KR20230170556A

KR20230170556A - Battery pack and vehicle including the same

Info

Publication number: KR20230170556A
Application number: KR1020230052326A
Authority: KR
Inventors: 정세윤; 지호준; 권우용; 김승준; 김인수; 박진용
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2023-04-20
Publication date: 2023-12-19

Abstract

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 복수의 파우치형 배터리 셀들; 내부 공간에 파우치형 배터리 셀들을 수납하는 팩 케이스; 및 팩 케이스의 내부 공간에서, 복수의 파우치형 배터리 셀들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련되며, 적어도 일측에 변형 직선부가 형성된 셀 커버를 포함한다.A battery pack and a vehicle including the same are disclosed. A battery pack according to an embodiment of the present invention includes a plurality of pouch-type battery cells; A pack case that stores pouch-type battery cells in an internal space; and a cell cover provided to at least partially surround at least some of the pouch-type battery cells among the plurality of pouch-type battery cells in the inner space of the pack case, and having a deformed straight portion formed on at least one side.

Description

Battery pack and vehicle including the same {BATTERY PACK AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}

본 발명은, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 안정성 등이 향상된 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack and a vehicle including the same, and more specifically, to a battery pack with improved stability and a vehicle including the same.

각종 모바일 기기와 전기 자동차, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 크게 증가함에 따라, 에너지원으로서의 이차 전지에 대한 관심과 수요가 급격히 증가하고 있다. As technology development and demand for various mobile devices, electric vehicles, energy storage systems (ESS), etc. increase significantly, interest in and demand for secondary batteries as an energy source are rapidly increasing.

종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 니켈수소 전지 등이 많이 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.Conventionally, nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries were widely used as secondary batteries, but recently, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, allowing for free charging and discharging, a very low self-discharge rate, and high energy density. Batteries 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 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 coated with the positive electrode active material and the negative electrode active material are disposed with a separator in between, and an exterior material, that is, a battery case, that seals and stores the electrode assembly together with an electrolyte solution.

일반적으로 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.In general, secondary batteries can be classified into can-type batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type 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 전기 자동차나 에너지 저장 시스템과 같은 중대형 장치에 구동용이나 에너지 저장용으로 배터리 팩이 널리 사용되고 있다. Recently, battery packs have been widely used for driving or energy storage in medium to large-sized devices such as electric vehicles or energy storage systems.

종래 배터리 팩은 팩 케이스 내부에 하나 이상의 배터리 모듈과 배터리 팩의 충방전을 제어하는 제어 유닛을 포함한다. 여기서, 배터리 모듈은 모듈 케이스의 내부에 다수의 배터리 셀을 포함하는 형태로 구성된다. A conventional battery pack includes one or more battery modules inside a pack case and a control unit that controls charging and discharging of the battery pack. Here, the battery module is configured to include a plurality of battery cells inside a module case.

즉, 종래 배터리 팩의 경우, 다수의 배터리 셀(이차 전지)이 모듈 케이스 내부에 수납되어 각각의 배터리 모듈을 구성하고, 이러한 배터리 모듈이 하나 이상 팩 케이스 내부에 수납되어 배터리 팩을 구성한다.That is, in the case of a conventional battery pack, a plurality of battery cells (secondary batteries) are stored inside a module case to form each battery module, and one or more of these battery modules are stored inside the pack case to form a battery pack.

특히, 파우치형 전지의 경우, 무게가 가볍고, 적층 시 데드 스페이스(dead space)가 적다는 등의 여러 측면에서 장점을 갖고 있지만, 외부의 충격에 취약하고, 조립성이 다소 떨어지는 문제가 있다. In particular, pouch-type batteries have advantages in many aspects, such as being light in weight and requiring less dead space when stacked, but they are vulnerable to external shocks and have somewhat poor assembly properties.

따라서, 다수의 셀을 먼저 모듈화시킨 후, 팩 케이스의 내부에 수납되는 형태로 배터리 팩이 제조되는 것이 일반적이다.Therefore, it is common for battery packs to be manufactured by first modularizing a number of cells and then storing them inside a pack case.

하지만, 종래 배터리 팩의 경우, 모듈화 등으로 인해 에너지 밀도와 조립성, 냉각성 등의 측면에서 불리할 수 있다. 특히, 파우치형 배터리 셀의 경우, 스웰링이 발생할 수 있는데, 종래 배터리 팩은 이러한 스웰링 상황에 적절한 대처가 어렵다는 문제가 있다.However, in the case of conventional battery packs, they may be disadvantageous in terms of energy density, assembly, cooling, etc. due to modularization. In particular, in the case of pouch-type battery cells, swelling may occur, and conventional battery packs have a problem in that it is difficult to appropriately respond to such swelling situations.

또한, 종래 배터리 팩의 경우, 모듈화 등으로 인해 에너지 밀도와 조립성, 냉각성 등의 측면에서 불리할 수 있다. Additionally, conventional battery packs may be disadvantageous in terms of energy density, assembly, cooling, etc. due to modularization.

또한, 종래 배터리 팩이나 배터리 모듈의 경우, 열적 이벤트에 취약할 수 있다. 특히, 배터리 모듈이나 배터리 팩 내부에서 열적 이벤트가 발생한 경우, 열폭주가 일어나게 되어 화염이 발생되고 심한 경우 폭발이 발생할 수도 있다.Additionally, conventional battery packs or battery modules may be vulnerable to thermal events. In particular, if a thermal event occurs inside a battery module or battery pack, thermal runaway may occur, resulting in flames and, in severe cases, explosion.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스웰링 대응 성능 등 여러 측면에서 우수한 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and its purpose is to provide a battery pack that is excellent in various aspects such as swelling response performance and a vehicle including the same.

또한, 열적 이벤트 발생 시 우수한 안전성을 확보할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the goal is to provide a battery pack that can ensure excellent safety in the event of a thermal event and a vehicle including the same.

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

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 파우치형 배터리 셀들; 내부 공간에 상기 파우치형 배터리 셀들을 수납하는 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스의 내부 공간에서, 상기 복수의 파우치형 배터리 셀들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련되며, 적어도 일측에 변형 직선부가 형성된 셀 커버를 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a plurality of pouch-type battery cells; a pack case storing the pouch-type battery cells in an internal space; and a cell cover provided to at least partially surround at least some of the pouch-type battery cells among the plurality of pouch-type battery cells in the inner space of the pack case, and having a deformable straight portion formed on at least one side. there is.

일 실시예에 있어서, 상기 변형 직선부는 상기 셀 커버의 상측에 주름진 구조로 형성되어 상기 파우치형 배터리 셀의 팽창시 펴지도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the deformed straight portion may be formed in a corrugated structure on the upper side of the cell cover and be configured to unfold when the pouch-type battery cell is expanded.

일 실시예에 있어서, 상기 변형 직선부는 양측 사이드부가 상부를 향해 돌출되고 양측 사이드부에 연결된 중심부가 하부를 향해 오목하게 형성되어 물결무늬 형상을 가질 수 있다.In one embodiment, the deformed straight portion may have a wave pattern shape in which side portions on both sides protrude toward the top and central portions connected to both side portions are concave toward the bottom.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는 다수로 구비되고, 상기 팩 케이스에는 적어도 일측에 배출홀이 형성되며, 상기 변형 직선부는 폭 방향으로 길이 변화가 가능하게 구성되고, 상기 셀 커버의 폭 방향의 길이 변화를 통해 상기 배출홀과의 연통 면적이 가변되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the cell cover is provided in multiple numbers, an discharge hole is formed on at least one side of the pack case, the deformed straight portion is configured to change in length in the width direction, and the width direction of the cell cover is The communication area with the discharge hole can be varied by changing the length.

일 실시예에 있어서, 상기 팩 케이스의 배출홀은, 상기 다수의 셀 커버의 배치 방향을 따라 길게 형성되거나 다수 형성될 수 있다.In one embodiment, the discharge holes of the pack case may be formed long or formed in multiple numbers along the arrangement direction of the plurality of cell covers.

일 실시예에 있어서, 상기 변형 직선부는 상기 셀 커버의 상측에 형성되며, 트라이앵글 형상으로 접혀진 트라이앵글부가 형성될 수 있다.In one embodiment, the deformed straight portion may be formed on an upper side of the cell cover, and a triangle portion folded into a triangle shape may be formed.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는, 상기 파우치형 배터리 셀로부터 이격되게 구성되고, 열적 이벤트 발생시 상기 파우치형 배터리 셀로부터 분출되는 파티클을 포집하도록 구성된 파티클 포켓부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the cell cover may include a particle pocket portion configured to be spaced apart from the pouch-type battery cell and configured to collect particles ejected from the pouch-type battery cell when a thermal event occurs.

일 실시예에 있어서, 상기 파티클 포켓부는, 상기 셀 커버의 폭 방향에 따른 양측 사이드부가 중심부보다 상부 방향으로 더 돌출된 형태로 구성될 수 있다.In one embodiment, the particle pocket portion may be configured so that side portions on both sides along the width direction of the cell cover protrude more toward the top than the center portion.

일 실시예에 있어서, 상기 파티클 포켓부 내측에 메쉬부재가 형성될 수 있다. In one embodiment, a mesh member may be formed inside the particle pocket portion.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버에는, 벤팅 가스를 유도하여 미리 설정되 방향으로 배출시키는 디렉셔널 벤팅부가 형성될 수 있다.In one embodiment, a directional venting portion may be formed on the cell cover to guide venting gas and discharge it in a preset direction.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버에 결합되는 써멀 레진을 포함하되, 상기 셀 커버에는 상기 써멀 레진이 결합된 부분과, 상기 써멀 레진이 결합되지 않은 부분이 존재하며, 상기 디렉셔널 벤팅부는, 상기 셀 커버에서 상기 써멀 레전이 결합되지 않은 부분에 형성된 가스 배기구; 및 상기 파우치형 배터리 셀과 상기 셀 커버 사이에 형성된 이동통로를 포함할 수 있다.In one embodiment, it includes a thermal resin coupled to the cell cover, wherein the cell cover has a portion to which the thermal resin is coupled and a portion to which the thermal resin is not bonded, and the directional venting portion includes the a gas exhaust port formed in a portion of the cell cover to which the thermal region is not coupled; And it may include a moving passage formed between the pouch-type battery cell and the cell cover.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는, 감싸진 파우치형 배터리 셀의 적어도 일측이 외부로 노출되도록 파우치형 배터리 셀을 부분적으로 감싸는 형태로 구성될 수 있다.In one embodiment, the cell cover may be configured to partially surround the pouch-type battery cell so that at least one side of the wrapped pouch-type battery cell is exposed to the outside.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는, 감싸진 파우치형 배터리 셀의 적어도 일측이 배터리 팩의 바닥면을 향하여 노출되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the cell cover may be configured so that at least one side of the wrapped pouch-type battery cell is exposed toward the bottom of the battery pack.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는 상기 팩 케이스에 직접 안착될 수 있다.In one embodiment, the cell cover may be directly mounted on the pack case.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 배터리 팩을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, a vehicle including the above-described battery pack can be provided.

본 발명의 실시예들은, 스웰링 대응 성능 등 여러 측면에서 우수한 효과가 있다.Embodiments of the present invention have excellent effects in many aspects, such as swelling response performance.

또한, 열적 이벤트 발생 시 우수한 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.Additionally, it has the effect of ensuring excellent safety when a thermal event occurs.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 분리 사시도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀에 셀 커버가 결합되고 2개의 파우치형 배터리 셀이 버스바에 연결되는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀의 단면도이다.
도 6은 도 5에서 스웰링이 발생하여 주름진 구조의 셀 커버가 펴진 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 변형 실시예로 하나의 셀 커버에 2개의 파우치형 배터리 셀이 수납된 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀의 단면도이다.
도 9는 도 8의 파우치형 배터리 셀의 팽창 및 수축에 따라 셀 커버의 길이가 변화하는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩의 팩 케이스 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 도 8의 변형 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀과 셀 커버의 분리 사시도이다.
도 13은 도 12의 파우치형 배터리 셀과 셀 커버의 결합 단면도이다.
도 14는 도 12의 파우치형 배터리 셀과 셀 커버가 결합된 부분 사시도로 가스 배기구를 도시하고 있다.
도 15는 도 12의 파우치형 배터리 셀과 셀 커버의 결합된 측단면도로 가스의 배기 경로인 디렉셔널 벤팅부를 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a schematic exploded perspective view of a battery pack according to a first embodiment of the present invention.
Figures 2 to 4 are diagrams illustrating a process in which a cell cover is coupled to a pouch-type battery cell stored inside a battery pack according to the first embodiment of the present invention and two pouch-type battery cells are connected to a bus bar.
Figure 5 is a cross-sectional view of a pouch-type battery cell stored inside a battery pack according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which swelling occurs in FIG. 5 and the wrinkled cell cover is unfolded.
Figure 7 is a cross-sectional view showing two pouch-type battery cells stored in one cell cover according to a modified embodiment of Figure 5.
Figure 8 is a cross-sectional view of a pouch-type battery cell stored inside a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a process in which the length of a cell cover changes according to expansion and contraction of the pouch-type battery cell of FIG. 8.
Figure 10 is a diagram schematically showing the pack case configuration of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a modified embodiment of FIG. 8.
Figure 12 is an exploded perspective view of a pouch-type battery cell and a cell cover stored inside a battery pack according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view of the pouch-type battery cell of FIG. 12 combined with the cell cover.
FIG. 14 is a partial perspective view of the pouch-type battery cell of FIG. 12 combined with the cell cover, showing a gas exhaust port.
FIG. 15 is a side cross-sectional view of the pouch-type battery cell of FIG. 12 combined with the cell cover, showing a directional venting portion that is an exhaust path for gas.
Figure 16 is a diagram for explaining a vehicle including a battery pack according to each embodiment of the present invention.

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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their common 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. 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 represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various alternatives may be used to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.

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 specific part constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. If it is determined that specific descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such descriptions 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.The term 'coupling' or 'connection' used in this specification refers not only to the case where one member and another member are directly coupled or directly connected, but also when one member is indirectly coupled to another member through a joint member, or indirectly connected to another member. Also includes cases where it is connected to .

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 분리 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀에 셀 커버가 결합되고 2개의 파우치형 배터리 셀이 버스바에 연결되는 과정을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀의 단면도이고, 도 6은 도 5에서 스웰링이 발생하여 주름진 구조의 셀 커버가 펴진 상태를 도시한 도면이며, 도 7은 도 5의 변형 실시예로 하나의 셀 커버에 2개의 파우치형 배터리 셀이 수납된 단면도이다.Figure 1 is a schematic exploded perspective view of a battery pack according to a first embodiment of the present invention, and Figures 2 to 4 show a cell cover on a pouch-type battery cell stored inside the battery pack according to a first embodiment of the present invention. It is a diagram showing the process of combining and connecting two pouch-type battery cells to a bus bar, FIG. 5 is a cross-sectional view of a pouch-type battery cell stored inside a battery pack according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is FIG. Figure 5 shows a state in which swelling has occurred and the wrinkled cell cover has been unfolded, and Figure 7 is a cross-sectional view showing two pouch-type battery cells stored in one cell cover as a modified example of Figure 5.

본 발명은 배터리 모듈을 제거하여 배터리 셀(100)을 배터리 팩(10)의 팩 케이스(200)에 직접 수납할 수 있는 배터리 팩(10)에 관한 발명이다.The present invention relates to a battery pack 10 in which the battery cells 100 can be directly stored in the pack case 200 of the battery pack 10 by removing the battery module.

이에 의하면, 배터리 팩(10) 내에서 배터리 모듈의 모듈 케이스 등이 차지하던 공간에 배터리 셀(100)을 더 수납할 수 있으므로 공간 효율성이 증대되고 배터리 용량이 향상되는 효과가 있다. 즉, 본 발명에서 배터리 모듈의 모듈 케이스는 구성에 포함되지 않을 수 있다.According to this, since more battery cells 100 can be stored in the space occupied by the module case of the battery module within the battery pack 10, space efficiency is increased and battery capacity is improved. That is, in the present invention, the module case of the battery module may not be included in the configuration.

다만, 모듈 케이스를 사용하는 실시예를 배제하는 것은 아니며, 필요에 따라, 배터리 모듈에 구비된 모듈 케이스에 본 발명의 각 실시예의 파우치형 배터리 셀(100)이 수납되도록 구성될 수도 있다. However, this does not exclude the embodiment using a module case, and if necessary, the pouch-type battery cell 100 of each embodiment of the present invention may be accommodated in the module case provided in the battery module.

즉, 본 발명의 각 실시예에서의 셀 커버(300)가 결합된 파우치형 배터리 셀(100)이 구비된 배터리 모듈 역시 본 발명의 권리범위 내에 속한다.That is, the battery module provided with the pouch-type battery cell 100 combined with the cell cover 300 in each embodiment of the present invention also falls within the scope of the present invention.

그리고, 본 명세서에서 간단하게 배터리 셀(100)이라고 기재된 경우에도 상기 배터리 셀(100)은 파우치형 배터리 셀(100)을 의미한다.Also, even when simply referred to as a battery cell 100 in this specification, the battery cell 100 refers to a pouch-type battery cell 100.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 파우치형 배터리 셀(100)과, 팩 케이스(200)와, 셀 커버(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the battery pack 10 according to the first embodiment of the present invention includes a pouch-type battery cell 100, a pack case 200, and a cell cover 300.

파우치형 배터리 셀(100)은 파우치형 이차 전지로서, 전극 조립체, 전해질 및 파우치 외장재를 포함할 수 있다. 이러한 파우치형 배터리 셀(100)은 배터리 팩(10)에 복수 포함될 수 있다. 그리고, 이러한 복수의 파우치형 배터리 셀(100)은 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다.The pouch-type battery cell 100 is a pouch-type secondary battery and may include an electrode assembly, an electrolyte, and a pouch exterior material. A plurality of such pouch-type battery cells 100 may be included in the battery pack 10 . And, these plurality of pouch-type battery cells 100 may be stacked in at least one direction.

팩 케이스(200)는 내부에 빈 공간이 형성되며, 이러한 내부 공간에 파우치형 배터리 셀(100)들을 수납할 수 있다. 특히, 본 발명에서 파우치형 배터리 셀(100)은 팩 케이스(200)에 직접적으로 안착될 수 있다.The pack case 200 has an empty space inside, and pouch-type battery cells 100 can be stored in this inner space. In particular, in the present invention, the pouch-type battery cell 100 can be directly seated on the pack case 200.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 셀 커버(300)는 파우치형 배터리 셀(100)을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련될 수 있다. 즉, 셀 커버(300)는 감싸진 파우치형 배터리 셀(100)의 적어도 일측이 외부로 노출되도록 파우치형 배터리 셀(100)을 부분적으로 감싸는 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 4 , the cell cover 300 may be provided to at least partially cover the pouch-type battery cell 100. That is, the cell cover 300 may be configured to partially surround the pouch-type battery cell 100 so that at least one side of the wrapped pouch-type battery cell 100 is exposed to the outside.

셀 커버(300)는 파우치형 배터리 셀(100)을 세워진 상태로 지지하도록 구성될 수 있다. 파우치형 배터리 셀(100)은 일반적으로 상하 방향으로 세워진 형태로 적층시키는 것이 용이하지 않다. The cell cover 300 may be configured to support the pouch-type battery cell 100 in an upright state. It is generally not easy to stack the pouch-type battery cells 100 in an upright direction.

하지만, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)에서 셀 커버(300)는 하나 또는 그 이상의 파우치형 배터리 셀(100)을 감싸면서 감싸진 파우치형 배터리 셀(100)의 세워진 상태, 즉, 기립 상태를 유지하도록 구성될 수 있다. However, in the battery pack 10 according to the present invention, the cell cover 300 surrounds one or more pouch-type battery cells 100 and maintains the upright state of the wrapped pouch-type battery cells 100, that is, the standing state. It can be configured to maintain.

그리고, 셀 커버(300)는 감싸진 파우치형 배터리 셀(100)의 적어도 일측이 배터리 팩(10)의 바닥면을 향하여 노출되도록 구성될 수 있다.In addition, the cell cover 300 may be configured so that at least one side of the wrapped pouch-type battery cell 100 is exposed toward the bottom surface of the battery pack 10.

그리고 도 1을 참조하면, 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀(100)을 감싸도록 구성된 셀 커버(300)는 팩 케이스(200)의 내부 공간에 수납될 수 있다. And referring to FIG. 1, the cell cover 300 configured to surround at least some of the pouch-type battery cells 100 among the plurality of pouch-type battery cells 100 may be stored in the internal space of the pack case 200. .

셀 커버(300)는 다양한 개수의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 1개의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다. 또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 2개의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다. 또는, 3개 이상의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다.The cell cover 300 may be configured to surround a various number of pouch-type battery cells 100 together. For example, the cell cover 300 may be configured to surround one pouch-type battery cell 100 together, as shown in FIG. 5 . Alternatively, as shown in FIG. 7, it may be configured to surround two pouch-type battery cells 100 together. Alternatively, it may be configured to surround three or more pouch-type battery cells 100 together.

도 5 및 도 7을 참조하면, 셀 커버(300)에는 적어도 일측에 변형 직선부(310)가 형성될 수 있다. 본 명세서의 각 실시예에서 사용되는 변형 직선부(310)라는 용어는 셀 커버(300)의 일 부분에서 하나의 직선을 변형하여 형성될 수 있는 다양한 형상을 의미한다. Referring to FIGS. 5 and 7 , a deformed straight portion 310 may be formed on at least one side of the cell cover 300. The term deformed straight line portion 310 used in each embodiment of the present specification refers to various shapes that can be formed by deforming one straight line in a portion of the cell cover 300.

예를 들어, 도 5 및 도 7에서 셀 커버(300)의 상측은 직선 형상이 아니라 직선을 변형하여 형성된 주름진 형상이다. 즉, 본 명세서에서 변형 직선부(310)는 변형된 직선부로 직선부를 변형시켜 형성될 수 있는 모든 형상을 의미한다. For example, in FIGS. 5 and 7 , the upper side of the cell cover 300 is not a straight shape but a wrinkled shape formed by deforming a straight line. That is, in this specification, the deformed straight part 310 refers to any shape that can be formed by deforming a straight part into a deformed straight part.

변형 직선부(310)는 셀 커버(300)의 다양한 부분에 형성될 수 있으며, 예를 들어, 도 5 및 도 7에서와 같이 셀 커버(300)의 상측에 형성될 수 있다. The deformed straight portion 310 may be formed in various parts of the cell cover 300, for example, on the upper side of the cell cover 300 as shown in FIGS. 5 and 7.

예를 들어, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 셀 커버(300)의 상측에 물결 모양 또는 주름 모양을 가지는 변형 직선부(310)가 형성될 수 있다. 여기서, 변형 직선부(310)는 다양한 크기 내지 다양한 형태로 형성될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 5 and 7, a deformed straight portion 310 having a wavy or wrinkled shape may be formed on the upper side of the cell cover 300. Here, the deformed straight portion 310 may be formed in various sizes or shapes.

다른 실시예로 변형 직선부(310)는 셀 커버(300)의 상측에서 측면까지 연장된 형태로 형성될 수 있다.In another embodiment, the deformed straight portion 310 may be formed to extend from the top to the side of the cell cover 300.

변형 직선부(310)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5 및 도 7에서와 같이, 변형 직선부(310)는 주름진 구조로 형성될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The deformed straight portion 310 may be formed in various ways. For example, as shown in FIGS. 5 and 7, the deformed straight portion 310 may be formed in a corrugated structure, but is not limited thereto.

변형 직선부(310)의 주름진 구조는 요철 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 변형 직선부(310)는 양측 사이드부(311, 313)가 상부를 향해 돌출되고 양측 사이드부(311, 313)에 연결된 중심부(312)가 하부를 향해 오목하게 형성되어 전체적으로 물결무늬 형상을 가지도록 형성될 수 있다.The wrinkled structure of the deformed straight portion 310 may be formed in a concave-convex shape. For example, the deformed straight portion 310 has side portions 311 and 313 on both sides protruding upward and the central portion 312 connected to both side portions 311 and 313 is concave toward the bottom, giving an overall wavy pattern. It can be formed to have any shape.

즉, 셀 커버(300)는 배터리 셀(100)이 위치한 내측 방향을 향해 오목하게 형성되고 외측 방향을 향해 볼록하게 형성될 수 있다.That is, the cell cover 300 may be concave toward the inner direction where the battery cell 100 is located and convex toward the outer direction.

그리고, 변형 직선부(310)는 파우치형 배터리 셀(100)의 팽창시 펴지도록 구성될 수 있다(도 6 참조). 예를 들어 도 5를 기준으로 파우치형 배터리 셀(100)에서 스웰링이 발생하는 경우, 파우치형 배터리 셀(100)은 두께 방향으로 팽창이 이루어질 수 있다. Additionally, the deformable straight portion 310 may be configured to unfold when the pouch-type battery cell 100 is expanded (see FIG. 6). For example, when swelling occurs in the pouch-type battery cell 100 with reference to FIG. 5, the pouch-type battery cell 100 may expand in the thickness direction.

이때, 도 6을 참조하면, 셀 커버(300)의 변형 직선부(310)는 적어도 부분적으로 평평하게 펴짐으로써, 파우치형 배터리 셀(100)의 스웰링을 흡수할 수 있다. 더욱이, 이러한 실시 구성에 의하면, 파우치형 배터리 셀(100)의 전체 표면, 특히 수납부의 외측 표면에는 균일한 압력이 가해질 수 있다. At this time, referring to FIG. 6 , the deformed straight portion 310 of the cell cover 300 is at least partially spread flat, thereby absorbing swelling of the pouch-type battery cell 100. Moreover, according to this implementation configuration, uniform pressure can be applied to the entire surface of the pouch-type battery cell 100, especially the outer surface of the storage portion.

따라서, 셀의 임의의 부분에 과도한 압력이 가해지지 않아 셀의 손상이나 파손이 방지될 수 있다. 또한, 이 경우 파우치형 배터리 셀(100)의 퇴화 속도가 감소되는 효과도 있다.Therefore, damage or breakage of the cell can be prevented because excessive pressure is not applied to any part of the cell. Additionally, in this case, the deterioration rate of the pouch-type battery cell 100 is reduced.

도 1을 참조하면, 셀 커버(300)는 팩 케이스(200)의 상부 표면에 직접 안착될 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(300)의 하단부는 팩 케이스(200)의 상부 표면에 직접 접촉하여 안착될 수 있다. Referring to FIG. 1, the cell cover 300 may be directly seated on the upper surface of the pack case 200. For example, the lower end of the cell cover 300 may be seated in direct contact with the upper surface of the pack case 200.

특히, 셀 커버(300)와 파우치형 배터리 셀(100)은 별도의 모듈 케이스에 수납되지 않고 팩 케이스(200)에 바로 안착될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 모듈 케이스에 안착되어 모듈화되는 실시예를 제외하는 것은 아니다.In particular, the cell cover 300 and the pouch-type battery cell 100 can be directly seated in the pack case 200 without being stored in a separate module case. However, as described above, the embodiment in which the module is modularized by being seated in a module case is not excluded.

이에 의하면, 배터리 팩(10)의 냉각 성능이 보다 효과적으로 확보될 수 있다. 특히, 파우치형 배터리 셀(100)가 팩 케이스(200)에 대면 접촉될 수 있으므로, 각각의 파우치형 배터리 셀(100)로부터 방출된 열이 팩 케이스(200)로 직접 전달되어, 냉각 성능이 향상될 수 있다. Accordingly, the cooling performance of the battery pack 10 can be secured more effectively. In particular, since the pouch-type battery cells 100 can be in face-to-face contact with the pack case 200, the heat emitted from each pouch-type battery cell 100 is directly transferred to the pack case 200, improving cooling performance. It can be.

셀 커버(300)는 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들의 적층 상태를 지지하도록 구성될 수 있다. 특히, 복수의 파우치형 배터리 셀(100)은 세워진 상태로 수평 방향으로 적층될 수 있는데, 셀 커버(300)는 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들을 세워진 상태로 안정적으로 지지하도록 구성될 수 있다.The cell cover 300 may be configured to support the stacked state of the plurality of pouch-type battery cells 100. In particular, the plurality of pouch-type battery cells 100 may be stacked in a horizontal direction in an erect state, and the cell cover 300 may be configured to stably support the plurality of pouch-type battery cells 100 in an erect state. .

도 5 및 도 7을 참조하면, 셀 커버(300)는 대략 n자 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 셀 커버(300)의 전방, 후방 및 하방은 개방되어 있을 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 7 , the cell cover 300 may be formed in an approximately n-shape. At this time, the front, rear, and bottom of the cell cover 300 may be open.

다만, 셀 커버(300)의 형상이 대략 n자 형상에 한정되는 것은 아니다. 셀 커버(300)는 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 셀 커버(300)는, 'ㅁ'자 형상, 'U'자 형상 또는 'O'자 형상 등으로 형성될 수 있다.However, the shape of the cell cover 300 is not limited to an approximately n-shape. The cell cover 300 may be formed in various shapes. For example, the cell cover 300 may be formed in a 'ㅁ' shape, an 'U' shape, or an 'O' shape.

그리고, 셀 커버(300)는 금속 재질로 제작될 수 있다. 특히, 셀 커버(300)는 스틸 재질, 예를 들어, 스테인레스 스틸(Stainless Steel, SUS) 재질로 제작될 수 있다. Additionally, the cell cover 300 may be made of a metal material. In particular, the cell cover 300 may be made of a steel material, for example, stainless steel (SUS).

이 경우, 스테인레스 스틸 재질은 기계적 강도 내지 강성이 우수하고, 알루미늄 재질에 비해 녹는점이 높으므로, 임의의 배터리 셀(100)에서 화염이 발생하더라도 화염 등에 의해 셀 커버(300)가 용융되는 것이 보다 효과적으로 방지될 수 있다. In this case, the stainless steel material has excellent mechanical strength and rigidity and has a higher melting point than the aluminum material, so even if a flame occurs in any battery cell 100, the cell cover 300 is melted by the flame, etc. more effectively. It can be prevented.

즉, 파우치형 배터리 셀(100)의 손상이나 파손을 보다 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 파우치형 배터리 셀(100)의 핸들링이 보다 용이해질 수 있다. 다만, 셀 커버(300)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.That is, not only can damage or breakage of the pouch-type battery cell 100 be prevented more effectively, but also handling of the pouch-type battery cell 100 can be made easier. However, the material of the cell cover 300 is not limited to this.

셀 커버(300)는 파우치형 배터리 셀(100)과 적어도 부분적으로 접착될 수 있다. 또한, 파우치형 배터리 셀(100)과 팩 케이스(200) 사이 및/또는 셀 커버(300)와 팩 케이스(200) 사이에는 써멀 레진(400)이 개재될 수 있다.The cell cover 300 may be at least partially adhered to the pouch-type battery cell 100. Additionally, thermal resin 400 may be interposed between the pouch-type battery cell 100 and the pack case 200 and/or between the cell cover 300 and the pack case 200.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 버스바(700, 도 4 참조)를 더 포함할 수 있다. 버스바(700)는 하나 이상의 파우치형 배터리 셀(100)의 전극 리드와 연결될 수 있다. Additionally, the battery pack 10 according to the first embodiment of the present invention may further include a bus bar 700 (see FIG. 4). The bus bar 700 may be connected to the electrode leads of one or more pouch-type battery cells 100.

특히, 버스바(700)는 다수의 전극 리드를 연결하여, 다수의 배터리 셀(100) 간 직렬 또는 병렬 연결이 이루어지도록 할 수 있다. 예를 들어, 각각의 파우치형 배터리 셀(100)의 전방 및 후방에는 전극 리드가 위치할 수 있다. 이때, 버스바(700)는 이러한 배터리 셀(100)의 전방 및 후방에 위치하여, 전극 리드 사이를 연결할 수 있다.In particular, the bus bar 700 can connect a plurality of electrode leads to enable serial or parallel connection between the plurality of battery cells 100. For example, electrode leads may be located at the front and rear of each pouch-type battery cell 100. At this time, the bus bar 700 is located at the front and rear of the battery cell 100 and can connect electrode leads.

버스바(700)는 구리나 알루미늄과 같은 전기 전도성 재질로 구성되어 전극 리드에 직접 접촉될 수 있다.The bus bar 700 is made of an electrically conductive material such as copper or aluminum and can be in direct contact with the electrode leads.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은, 파우치형 배터리 셀(100)들의 충방전을 제어하도록 구성된 제어 모듈을 더 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 이러한 제어 모듈은 배터리 관리 시스템(500, Battery Management System, BMS)과 배터리 차단 유닛(600)을 포함할 수 있으며, 배터리 셀(100) 및 셀 커버(300)와 함께, 팩 케이스(200)의 내부에 수납될 수 있다.Additionally, the battery pack 10 according to the present invention may further include a control module configured to control charging and discharging of the pouch-type battery cells 100. Referring to FIG. 1, this control module may include a battery management system (BMS) 500 and a battery cutoff unit 600, together with a battery cell 100 and a cell cover 300, pack It can be stored inside the case 200.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 셀 커버(300)의 개방 부분에 결합되는 엔드 플레이트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀 커버(300)는, 전극 리드가 구비된 전방 및 후방 측이 개방될 수 있다. 그리고, 이러한 셀 커버(300)의 개방 부분에 엔드 플레이트(미도시)가 결합될 수 있다. 더욱이, 엔드 플레이트(미도시)에는 벤팅을 위한 홀이나 절개부 등이 형성될 수 있다.Additionally, the battery pack 10 according to the first embodiment of the present invention may further include an end plate (not shown) coupled to the open portion of the cell cover 300. For example, the cell cover 300 may have open front and rear sides provided with electrode leads. Additionally, an end plate (not shown) may be coupled to the open portion of the cell cover 300. Furthermore, holes or cuts for venting may be formed in the end plate (not shown).

그리고, 셀 커버(300)에 복수의 배터리 셀(100)이 수용된 경우, 배터리 셀(100) 간 분리 구조가 더 포함될 수 있다.Additionally, when a plurality of battery cells 100 are accommodated in the cell cover 300, a separation structure between the battery cells 100 may be further included.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀의 단면도이고, 도 9는 도 8의 파우치형 배터리 셀의 팽창 및 수축에 따라 셀 커버의 길이가 변화하는 과정을 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩의 팩 케이스 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 11은 도 8의 변형 실시예를 도시한 도면이다.Figure 8 is a cross-sectional view of a pouch-type battery cell stored inside a battery pack according to a second embodiment of the present invention, and Figure 9 is a process in which the length of the cell cover changes according to expansion and contraction of the pouch-type battery cell of Figure 8. Figure 10 is a diagram schematically showing the pack case configuration of the battery pack according to the second embodiment of the present invention, and Figure 11 is a diagram showing a modified embodiment of Figure 8.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩(10)에서 설명한 부분과 공통되는 설명은 전술한 설명으로 대체한다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에서 설명한 내용은 전술한 제1 실시예서 적용가능한 범위에서 적용될 수 있다.Hereinafter, the operation and effect of the battery pack 10 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, descriptions that are common to those described in the battery pack 10 according to the first embodiment of the present invention are replaced with the above description. Additionally, the content described in the second embodiment of the present invention can be applied within the scope applicable to the first embodiment described above.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에서 팩 케이스(200)에는 적어도 일측에 배출홀(210)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 다수의 배출홀(210)이 팩 케이스(200)의 바닥부에 형성될 수 있다. Referring to Figure 10, in the second embodiment of the present invention, a discharge hole 210 may be formed on at least one side of the pack case 200. For example, one or multiple discharge holes 210 may be formed at the bottom of the pack case 200.

여기서, 배출홀(210)은 팩 케이스(200)를 내외측 방향으로 관통하는 형태로 형성되어 내부 공간의 가스 등이 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.Here, the discharge hole 210 may be formed to penetrate the pack case 200 in the inner and outer directions so that gas, etc. in the internal space can be discharged to the outside.

그리고, 셀 커버(300)가 다수로 구비되는 경우, 셀 커버(300)에 형성된 변형 직선부(310)는 폭 방향으로 길이 변화가 가능하게 구성된다. 여기서, 셀 커버(300)의 폭 방향의 길이 변화를 통해 배출홀(210)과의 연통 면적이 가변되도록 구성될 수 있다.In addition, when a plurality of cell covers 300 are provided, the deformed straight portion 310 formed on the cell cover 300 is configured to change length in the width direction. Here, the communication area with the discharge hole 210 may be varied by changing the length of the cell cover 300 in the width direction.

도 9에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩(10)에서 셀 커버(300) 내부에 수용된 파우치형 배터리 셀(100)의 두께 변화(파우치형 배터리 셀(100)의 팽창 및 수축에 따른 두께 변화)에 따라 셀 커버(300)의 폭 방향 길이가 변화하는 과정이 도시되어 있다.Figure 9 shows a change in the thickness of the pouch-type battery cell 100 accommodated inside the cell cover 300 in the battery pack 10 according to the second embodiment of the present invention (according to expansion and contraction of the pouch-type battery cell 100). A process in which the length of the cell cover 300 in the width direction changes depending on the thickness change is shown.

도 9를 참조하면, 3개의 배터리 셀(100)이 3개의 셀 커버(300)에 의해 각각 감싸진 상태에서 좌우 방향으로 적층된 셀 어셈블리가 도시되어 있다. Referring to FIG. 9, a cell assembly is shown in which three battery cells 100 are each surrounded by three cell covers 300 and are stacked in the left and right directions.

그리고, 도 9(a) 내지 도 9(c)는 이러한 셀 어셈블리에 대하여, 3가지 상황이 순차적으로 발생한 경우를 도시한다.And, Figures 9(a) to 9(c) show a case in which three situations occur sequentially in this cell assembly.

도 9(a) 내지 도 9(c)를 기준으로 3개의 배터리 셀(100)에 대해, 좌측에서부터 우측 방향으로 제1 셀(100a), 제2 셀(100b) 및 제3 셀(100c)이라 한다. 또한, 3개의 셀 커버(300)에 대해서는, 좌측에서부터 우측 방향으로, 제1 커버(300a), 제2 커버(300b) 및 제3 커버(300c)라 한다.9(a) to 9(c), the three battery cells 100 are, from left to right, a first cell 100a, a second cell 100b, and a third cell 100c. do. Additionally, the three cell covers 300 are referred to as a first cover 300a, a second cover 300b, and a third cover 300c from left to right.

먼저, 도 9(a)를 참조하면, 일반적이거나 정상적인 팩 상태에서 다수의 배터리 셀(100a, 100b, 100c)과, 이들을 각각 감싸는 다수의 셀 커버(300a, 300b, 300c)의 폭이 서로 균일하게 형성될 수 있다.First, referring to FIG. 9(a), in a general or normal pack state, the widths of the plurality of battery cells 100a, 100b, and 100c and the plurality of cell covers 300a, 300b, and 300c surrounding them are uniform. can be formed.

그러다가, 임의의 배터리 셀(100)에서 열 폭주(Thermal Runaway) 등이 발생하여 진행 중인 경우, 내부의 전극이 팽창할 수 있다. 예를 들어, 도 9(b)를 참조하면, 제2 셀(100b)에서 열 폭주가 발생한 상황이라 할 수 있으며, 이때 제2 셀(100b)의 두께는 증가할 수 있다. Then, if thermal runaway occurs in any of the battery cells 100 and is in progress, the internal electrodes may expand. For example, referring to FIG. 9(b), it can be said that thermal runaway has occurred in the second cell 100b, and in this case, the thickness of the second cell 100b may increase.

그리고, 이러한 배터리 셀(100)의 두께나 구획 증가로 인해 해당 배터리 셀(100)을 감싸는 셀 커버(300), 즉 제2 커버(300b)는, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 폭 방향 길이가 증가한다. 즉, 셀 커버(300, 여기서는 제2 커버(300b))는 그 폭이 커지게 된다.In addition, due to the increase in the thickness or division of the battery cell 100, the cell cover 300 surrounding the battery cell 100, that is, the second cover 300b, has a width, as shown in FIG. 9(b). The direction length increases. That is, the width of the cell cover 300 (here, the second cover 300b) becomes larger.

한편, 임의의 배터리 셀(100)에서 열 폭주 진행이 완료되면, 토출물 배출로 인해 그 두께나 구획이 초기 대비 축소될 수 있다. 예를 들어, 도 9(c)의 제2 셀(100b)을 살펴보면, 도 9(b)의 제2 셀(100b)에 비해 그 두께가 줄어들었음을 알 수 있다. 이 경우, 제2 셀(100b)은 열 폭주로 인해 두께가 증가하였다가 열 폭주가 완료되어 두께가 감소하였다고 할 수 있다. Meanwhile, when thermal runaway progresses in any battery cell 100, its thickness or section may be reduced compared to the initial level due to discharge of discharged material. For example, looking at the second cell 100b in FIG. 9(c), it can be seen that the thickness has been reduced compared to the second cell 100b in FIG. 9(b). In this case, it can be said that the thickness of the second cell 100b increased due to thermal runaway, and then decreased in thickness as thermal runaway was completed.

그리고, 도 9(c)에서 제2 셀(100b)의 두께가 감소하면 제2 셀(100b)을 감싸고 있는 제2 커버(300b)의 폭 방향 길이는 감소한다. 즉, 배터리 셀(100)의 두께 내지 크기가 감소하는 경우, 배터리 셀(100)을 감싸고 있는 셀 커버(300)의 폭 방향 길이는 감소할 수 있다. And, in FIG. 9(c), when the thickness of the second cell 100b decreases, the width direction length of the second cover 300b surrounding the second cell 100b decreases. That is, when the thickness or size of the battery cell 100 decreases, the width direction length of the cell cover 300 surrounding the battery cell 100 may decrease.

또한, 도 9(a) 및 도 9(b)를 비교하여 살펴보면, 도 9(a)의 정상적인 상태에서의 제1 셀(100a)의 두께가 도 9(b)에서는 감소하였다고 할 수 있는데, 이는, 제1 셀(100a)의 열 폭주가 진행 후 완료되었기 때문이라고 할 수 있다. In addition, comparing Figures 9(a) and 9(b), it can be said that the thickness of the first cell 100a in the normal state of Figure 9(a) has decreased in Figure 9(b), which means , It can be said that this is because the thermal runaway of the first cell 100a progressed and was completed.

이 경우, 제1 셀(100a)을 감싸는 제1 커버(300a)의 폭은 감소할 수 있다. 특히, 도 9(b)를 참조하면, 제1 커버(300a)는 제2 커버(300b)의 폭이 증가함으로 인해 그 폭이 감소할 수 있다. In this case, the width of the first cover 300a surrounding the first cell 100a may be reduced. In particular, referring to FIG. 9(b), the width of the first cover 300a may decrease as the width of the second cover 300b increases.

즉, 도 9(b)에서 제2 커버(300b)의 폭의 증가로 인해 제1 커버(300a)는 우측에서 좌측 방향으로 압력을 받고, 열 폭주의 완료를 통해 제1 셀(100a)의 두께가 감소하였기 때문에 제1 셀(100a)의 두께의 감소만큼 제1 커버(300a) 내부에는 공간이 확보되며, 이에 따라, 제1 커버(300a)의 폭이 감소될 수 있다.That is, in FIG. 9(b), due to an increase in the width of the second cover 300b, the first cover 300a is pressured from right to left, and the thickness of the first cell 100a decreases through completion of thermal runaway. Since is decreased, space is secured inside the first cover 300a by a decrease in the thickness of the first cell 100a, and accordingly, the width of the first cover 300a can be reduced.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 내부에 수용된 배터리 셀(100)의 팽창 내지 수축에 따라 셀 커버(300)의 폭 방향 길이가 적응적으로 변화할 수 있다. 따라서, 다수의 배터리 셀(100)의 상태, 특히 열폭주 상황 등에 따라 셀 커버(300)의 형태가 적절하게 변화함으로써 전체적인 배터리 셀(100) 및 셀 커버(300)의 적층 상태가 붕괴되지 않고 안정적으로 유지될 수 있다.According to this embodiment of the present invention, the length of the cell cover 300 in the width direction can be adaptively changed according to expansion or contraction of the battery cell 100 accommodated therein. Therefore, the shape of the cell cover 300 changes appropriately according to the state of the plurality of battery cells 100, especially thermal runaway situations, so that the overall stacked state of the battery cells 100 and the cell cover 300 is stable without collapsing. can be maintained.

더욱이, 임의의 배터리 셀(100)에서 열 폭주가 발생하면 인접한 셀로 열 폭주 상태가 전파될 수 있는데, 상기 실시 구성에 의하면, 열 폭주의 전파 상황에 따라 셀 커버(300)의 폭이 순차적으로 변화함으로써, 배터리 팩(10) 전체의 형태에는 큰 변화를 일으키지 않을 수 있다.Moreover, if thermal runaway occurs in any battery cell 100, the thermal runaway state may propagate to adjacent cells. According to the above embodiment, the width of the cell cover 300 sequentially changes depending on the propagation situation of thermal runaway. By doing so, there may not be a significant change in the overall shape of the battery pack 10.

또한, 셀 커버(300)는 팩 케이스(200)의 배출홀(210)과 연통될 수 있다. 따라서, 셀 커버(300) 내부의 벤팅 가스 등은 팩 케이스(200)의 배출홀(210)을 통해 외부 공간으로 배출될 수 있다. Additionally, the cell cover 300 may communicate with the discharge hole 210 of the pack case 200. Accordingly, venting gas, etc. inside the cell cover 300 may be discharged to the external space through the discharge hole 210 of the pack case 200.

여기서, 벤팅 가스 등이 팩 케이스(200)의 외부로 적절하게 배출되도록 함으로써, 팩 케이스(200)의 내압 증가로 인한 배터리 팩(10)의 폭발을 방지하는 한편, 고온의 벤팅 가스로 인해 팩 케이스(200) 내부에 열이 축적되어 열 폭주 상황이 심화되거나 전파되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.Here, by allowing venting gas, etc. to be properly discharged to the outside of the pack case 200, an explosion of the battery pack 10 due to an increase in the internal pressure of the pack case 200 is prevented, while the high temperature venting gas causes the pack case 200 to be properly discharged. (200) As heat accumulates inside, it is possible to more effectively prevent the thermal runaway situation from worsening or spreading.

셀 커버(300)는 폭 방향의 길이 변화를 통해 팩 케이스(200)의 배출홀(210)과의 연통 면적이 가변되도록 구성될 수 있다. The cell cover 300 may be configured so that the communication area with the discharge hole 210 of the pack case 200 is variable by changing the length in the width direction.

예를 들어, 도 9(a)로부터 도 9(b)로 상태가 변화하면, 제2 커버(300b)는 그 폭이 커진다. 이때, 제2 커버(300b)는 팩 케이스(200)에 형성된 배출홀(210)과 연통되는 면적이 더 넓어질 수 있다. For example, when the state changes from Figure 9(a) to Figure 9(b), the width of the second cover 300b increases. At this time, the area of the second cover 300b communicating with the discharge hole 210 formed in the pack case 200 may be expanded.

특히, 제2 커버(300b)가 폭이 커질 때 다른 셀 커버(300), 예를 들어, 제1 커버(300a)의 폭이 작아질 수 있다. 이 경우, 제1 커버(300a)와 배출홀(210)의 연통 면적은 줄어들게 되고, 제2 커버(300b)는 제1 커버(300a)와 연통되던 배출홀(210) 부분까지 확장되어, 그 연통 면적이 증가할 수 있다.In particular, when the width of the second cover 300b increases, the width of the other cell cover 300, for example, the first cover 300a, may decrease. In this case, the communication area between the first cover (300a) and the discharge hole 210 is reduced, and the second cover (300b) extends to the portion of the discharge hole 210 that was in communication with the first cover (300a), and the communication area is reduced. Area may increase.

예를 들어, 도 9(a)에서와 같이 정상적인 상태에서 하나의 셀 커버(300)는 2개의 배출홀(210)과 연통(제1 커버(300a), 제2 커버(300b) 및 제3 커버(300c) 모두 2개의 배출홀(210)에 연통)되지만, 도 9(b)에서 제2 셀(100b)의 팽창으로 제2 커버(300b)의 폭이 증가하면 제2 커버(300b)는 3개의 배출홀(210)과 연통될 수 있다. For example, as shown in FIG. 9(a), in a normal state, one cell cover 300 has two discharge holes 210 and a communication pipe (first cover 300a, second cover 300b, and third cover). (300c) are all connected to the two discharge holes 210), but in FIG. 9(b), when the width of the second cover 300b increases due to the expansion of the second cell 100b, the second cover 300b has 3 It may be in communication with two discharge holes 210.

즉, 정상적인 상태에서 제2 커버(300b)는 2개의 배출홀(210)과 연통되었지만, 제2 셀(100b)이 팽항하는 경우 제2 커버(300b)는 3개의 배출홀(210)과 연통되므로, 연통 면적이 증가한다.That is, in a normal state, the second cover (300b) communicates with the two discharge holes (210), but when the second cell (100b) expands, the second cover (300b) communicates with the three discharge holes (210). , the communication area increases.

본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 셀 커버(300)의 내부에 수용된 배터리 셀(100)의 팽창 내지 수축에 따라 해당 셀 커버(300)와 연통되는 배출홀(210)의 개수가 변화하여 전체 연통 면적이 달라지므로, 이에 의해, 적절한 내압 제어가 가능한 효과가 있다.According to this embodiment of the present invention, the number of discharge holes 210 in communication with the cell cover 300 changes according to the expansion or contraction of the battery cell 100 accommodated inside the cell cover 300, thereby increasing the overall communication. Since the area varies, this has the effect of enabling appropriate internal pressure control.

특히, 셀 커버(300)의 내부에 수용된 배터리 셀(100)에서 열 폭주 상황이 진행하는 경우 배출홀(210)을 통해 다량의 벤팅 가스가 배출될 수 있다. 이때, 해당 셀 커버(300)와 배출홀(210)의 연통 면적이 증가하므로, 이에 의해 셀 커버(300)의 내압이 지나치게 증가하는 것을 억제할 수 있다. In particular, when thermal runaway occurs in the battery cell 100 accommodated inside the cell cover 300, a large amount of venting gas may be discharged through the discharge hole 210. At this time, since the communication area between the cell cover 300 and the discharge hole 210 increases, excessive increase in internal pressure of the cell cover 300 can be suppressed.

또한, 열 폭주가 이미 완료된 배터리 셀(100)의 경우 벤팅 가스의 배출량은 많지 않을 것이므로, 해당 배터리 셀(100)이 수용된 셀 커버(300)와 배출홀(210)의 연통 면적이 감소하여 상황에 따라 적응적으로 효율적인 배출 구조가 구현될 수 있다. In addition, in the case of a battery cell 100 in which thermal runaway has already been completed, the emission of venting gas will not be large, so the communication area between the cell cover 300 and the discharge hole 210 where the battery cell 100 is accommodated is reduced, thereby reducing the situation. Accordingly, an adaptively efficient emission structure can be implemented.

더욱이, 본 발명의 상기 실시 구성에서, 배출홀(210)은 병렬적으로 사용될 수 있다. 즉, 셀 커버(300)는 폭 변화를 통해 상황에 따라 다른 셀 커버(300)와 연통된 배출홀(210)을 사용하도록 구성될 수 있다.Moreover, in the above implementation configuration of the present invention, the discharge holes 210 can be used in parallel. That is, the cell cover 300 may be configured to use the discharge hole 210 in communication with another cell cover 300 depending on the situation by changing the width.

여기서, 팩 케이스(200)의 배출홀(210)은 다수의 셀 커버(300)의 배치 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 내부에 배터리 셀(100)을 수용하는 다수의 셀 커버(300)가 좌우 방향으로 나란하게 배치된 경우 팩 케이스(200)의 배출홀(210)은 좌우 방향으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다. Here, the discharge hole 210 of the pack case 200 may be formed long along the direction in which the plurality of cell covers 300 are placed. For example, when a plurality of cell covers 300 accommodating battery cells 100 are arranged side by side in the left and right directions, the discharge hole 210 of the pack case 200 is elongated in the left and right directions. can be formed.

또는, 도 10을 참조하면, 예를 들어, 배출홀(210)은 다수의 셀 커버(300)의 배치 방향을 따라 다수 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기와 같은 실시 구성에서, 팩 케이스(200)의 배출홀(210)은 좌우 방향으로 다수 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 배출홀(210)의 개수, 배치 및 형상은 다양할 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 10 , for example, a plurality of discharge holes 210 may be formed along the arrangement direction of the plurality of cell covers 300. For example, in the above configuration, a plurality of discharge holes 210 of the pack case 200 may be formed in the left and right directions. However, it is not limited to this, and the number, arrangement, and shape of the discharge holes 210 may vary.

도 8을 참조하면, 셀 커버(300)는 상측 커버부가 주름진 형태로 구성될 수 있다. 특히, 셀 커버(300)는 2개의 측면이 평평한 플레이트 형상으로로 형성되고, 1개의 상측이 주름 가공된 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 8, the cell cover 300 may have a wrinkled upper cover portion. In particular, the cell cover 300 may be formed in a plate shape with two flat sides and a corrugated upper side.

도 8의 변형 실시예로 도 11을 참조하면, 변형 직선부(310)는 셀 커버(300)의 상측에 형성되며, 트라이앵글 형상으로 접혀진 트라이앵글부(319)가 형성될 수 있다. 즉, 셀 커버(300)의 상측은 다수의 삼각 형상을 가지도록 폴딩된 형태로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 11 as a modified example of FIG. 8, the modified straight portion 310 is formed on the upper side of the cell cover 300, and a triangle portion 319 folded into a triangle shape may be formed. That is, the upper side of the cell cover 300 may be formed in a folded form to have multiple triangular shapes.

전술한 바와 같이, 이러한 실시 구성에 의해, 내부 배터리 셀(100)의 열 폭주 상황 등에서 폭 방향 길이 변화가 보다 용이하게 구현될 수 있다. 여기서, 셀 커버(300)의 상측과 2개의 측면은 두께가 다르게 구성될 수 있다. 특히, 상측은 2개의 측면보다 얇게 형성될 수 있다.As described above, with this implementation configuration, a change in length in the width direction can be more easily implemented in a thermal runaway situation of the internal battery cell 100, etc. Here, the top and two sides of the cell cover 300 may have different thicknesses. In particular, the upper side may be formed to be thinner than the two side sides.

또한, 셀 커버(300)는 벤팅 가스가 하부 방향으로 배출되도록 구성될 수 있다. 특히, 셀 커버(300)는, n-fin 형태로서 내부에 수용된 배터리 셀(100)을 기준으로, 상부와 좌우 측면은 폐쇄된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 셀 커버(300)는 내부에 존재하는 벤팅 가스가 하부 방향으로 배출되도록 구성될 수 있다.Additionally, the cell cover 300 may be configured to discharge venting gas downward. In particular, the cell cover 300 may be in the form of an n-fin, with the top and left and right sides closed based on the battery cell 100 accommodated therein. At this time, the cell cover 300 may be configured so that the venting gas present inside is discharged downward.

전술한 바와 같이 팩 케이스(200)의 바닥부에는 배출홀(210)이 형성될 수 있다. 그리고, 팩 케이스(200)의 배출홀(210)은 셀 커버(300)의 내부 공간과 연통될 수 있으므로, 셀 커버(300) 내부의 배터리 셀(100)로부터 발생된 벤팅 가스는 배출홀(210)을 통해 외부로 배출될 수 있다. As described above, a discharge hole 210 may be formed in the bottom of the pack case 200. In addition, since the discharge hole 210 of the pack case 200 may communicate with the internal space of the cell cover 300, the venting gas generated from the battery cell 100 inside the cell cover 300 is discharged through the discharge hole 210. ) can be discharged to the outside.

즉, 팩 케이스(200)의 바닥부에는 셀 커버(300)와 배터리 셀(100)이 안착되는데, 배터리 셀(100)로부터 배출된 벤팅 가스는 셀 커버(300)에 의해 상측 및 측면 방향으로의 배출이 차단된다. 그리고, 벤팅 가스는 팩 케이스(200)의 배출홀(210)을 통해 하부 방향으로만 배출될 수 있다.That is, the cell cover 300 and the battery cell 100 are seated on the bottom of the pack case 200, and the venting gas discharged from the battery cell 100 is directed upward and to the side by the cell cover 300. Exhaust is blocked. Additionally, the venting gas can be discharged only downward through the discharge hole 210 of the pack case 200.

이와 같은 실시 구성의 경우, 셀 커버(300) 및 팩 케이스(200)를 통해 디렉셔널 벤팅(directional venting), 즉, 미리 설정된 방향으로 벤팅되는 것이 가능해지는 효과가 있다. 더욱이, 본 발명의 실시 구성에 의하면, 셀 커버(300)에 의한 디렉셔널 벤팅과 함께 신속하면서 원활한 가스 배출로 내압 해소 효과가 효율적으로 달성될 수 있다.In the case of such an implementation configuration, there is an effect of enabling directional venting, that is, venting in a preset direction, through the cell cover 300 and the pack case 200. Moreover, according to the implementation configuration of the present invention, the internal pressure relief effect can be efficiently achieved through rapid and smooth gas discharge along with directional venting by the cell cover 300.

그리고, 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은 써멀 배리어(800)를 포함할 수 있다. 써멀 배리어(800)는 단열 재질의 패드 형태로 구성될 수 있으며, 인접하는 셀 커버(300) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 써멀 배리어(800)는 대략 2.0t 두께로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.And, referring to FIG. 9, the battery pack 10 according to the present invention may include a thermal barrier 800. The thermal barrier 800 may be configured in the form of a pad made of an insulating material and may be interposed between adjacent cell covers 300. For example, the thermal barrier 800 may be formed to have a thickness of approximately 2.0t, but is not limited thereto.

그리고, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은 다수의 셀 커버(300)와 복수의 배터리 셀(100)이 적층되어 형성된 셀 어셈블리의 적층 방향 최외곽에 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic, GFRP)과 같은 절연 내지 방지 패드를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리섬유강화플라스틱은 0.35t의 두께로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은 히팅 패드를 더 포함할 수 있다.In addition, the battery pack 10 according to the present invention is formed by stacking a plurality of cell covers 300 and a plurality of battery cells 100, and the outermost layer in the stacking direction of the cell assembly is formed of glass fiber reinforced plastic (GFRP). ) may further include an insulating or prevention pad such as. For example, glass fiber reinforced plastic may be formed to a thickness of 0.35t, but is not limited thereto. Additionally, the battery pack 10 according to the present invention may further include a heating pad.

한편, 배터리 팩(10)에는 하나 이상의 배터리 모듈이 수납될 수 있다. 이때, 앞서 설명된 여러 실시예들에 설명된 구성들, 특히 배터리 셀(100)과 셀 커버(300)에 대한 내용들은 배터리 모듈에 적용될 수도 있다. Meanwhile, one or more battery modules may be stored in the battery pack 10. At this time, the configurations described in the various embodiments described above, particularly the contents of the battery cell 100 and the cell cover 300, may be applied to the battery module.

본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 모듈은, 팩 케이스(200)의 내부 공간에 하나 이상 수납되는 배터리 모듈로서, 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들과, 내부 공간에 상기 파우치형 배터리 셀(100)들을 수납하며 적어도 일측에 배출홀(210)이 형성된 모듈 케이스와, 모듈 케이스의 내부 공간에서, 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀(100)을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련되며, 폭 방향으로 길이 변화가 가능하게 구성된 다수의 셀 커버(300)를 포함할 수 있다.A battery module according to another aspect of the present invention is a battery module stored in the inner space of the pack case 200, and includes a plurality of pouch-type battery cells 100 and the pouch-type battery cells 100 in the inner space. ) and a module case having an discharge hole 210 formed on at least one side, and at least partially surrounding at least some of the plurality of pouch-type battery cells 100 in the inner space of the module case. and may include a plurality of cell covers 300 configured to change length in the width direction.

모듈 케이스의 바닥부에는 셀 커버(300) 내부의 벤팅 가스를 배출시키기 위한 배출홀(210)이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 모듈 케이스의 배출홀(210)은 모듈 케이스의 내부에 수납된 셀 커버(300)의 수납 공간과 연통되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 실시 구성에서는, 셀 커버(300)의 내부에 수납된 배터리 셀(100)로부터 벤팅 가스 등이 발생하는 경우, 발생된 벤팅 가스는 상측이나 전후방으로 배출되지 않고, 하측으로 배출될 수 있다.An exhaust hole 210 may be formed at the bottom of the module case to discharge venting gas inside the cell cover 300. Additionally, the discharge hole 210 of the module case may be configured to communicate with the storage space of the cell cover 300 stored inside the module case. In this implementation configuration, when venting gas or the like is generated from the battery cell 100 stored inside the cell cover 300, the generated venting gas may be discharged downward rather than upward or forward or backward.

특히, 셀 커버(300)는, 폭 방향의 길이 변화를 통해 모듈 케이스의 배출홀(210)과의 연통 면적이 가변되도록 구성될 수 있다. 그리고, 모듈 케이스의 배출홀(210)은 팩 케이스(200)의 배출홀(210)과 연통되도록 구성될 수 있다.In particular, the cell cover 300 may be configured so that the communication area with the discharge hole 210 of the module case is variable by changing the length in the width direction. Additionally, the discharge hole 210 of the module case may be configured to communicate with the discharge hole 210 of the pack case 200.

배터리 모듈에 포함된 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들과 셀 커버(300)의 경우, 전술한 배터리 팩(10)에 대한 설명이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.In the case of the plurality of pouch-type battery cells 100 and the cell cover 300 included in the battery module, the above-described description of the battery pack 10 may be applied in the same or similar manner, so detailed description is omitted.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 팩 내부에 수납되는 파우치형 배터리 셀과 셀 커버의 분리 사시도이고, 도 13은 도 12의 파우치형 배터리 셀과 셀 커버의 결합 단면도이며, 도 14는 도 12의 파우치형 배터리 셀과 셀 커버가 결합된 부분 사시도로 가스 배기구를 도시하고 있고, 도 15는 도 12의 파우치형 배터리 셀과 셀 커버의 결합된 측단면도로 가스의 배기 경로인 디렉셔널 벤팅부를 도시하고 있다.Figure 12 is an exploded perspective view of a pouch-type battery cell and a cell cover stored inside a battery pack according to a third embodiment of the present invention, Figure 13 is a combined cross-sectional view of the pouch-type battery cell and cell cover of Figure 12, and Figure 14 is a partial perspective view of the pouch-type battery cell and cell cover of FIG. 12 combined, showing a gas exhaust port, and FIG. 15 is a side cross-sectional view of the pouch-type battery cell of FIG. 12 combined with the cell cover, showing the directional gas exhaust path. The venting part is shown.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에서 셀 커버(300)는 파티클 포켓부(320)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 12 and 13 , in the third embodiment of the present invention, the cell cover 300 may include a particle pocket portion 320.

본 발명의 제3 실시예에서 셀 커버(300)의 양측 사이드부(315, 317)가 중심부(316)보다 돌출되게 형성될 수 있으며, 변형 직선부(310)는 양측 사이드부(315, 317)와 중심부(316)에 의해 형성된다. In the third embodiment of the present invention, the side portions 315 and 317 on both sides of the cell cover 300 may be formed to protrude more than the center portion 316, and the deformed straight portion 310 may be formed on both side portions 315 and 317. and the center 316.

그리고, 파티클 포켓부(320)는 파우치형 배터리 셀(100)로부터 이격되도록 셀 커버(300)의 변형 직선부(310)에 형성된다. 그리고, 파티클 포켓부(320)는 열적 이벤트 발생시 파우치형 배터리 셀(100)로부터 분출되는 파티클을 포집하도록 구성된다.Additionally, the particle pocket portion 320 is formed on the deformed straight portion 310 of the cell cover 300 to be spaced apart from the pouch-type battery cell 100. Additionally, the particle pocket unit 320 is configured to collect particles ejected from the pouch-type battery cell 100 when a thermal event occurs.

파티클 포켓부(320)는 셀 커버(300)의 폭 방향에 따른 양측 사이드부(315, 317)가 중심부(316)보다 상부 방향으로 더 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 셀 커버(300)의 내부에는 파우치형 배터리 셀(100)의 상측으로 미리 설정된 공간이 형성될 수 있다. The particle pocket portion 320 may be configured so that the side portions 315 and 317 on both sides along the width direction of the cell cover 300 protrude more upward than the center portion 316. By this configuration, a preset space above the pouch-type battery cell 100 may be formed inside the cell cover 300.

즉, 파티클 포켓부(320)는 셀 커버(300)의 양측 사이드부(315, 317)가 돌출되고, 돌출된 부분의 내부에 미리 설정된 공간이 형성되며, 그 공간을 통해 열적 이벤트 발생시 배터리 셀(100)에 분출되는 고온의 분진, 파티클 등을 포집하도록 구성될 수 있다. 여기서, 파티클은 배터리 셀(100) 내부의 전극에서 탈리된 활물질이나 용융된 알루미늄 입자 등을 의미할 수 있다.That is, the particle pocket portion 320 protrudes both side portions 315 and 317 of the cell cover 300, and a preset space is formed inside the protruding portion, and when a thermal event occurs through that space, the battery cell ( 100) It may be configured to collect high-temperature dust, particles, etc. emitted. Here, particles may refer to active materials or molten aluminum particles detached from electrodes inside the battery cell 100.

고온의 분진, 파티클 등은 화재의 3가지 요소인 가연물질, 점화원 및 산소 중 점화원으로 작용하기 때문에, 이것들이 셀 커버(300)의 외부에서 가연물질과 산소를 만나게 되면 착화가 발생되어 팩 케이스(200) 내부에 화염이 급속하게 번질 수 있다. High-temperature dust, particles, etc. act as ignition sources among the three elements of fire: combustibles, ignition sources, and oxygen. Therefore, when they encounter combustibles and oxygen on the outside of the cell cover 300, ignition occurs and the pack case ( 200) Flames inside can spread rapidly.

이에 따라, 고온의 분진, 파티클 등이 셀 커버(300)의 외부로 빠져 나가지 않도록 할 필요가 있다. Accordingly, it is necessary to prevent high-temperature dust, particles, etc. from escaping to the outside of the cell cover 300.

본 실시예에 따른 셀 커버(300)는 파티클 포켓부(320)를 구비하여 고온의 분진, 파티클 등을 포집할 수 있다. 이에 의하면, 임의의 파우치형 배터리 셀(100)에서 열적 이벤트가 발생하더도, 팩 케이스(200) 내부의 다른 배터리 셀(100)이나 전장 부품들로 급속하게 화염 등이 전파되는 것을 방지할 수 있다.The cell cover 300 according to this embodiment is provided with a particle pocket portion 320 and can collect high-temperature dust, particles, etc. According to this, even if a thermal event occurs in any pouch-type battery cell 100, it is possible to prevent flames from rapidly spreading to other battery cells 100 or electrical components inside the pack case 200. .

도 12에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 파티클 포켓부(320)는 셀 커버(300)의 상측에 형성될 수 있는데, 이러한 형상에 의해 셀 커버(300)의 상측은 써멀 레진(400)과의 접촉 면적이 증가할 수 있다. 이 경우, 셀 커버(300) 외부로의 열전도율이 증대될 수 있어 냉각 효율이 향상되는 효과가 있다.As shown in FIG. 12, for example, the particle pocket portion 320 may be formed on the upper side of the cell cover 300. Due to this shape, the upper side of the cell cover 300 is made of thermal resin 400 and The contact area may increase. In this case, heat conductivity to the outside of the cell cover 300 can be increased, thereby improving cooling efficiency.

즉, 도 13을 참조하면, 셀 커버(300)의 상측은 써멀 레진(400)을 통해 열용량이 큰 팩 케이스(200)와 열적으로 연결될 수 있다. 이때, 써멀 레진(400)이 셀 커버(300) 상측의 오목한 중앙 영역에 채워지므로 셀 커버(300)와 써멀 레진(400)의 상호 간 접촉 면적이 증대될 수 있다. 그리고, 이에 의해 방열 성능이 향상되는 효과가 있다.That is, referring to FIG. 13, the upper side of the cell cover 300 may be thermally connected to the pack case 200, which has a large heat capacity, through the thermal resin 400. At this time, since the thermal resin 400 fills the concave central area on the upper side of the cell cover 300, the contact area between the cell cover 300 and the thermal resin 400 can be increased. And, this has the effect of improving heat dissipation performance.

도 15를 참조하면, 파티클 포켓부(320)의 내측에는 메쉬부재(321)가 형성될 수 있다. 메쉬부재(321)는 여러 장의 다공성 금속판을 중첩한 형태로 마련되어 플레임 어레스터(flame arrester)와 같은 기능을 하도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 15, a mesh member 321 may be formed inside the particle pocket portion 320. The mesh member 321 may be provided in the form of overlapping several porous metal plates to function like a flame arrester.

이러한 구성에 의하면, 파티클 포켓부(320) 내에서 화염, 고온의 분진, 파티클 등의 이동이 더욱 제한될 수 있어 다른 배터리 셀(100)로의 화염 전파가 방지될 수 있다.According to this configuration, the movement of flame, high-temperature dust, particles, etc. within the particle pocket portion 320 can be further restricted, thereby preventing the spread of flame to other battery cells 100.

도 15를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 팩(10)에서 셀 커버(300)에는 디렉셔널 벤팅부(330)가 형성될 수 있다. 디렉셔널 벤팅부(330)는 벤팅 가스를 유도하여 미리 설정되 방향으로 배출시키도록 구성된다.Referring to FIG. 15, in the battery pack 10 according to the third embodiment of the present invention, a directional venting portion 330 may be formed in the cell cover 300. The directional venting unit 330 is configured to guide the venting gas and discharge it in a preset direction.

셀 커버(300)에 써멀 레진(400)이 결합되는 경우, 도 14에서와 같이, 셀 커버(300)에는 써멀 레진(400)이 결합된 부분과, 써멀 레진(400)이 결합되지 않은 부분이 존재한다. When the thermal resin 400 is coupled to the cell cover 300, as shown in FIG. 14, the cell cover 300 has a portion to which the thermal resin 400 is bonded and a portion to which the thermal resin 400 is not bonded. exist.

그리고, 셀 커버(300)에서 써멀 레진(400)이 결합되지 않은 부분에 가스 배기구(331)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스 배기구(331)는 셀 커버(300)의 하부에 형성될 수 있다. 또한, 파우치형 배터리 셀(100)과 셀 커버(300) 사이에 이동통로(332, 도 15 참조)가 형성될 수 있다.Additionally, a gas exhaust port 331 may be formed in a portion of the cell cover 300 to which the thermal resin 400 is not coupled. For example, the gas exhaust port 331 may be formed in the lower part of the cell cover 300. Additionally, a moving passage 332 (see FIG. 15) may be formed between the pouch-type battery cell 100 and the cell cover 300.

이 경우, 디렉셔널 벤팅부(330)는 전술한 가스 배기구(331)와 이동통로(332)를 포함하며, 도 15의 화살표를 참조하면, 파우치형 배터리 셀(100)에서 발생한 가스는 이동통로(332)를 통해 이동하여 셀 커버(300)의 하측 방향의 가스 배기구(331)를 통해 외부로 배출될 수 있다.In this case, the directional venting unit 330 includes the above-described gas exhaust port 331 and the movement passage 332. Referring to the arrow in FIG. 15, the gas generated from the pouch-type battery cell 100 flows through the movement passage ( 332) and can be discharged to the outside through the gas exhaust port 331 toward the lower side of the cell cover 300.

도 15를 참조하면, 파우치형 배터리 셀(100)에서 벤팅 가스가 발생한 경우, 벤팅 가스는 파티클 포켓부(320)를 따라 셀 커버(300)의 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다. 이때, 파티클이나 화염은 파티클 포켓부(320)에 구비된 메쉬부재(321)를 통과하지 못하게 되고, 벤팅 가스는 메쉬부재(321)를 통과하고 이동통로(332)와 가스 배기구(331)를 포함하는 디렉셔널 벤팅부(330)를 통해 배출될 수 있다. Referring to FIG. 15, when venting gas is generated in the pouch-type battery cell 100, the venting gas may move to the front or rear of the cell cover 300 along the particle pocket portion 320. At this time, particles or flames cannot pass through the mesh member 321 provided in the particle pocket portion 320, and the venting gas passes through the mesh member 321 and includes the movement passage 332 and the gas exhaust port 331. It can be discharged through the directional venting part 330.

이와 같이, 셀 커버(300)에 디렉셔널 벤팅부(330)가 형성되면, 배터리 팩(10)에 포함된 임의의 배터리 셀(100)에서 가스가 발생할 경우, 상기 가스는 인접한 다른 배터리 셀(100)로 전파되지 않고 디렉셔널 벤팅부(330)를 통해 팩 케이스(200)의 하부 방향으로 배출될 수 있다. In this way, when the directional venting portion 330 is formed on the cell cover 300, when gas is generated from any battery cell 100 included in the battery pack 10, the gas is discharged into other adjacent battery cells 100. ) and may be discharged toward the lower part of the pack case 200 through the directional venting unit 330 without propagating to the other side.

즉, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 셀 커버(300)의 노출된 측면으로 가스 내지 화염 등을 유도 후 디렉셔널 벤팅부(330)를 통해 팩 케이스(200) 외부로 배출할 수 있으므로, 이에 의해, 디렉셔널 벤팅이 용이하게 구현될 수 있다.That is, according to this embodiment of the present invention, gas or flame, etc. can be induced to the exposed side of the cell cover 300 and then discharged to the outside of the pack case 200 through the directional venting part 330. By doing this, directional venting can be easily implemented.

따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 열적 이벤트 발생 상황에서 파우치형 배터리 셀(100)들의 열 폭주 전파가 방지 내지 억제되는 효과가 있다.Accordingly, the battery pack 10 according to the third embodiment of the present invention has the effect of preventing or suppressing thermal runaway propagation of the pouch-type battery cells 100 when a thermal event occurs.

도 16은 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.Figure 16 is a diagram for explaining a vehicle including a battery pack according to each embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(20)는 전술한 각 실시예에 따른 배터리 팩(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자동차(20)는 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 각종 자동차(20)를 포함한다.The automobile 20 according to an embodiment of the present invention may include one or more battery packs 10 according to each of the above-described embodiments. Here, the vehicle 20 includes various vehicles 20 that are designed to use electricity, such as electric vehicles or hybrid vehicles.

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 the technical idea of the present invention and the description below will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims.

10 : 배터리 팩
100 : 배터리 셀 200 : 팩 케이스
210 : 배출홀 300 : 셀 커버
310 : 변형 직선부 311, 313, 315, 317 : 사이드부
312, 316 : 중심부 319 : 트라이앵글부
320 : 파티클 포켓부 321 : 메쉬부재
330 : 디렉셔널 벤팅부 331 : 가스 배기구
332 : 이동통로 400 : 써멀 레진
500 : 배터리 관리 시스템 600 : 배터리 차단 유닛
700 : 버스바 800 : 써멀 배리어
20 : 자동차10: Battery pack
100: battery cell 200: pack case
210: discharge hole 300: cell cover
310: Deformed straight part 311, 313, 315, 317: Side part
312, 316: Center 319: Triangle part
320: Particle pocket part 321: Mesh member
330: Directional venting part 331: Gas exhaust port
332: Movement passage 400: Thermal resin
500: Battery management system 600: Battery disconnection unit
700: Busbar 800: Thermal Barrier
20: car

Claims

A plurality of pouch-type battery cells;
a pack case storing the pouch-type battery cells in an internal space; and
A battery pack including a cell cover provided to at least partially surround at least some of the pouch-type battery cells among the plurality of pouch-type battery cells in an internal space of the pack case, and having a deformed straight portion formed on at least one side.

According to paragraph 1,
The battery pack, wherein the deformed straight portion is formed in a corrugated structure on the upper side of the cell cover and is configured to unfold when the pouch-type battery cell expands.

According to paragraph 2,
A battery pack characterized in that the deformed straight portion has a wave pattern shape in which side portions on both sides protrude toward the top and central portions connected to both side portions are concave toward the bottom.

According to paragraph 1,
The cell covers are provided in plural numbers,
A discharge hole is formed on at least one side of the pack case,
The deformed straight portion is configured to change length in the width direction,
A battery pack characterized in that the communication area with the discharge hole is variable by changing the length of the cell cover in the width direction.

According to paragraph 4,
A battery pack, characterized in that the discharge holes of the pack case are formed long or formed in multiple numbers along the arrangement direction of the plurality of cell covers.

According to paragraph 4,
The battery pack, wherein the deformed straight portion is formed on an upper side of the cell cover, and a triangle portion folded into a triangle shape is formed.

According to paragraph 1,
The cell cover is configured to be spaced apart from the pouch-type battery cell and includes a particle pocket portion configured to collect particles ejected from the pouch-type battery cell when a thermal event occurs.

In clause 7,
The particle pocket portion is a battery pack characterized in that both side portions along the width direction of the cell cover are configured to protrude more toward the top than the center portion.

In clause 7,
A battery pack, characterized in that a mesh member is formed inside the particle pocket portion.

In clause 7,
A battery pack characterized in that the cell cover is formed with a directional venting portion that guides venting gas and discharges it in a preset direction.

According to clause 10,
Including thermal resin coupled to the cell cover,
The cell cover has a portion to which the thermal resin is bonded and a portion to which the thermal resin is not bonded,
The directional venting part,
a gas exhaust port formed in a portion of the cell cover to which the thermal region is not coupled; and
A battery pack comprising a moving passage formed between the pouch-type battery cell and the cell cover.

According to paragraph 1,
The cell cover is a battery pack characterized in that it is configured to partially surround the pouch-type battery cell so that at least one side of the wrapped pouch-type battery cell is exposed to the outside.

According to paragraph 1,
The cell cover is a battery pack characterized in that at least one side of the wrapped pouch-type battery cell is exposed toward the bottom of the battery pack.

According to paragraph 1,
A battery pack, wherein the cell cover is directly mounted on the pack case.

A vehicle comprising a battery pack according to any one of claims 1 to 14.