assembly and the inner surface of the module case, where venting gas generated from the cell assembly is collected,
A rib structure configured to be located opposite the venting hole in the venting room is formed in the cell holder,
A battery module, wherein when a flame occurs in the internal space of the module case, the flame is discharged through the venting hole along the venting room, and the rib structure prevents flame backflow. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.A battery pack comprising the battery module according to any one of claims 1 to 18. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 디바이스.A device comprising a battery module according to any one of claims 1 to 18.
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