KR20240012314A - 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

Abstract

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 복수의 파우치형 배터리 셀들; 내부 공간에 복수의 파우치형 배터리 셀들을 수납하는 팩 케이스; 및 팩 케이스의 내부 공간에서, 복수의 파우치형 배터리 셀들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀을 적어도 부분적으로 감싸서 지지하는 셀 커버를 포함하며, 셀 커버는 절곡된 형태로 절곡부가 형성되고, 셀 커버의 절곡부에 화염 또는 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 벤팅 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차{Battery pack and vehicle including same}

본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 셀투팩(Cell To Pack) 방식으로 제조되는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.

일반적으로, 이차전지(secondary battery)는 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 니켈 수소 배터리, 니켈 아연 배터리 등과 같이 반복적 충·방전이 가능한 배터리를 말한다. 이러한 이차전지의 충·방전 기본 단위에 해당하는 배터리 셀(battery cell)의 출력 전압은 대략 2.5V에서 4.2V 정도이다.

최근, 이차전지가 전기 차량(electric vehicle)이나 ESS(Energy Storage System) 등과 같이 높은 출력 전압과 대량의 충전 용량을 요구하는 장치들에 적용되면서, 복수의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 배터리 모듈(battery module)을 구성하고, 이와 같이 구성된 다수의 배터리 모듈들을 다시 직렬 또는 병렬로 연결하는 방식으로 제조되는 배터리 팩(battery pack)이 널리 사용되고 있다.

그러나, 기존 기술은 배터리 셀들을 박스 형태의 금속 케이스에 수용하여 배터리 모듈을 구성하고, 이러한 배터리 모듈들을 다시 배터리 팩 케이스에 수용하는 방식으로 배터리 팩을 제조하기 때문에, 전체 배터리 팩의 무게와 부피를 증가시키고 배터리 팩의 에너지 밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

또한, 배터리 팩의 에너지 밀도를 높이기 위해, 다수의 배터리 셀들을 배터리 팩의 팩 케이스에 바로 장착하는 기존의 셀투팩(Cell To Pack) 방식이 연질 케이스를 가진 파우치형 배터리 셀에 적용되는 경우, 다수의 배터리 셀을 동시에 취급하거나 적층하기 어렵고, 배터리 셀들을 팩 케이스에 장착되는 과정에서 배터리 셀들의 손상이 발생할 위험이 있다.

더욱이, 기존의 셀투팩 방식은, 다수의 배터리 셀들을 팩 케이스 내부에 공간 집약적으로 밀집시켜 배치하기 때문에, 배터리 셀의 열 폭주(thermal runaway) 시 발생하는 가스나 화염을 의도된 방향으로 배출하기 어렵고, 일부 배터리 셀에서 열 폭주가 발생하면 나머지 배터리 셀들의 연쇄적 열 폭주를 초래하는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 배터리 팩의 전체 무게와 부피를 경감시키고 배터리 팩의 에너지 밀도를 높일 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 제조 과정에서, 배터리 셀들의 취급과 장착을 용이하게 하고, 배터리 셀들의 손상을 방지하면서도, 배터리 셀 장착에 요구되는 구조체들을 간소화 및 경량화하여 제조 비용을 절감할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.

또한, 배터리 셀의 열 폭주 시 발생하는 가스나 화염을 의도된 방향으로 배출하여 연쇄적 열 폭주를 방지할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 파우치형 배터리 셀들; 내부 공간에 상기 복수의 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 감싸서 지지하는 셀 커버를 포함하며, 상기 셀 커버는 절곡된 형태로 절곡부가 형성되고, 상기 셀 커버의 상기 절곡부에 화염 또는 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 벤팅 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 벤팅 홀은 복수로 구성되고, 상기 절곡부에 형성된 복수의 상기 벤팅 홀은 직선 형태일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 벤팅 홀은 복수로 구성되고, 상기 절곡부에 형성된 복수의 상기 벤팅 홀은 미리 설정된 간격으로 이격된 점선 형태일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 복수의 상기 벤팅 홀은 나란하게 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 복수의 상기 벤팅 홀은 지그재그로 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 복수의 상기 벤팅 홀은 상기 셀 커버의 중심부로부터 양측 단부로 갈수록 복수의 상기 벤팅 홀 사이의 간격이 감소할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 복수의 상기 벤팅 홀은 상기 셀 커버의 중심부로부터 양측 단부로 갈수록 복수의 상기 벤팅 홀 사이의 간격이 증가할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 벤팅 홀은 상기 셀 커버의 일부를 관통하도록 형성된 관통홀이거나, 또는 상기 셀 커버의 일부를 절개하여 슬릿 형상으로 형성된 슬릿홀일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는 적어도 2개의 절곡부를 포함하고, 상기 벤팅 홀은 상기 2개의 절곡부 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는, 상기 복수의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀의 일 측면을 커버하는 제1 커버부; 상기 복수의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀의 타 측면을 커버하는 제2 커버부; 및 상기 제1 커버부와 상기 제2 커버부를 연결하고 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 상단 부분을 커버하는 제3 커버부를 포함하며, 상기 벤팅 홀은 상기 제1 커버부와, 상기 제2 커버부와, 상기 제3 커버부 중 둘 사이에 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 절곡부는, 상기 제1 커버부와 상기 제3 커버부 사이에 형성된 제1 절곡부; 및 상기 제2 커버부와 상기 제3 커버부 사이에 형성된 제2 절곡부를 포함하며, 상기 벤팅 홀은 상기 제1 절곡부 및 상기 제2 절곡부 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 벤팅 홀은 복수로 구성되며, 상기 제1 절곡부 및 상기 제2 절곡부 중 적어도 하나에 직선 형태로 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 복수의 상기 벤팅 홀은 미리 설정된 간격으로 이격되어 점선 형태로 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 복수의 파우치형 배터리 셀들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀은 상기 제1 커버부와 상기 제2 커버부의 내측면에 접착되어 고정될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는 상기 복수의 파우치형 배터리 셀들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀을 기립 상태로 지지하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는 내측면에 절연 코팅층을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는 일체로 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버는 스테인리스 스틸(SUS)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 셀 커버에 감싸진 배터리 셀이 복수개 구비된 형태의 배터리 어셈블리를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 배터리 어셈블리는, 상기 셀 커버가 각각 감싸진 복수의 배터리 셀이 적층된 셀 유닛; 상기 셀 유닛의 양측 단부에 각각 배치되어 상기 셀 유닛을 지지하는 한 쌍의 사이드 플레이트; 및 상기 한 쌍의 사이드 플레이트로부터 교차하는 방향으로 배치되어 상기 셀 유닛을 지지하며 상기 복수의 배터리 셀의 단자 부분을 일체로 커버하는 한 쌍의 통합형 엔드 커버를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트에 결합되는 핸들 유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 사이드 플레이트는, 상기 셀 유닛에 접촉하여 상기 셀 유닛을 지지하도록 구성된 지지부; 상기 통합형 엔드 커버에 결합되는 엔드 커버 결합부; 및 상기 핸들 유닛에 결합되는 핸들 결합부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 배터리 팩을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 배터리 팩의 전체 무게와 부피를 경감시키고 배터리 팩의 에너지 밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 제조 과정에서, 배터리 셀들의 취급과 장착을 용이하게 하고, 배터리 셀들의 손상을 방지하면서도, 배터리 셀 장착에 요구되는 구조체들을 간소화 및 경량화하여 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 배터리 셀의 열 폭주 시 발생하는 가스나 화염을 의도된 방향으로 배출하여 연쇄적 열 폭주를 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 하나의 실시예에 따른 셀 커버에 감싸진 배터리 셀의 사시도이다.
도 4는 도 3에서 셀 커버와 배터리 셀의 분리 사시도이다.
도 5 내지 도 8 각각은 도 3의 셀 커버에 감싸진 배터리 셀의 각각의 다른 실시예들을 도시한 도면이다.
도 9는 도 3의 셀 커버에 감싸진 배터리 셀의 변형 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에서 셀 커버와 배터리 셀의 분리 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 장착되는 배터리 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 12는 도 11의 배터리 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 13은 도 11의 P1 부분의 저면부를 나타낸 부분 확대도이다.
도 14는 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.

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.

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.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에서 A 부분의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 하나의 실시예에 따른 셀 커버에 감싸진 배터리 셀의 사시도이고, 도 4는 도 3에서 셀 커버와 배터리 셀의 분리 사시도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 통상 배터리 셀들은 박스 형태의 금속 케이스에 수용되어 배터리 모듈을 구성하고, 이러한 배터리 모듈들이 다시 배터리 팩의 팩 케이스에 수용되어 배터리 팩을 구성한다. 다만, 이 경우 전체 배터리 팩의 무게와 부피가 증가하고 배터리 팩의 에너지 밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 배터리 모듈의 모듈 케이스를 제거하고 배터리 셀(100)을 배터리 팩(10)의 팩 케이스(200)에 직접 수납하도록 구성된다.

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.

다만, 모듈 케이스를 사용하는 실시예를 완전히 배제하는 것은 아니며, 필요에 따라, 배터리 모듈에 구비된 모듈 케이스에 본 발명의 각 실시예의 파우치형 배터리 셀(100)이 수납되도록 구성될 수도 있다.

즉, 본 발명의 각 실시예에서의 셀 커버(300)가 결합된 파우치형 배터리 셀(100)이 구비된 배터리 모듈 역시 본 발명의 권리범위 내에 속한다.

한편, 본 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 파우치형 배터리 셀(100)들의 충방전을 제어하도록 구성된 제어 모듈을 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.

그리고, 본 명세서에서 간단하게 배터리 셀(100)이라고 기재된 경우에도 상기 배터리 셀(100)은 파우치형 배터리 셀(100)을 의미한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 파우치형 배터리 셀(100)과, 팩 케이스(200)와, 셀 커버(300)를 포함한다.

배터리 셀(100)은 파우치형 배터리 셀(100)로서 전극 조립체, 전해질 및 파우치 외장재를 포함할 수 있다. 즉, 배터리 셀(100)은 충전 및 방전의 기본 단위에 해당하는 것으로서, 연질의 금속 케이스 내부에 전극 조립체와 전해질 물질을 수납하고 해당 금속 케이스를 실링하는 방식으로 제조될 수 있다. 이 경우, 전극 조립체는 양극 전극과 음극 전극 사이에 분리막을 개재시키는 방식으로 제조될 수 있다.

또한, 배터리 셀(100)의 전단과 후단에는 전극 조립체와 전기적으로 연결된 전극 리드(110)가 마련될 수 있다. 이러한 배터리 셀(100)은 파우치(pouch) 형태로 구성될 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.

팩 케이스(200)는 내부에 빈 공간이 형성되며, 이러한 내부 공간에 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들을 수납할 수 있다. 특히, 본 발명에서 파우치형 배터리 셀(100)은 팩 케이스(200)에 직접적으로 안착될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 팩 케이스(200)는 하부 프레임(210)과, 측면 프레임(220)과, 상부 커버(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 팩 케이스(200)는 플라스틱 또는 금속 재질로 제작될 수 있다. 그 밖에도, 팩 케이스(200)는 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 팩(10)의 외장재 재질을 채용할 수 있다.

하부 프레임(210)에는 복수의 배터리 셀(100)이 안착된다. 하부 프레임(210)에는 보강 프레임(240)이 형성될 수 있다. 측면 프레임(220)은 하부 프레임(210)의 가장자리로부터 상측을 향해 연장되며, 복수의 배터리 셀(100)을 수용하는 내부 공간이 형성된다. 그리고, 하부 프레임(210)에 보강 프레임(240)이 형성된 경우, 측면 프레임(220)과 보강 프레임(240)에 의해 형성된 공간에 배터리 셀(100)이 수용된다. 여기서, 배터리 셀(100)에는 셀 커버(300)가 결합되어 있다. 상부 커버(230)는 측면 프레임(220)에 결합되며, 측면 프레임(220)과 하부 프레임(210)을 커버한다. 여기서, 상부 커버(230)의 내부에는 가스가 이동할 수 있는 가스 채널(미도시)이 형성될 수도 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 셀 커버(300)는 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀(100)을 적어도 부분적으로 감싸도록 마련될 수 있다. 즉, 셀 커버(300)는 셀 커버(300)에 의해 감싸진 파우치형 배터리 셀(100)의 적어도 일측이 외부로 노출되도록 파우치형 배터리 셀(100)을 부분적으로 감싸는 형태로 구성될 수 있다.

셀 커버(300)는 파우치형 배터리 셀(100)을 세워진 상태로 지지하도록 구성될 수 있다. 일반적으로 파우치형 배터리 셀(100)은 상하 방향으로 세워진 형태로 적층시키는 것이 용이하지 않다.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 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.

또한, 셀 커버(300)는 일체로 구성될 수 있다. 이 경우, 셀 커버(300)는 판 구조의 금속 플레이트를 절곡시키는 방식으로 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(300)는 하나의 플레이트가 절곡된 형태로 형성될 수 있다. 이에 의해, 셀 커버(300)에는 절곡부(340, 도 3 참조)가 형성될 수 있다. 그리고, 화염 또는 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 벤팅 홀(350)이 셀 커버(300)의 절곡부(340)에 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 예를 들어, 벤팅 홀(350)은 복수로 형성될 수 있다. 여기서, 도 3 및 도 4는 하나의 실시예로 복수의 벤팅 홀(350)은 절곡부(340)에 직선 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 벤팅 홀(350)은 제1 절곡부(341) 및 제2 절곡부(342) 중 적어도 하나에 직선 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니면 곡선 형태나 곡선과 직선이 함께 포함된 형태로 형성될 수도 있다.

그리고, 도 3 및 도 4에서와 같이, 복수의 벤팅 홀(350)은 직선상에서 점선 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 절곡부(340)에 형성된 복수의 벤팅 홀(350)은 미리 설정된 간격으로 이격될 수 있다. 여기서, 반드시 점선 형태일 필요는 없고, 또한, 미리 설정된 간격이 동일 간격일 필요도 없다. 이와 같이, 벤팅 홀(350)이 직선 형상의 점선 형태로 형성되는 경우 굽힘이 용이해지므로 셀 커버(300)의 제작이 쉬워지는 효과가 있다.

도 3을 참조하면, 복수의 벤팅 홀(350)은 나란하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 절곡부(341)에 형성된 벤팅 홀(350)과, 제2 절곡부(342)에 형성된 벤팅 홀(350)은 도 3의 하나의 점선에 위치하여 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 절곡부(341)와 제2 절곡부(342)에 대해서는 후술한다.

도 5 내지 도 8 각각은 도 3의 셀 커버에 감싸진 배터리 셀의 각각의 다른 실시예들을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 복수의 벤팅 홀(350)은 지그재그로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 절곡부(341)에 형성된 벤팅 홀(350)과, 제2 절곡부(342)에 형성된 벤팅 홀(350)은 도 5의 서로 다른 점선에 위치하여 서로 마주보지 않도록 교대로 형성될 수 있다.

이와 같이, 복수의 벤팅 홀(350)이 지그재그로 형성되면 어느 하나의 파우치형 배터리 셀(100)에 열적 이벤트가 발생하는 경우 해당 파우치형 배터리 셀(100)로부터 화염 또는 가스가 이웃하는 다른 파우치형 배터리 셀(100)로 이동하는 것을 원천적으로 차단할 수 있다. 다만, 사출물 등의 배치 등에 따라 도 3에서와 같이 복수의 벤팅 홀(350)이 나란하게 서로 마주보도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 단열재가 적절히 배치되어 하나의 파우치형 배터리 셀(100)로부터 이웃하는 다른 파우치형 배터리 셀(100)로 화염 또는 가스가 이동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 다른 실시예로 도 6을 참조하면, 복수의 벤팅 홀(350)은 셀 커버(300)의 중심부로부터 양측 단부로 갈수록, 즉, 배터리 셀(100)의 전극 리드(110, 도 4 참조)가 배치된 부분으로 갈수록 복수의 벤팅 홀(350) 사이의 간격이 감소하도록 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(300)의 중심부보다 양측 단부에 벤팅 홀(350)이 더 많이 형성될 수 있다. 이와 같은 실시예는 사이드부를 통해 가스를 더 많이 배출하도록 구성되는 사이드부 벤팅에 유리한 장점이 있다.

그리고, 또 다른 실시예로 도 7을 참조하면, 복수의 벤팅 홀(350)은 셀 커버(300)의 중심부로부터 양측 단부로 갈수록 복수의 벤팅 홀(350) 사이의 간격이 증가하도록 구성될 수 있다. 즉, 셀 커버(300)의 양측 단부보다 중심부에 벤팅 홀(350)이 더 많이 형성될 수 있다. 이와 같은 실시예는 중심부를 통해 가스를 더 많이 배출하도록 구성되는 중심부 벤팅에 유리한 장점이 있다.

한편, 또 다른 실시예로 도 8을 참조하면, 벤팅 홀(350)은 셀 커버(300)의 일부를 절개하여 슬릿 형상으로 형성된 슬릿홀(350a)로 구성될 수 있다. 이는 도 3에서 벤팅 홀(350)이 셀 커버(300)의 일부를 관통하도록 형성된 관통홀로 구성된 실시예의 또 다른 실시예이다.

셀 커버(300)는 가공이 용이하고 내식성이 높은 스테인리스 스틸(SUS)을 포함하는 소재로 구성될 수 있다. 셀 커버(300)는 강성 확보를 위해, SUS 이외의 다양한 재질로 구성될 수 있다. 특히, 셀 커버(300)는 금속 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어 크롬(CR) 계열의 금속 재질로 구성될 수 있다. 이러한 금속 재질의 경우, 배터리 셀(100)들의 적층 상태를 보다 안정적으로 유지하며, 외부 충격으로부터 배터리 셀(100)들을 보다 안전하게 보호할 수 있다. 또한, 예로 든 바와 같이 셀 커버(300)가 SUS와 같은 스틸 재질로 이루어지는 경우, 높은 용융점으로 인해 배터리 셀(100)로부터 화염 발생 시 전체적인 구조가 안정적으로 유지될 수 있다. 특히, 스틸 재질의 경우, 알루미늄 재질에 비해 녹는점이 높으므로, 배터리 셀(100)로부터 분출된 화염에도 용융되지 않고, 그 형태가 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서, 배터리 셀(100) 간 화염 전파 방지 내지 지연 효과, 벤팅 제어 효과 등이 우수하게 확보될 수 있다.

셀 커버(300)는 내측면에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있다. 절연 코팅층(미도시)은 실리콘 수지, 폴리 아미드(Polyamide) 및 고무 중 어느 하나의 절연성 소재를 코팅, 도포 또는 부착한 것일 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 셀 커버(300)의 절연 코팅층 구성에 의하면, 최소한의 코팅 양으로 절연 코팅 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 절연 코팅층(미도시)이 셀 커버(300)의 내측면에 적용되어 있어, 배터리 셀(100)과 셀 커버(300) 간의 절연성이 강화될 수 있다.

그리고, 셀 커버(300)는 감싸진 파우치형 배터리 셀(100)의 적어도 일측이 배터리 팩(10)의 바닥면을 향하여 노출되도록 구성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀(100)을 감싸도록 구성된 셀 커버(300)가 팩 케이스(200)의 내부 공간에 수납될 수 있다.

셀 커버(300)는 다양한 개수의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 셀 커버(300)는 1개의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다. 또는, 하나의 셀 커버(300)가 2개의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수 있다. 또는, 하나의 셀 커버(300)가 3개의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수도 있다. 또는, 하나의 셀 커버(300)가 더 많은 개수의 파우치형 배터리 셀(100)을 함께 감싸도록 구성될 수도 있다.

셀 커버(300)는 적어도 2개의 절곡부(340)를 포함할 수 있고, 벤팅 홀(350)은 2개의 절곡부(340) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하여 예를 들어 설명하면, 셀 커버(300)는 제1 커버부(310)와, 제2 커버부(320)와, 제3 커버부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 커버부(310)는 복수의 배터리 셀(100)들 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)의 일 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 제1 커버부(310)는 제3 커버부(330)의 일단으로부터 하부 방향으로 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 커버부(310)는 제3 커버부(330)의 좌측 단부에서 하부 방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제1 커버부(310)는 내부에 수용된 배터리 셀(100)의 넓은 면을 감싸도록 구성될 수 있다.

제2 커버부(320)는 복수의 배터리 셀(100)들 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)의 타 측면을 커버하도록 구성될 수 있다. 제2 커버부(320)는 제1 커버부(310)로부터 수평 방향으로 이격되게 위치할 수 있다. 그리고, 제2 커버부(320)는 제3 커버부(330)의 타단으로부터 하부 방향으로 연장되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 커버부(320)는 제3 커버부(330)의 우측 단부에서 하부 방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 그리고 제2 커버부(320)는 내부에 수용된 배터리 셀(100)의 넓은 면을 감싸도록 구성될 수 있다.

제3 커버부(330)는 제1 커버부(310)와 제2 커버부(320)를 연결하고 적어도 하나의 배터리 셀(100)의 상단 부분을 커버한다.

여기서, 전술한 바와 같이, 셀 커버(300)에는 절곡부(340)가 형성될 수 는데, 절곡부(340)는 제1 절곡부(341)와 제2 절곡부(342)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 절곡부(341)는 제1 커버부(310)와 제3 커버부(330) 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 커버부(330)의 일측으로부터 하측을 향하도록 직각으로 절곡하여 제1 커버부(310)가 형성될 수 있으며, 제3 커버부(330)로부터 절곡된 부분에 제1 절곡부(341)가 형성될 수 있다. 또한, 제2 절곡부(342)는 제2 커버부(320)와 제3 커버부(330) 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 커버부(330)의 타측으로부터 하측을 향하도록 직각으로 절곡하여 제2 커버부(320)가 형성될 수 있으며, 제3 커버부(330)로부터 절곡된 부분에 제2 절곡부(342)가 형성될 수 있다. 다만, 제3 커버부(330)로부터의 절곡은 반드시 직각일 필요는 없고, 직각으로의 절곡은 하나의 예시에 불과하며, 절곡의 각도는 다양할 수 있다.

여기서, 가스 또는 화염을 배출하기 위한 벤팅 홀(350)은 제1 커버부(310)와, 제2 커버부(320)와, 제3 커버부(330) 중 둘 사이에 형성될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 벤팅 홀(350)은 제1 절곡부(341) 및 제2 절곡부(342) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 즉, 벤팅 홀(350)은 제1 절곡부(341)에만 형성될 수도 있고, 또는, 제2 절곡부(342)에만 형성될 수도 있으며, 또는, 제1 절곡부(341)와 제2 절곡부(342) 모두에 형성될 수도 있다.

그리고, 복수의 파우치형 배터리 셀(100)들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀(100)은 제1 커버부(310)와 제2 커버부(320)의 내측면에 접착되어 고정될 수 있다. 접착을 위한 부재는 열전도성일 수 있다. 이러한 접착을 통하여 셀 커버(300)는 배터리 셀(100)에 견고하게 결합되며 배터리 셀(100)에서 발생되는 열을 배터리 셀(100) 외부로 배출하는 데에 도움이 될 수 있다.

도 9는 도 3의 셀 커버에 감싸진 배터리 셀의 변형 실시예를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9에서 셀 커버와 배터리 셀의 분리 사시도이다.

벤팅 홀(350)은 미리 의도된 벤팅 방향에 따라 셀 커버(300)의 다양한 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10을 참조하면, 벤팅 홀(350)이 제3 커버부(330)의 중심부에 형성될 수 있다. 여기서, 벤팅 홀(350)은 셀 커버(300)의 소정 부분에 노치를 형성하는 방식으로 형성될 수 있다. 그리고, 벤팅 홀(350)은 하나 이상으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 벤팅 홀(350)이 제3 커버부(330)의 중심부에 형성되는 경우 가스 등을 상측 방향으로 배출시킬 수 있다. 이에 의해, 배터리 셀의 열 폭주 시 발생하는 가스나 화염을 의도된 방향, 예를 들어, 다른 배터리 셀 또는 다른 배터리 모듈이 배치되지 않은 상측 방향으로 배출하여 연쇄적 열 폭주를 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기 실시 구성에서, 셀 커버(300)의 제1 커버부(310)와, 제2 커버부(320)와, 제3 커버부(330)에 의해 내부 공간이 한정될 수 있다. 그리고, 이와 같이 한정된 셀 커버(300)의 내부 공간에 하나 또는 그 이상의 배터리 셀(100)이 수용될 수 있다.

셀 커버(300)는 적어도 하나의 배터리 셀(100)의 3면을 둘러싸는 'n'자 형태, 'u'자 형태 또는 'ㄷ'자 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 도 1을 참조하면, 셀 커버(300)는 복수의 배터리 셀(100)이 상하 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 적층될 수 있도록 구성될 수 있다.

예를 들어 도 1을 참조하면, 각각의 셀 커버(300)는 하나 또는 그 이상의 배터리 셀(100)을 감싸는 형태로 구성되고, 셀 커버(300)에 각각 둘러싸인 복수의 배터리 셀(100)이 도 1의 Y축 방향으로 상호 적층될 수 있다. 이 경우, 셀 커버(300)에 의해, 복수의 배터리 셀(100)이 각각 세워진 상태에서 Y축 방향으로 나란하게 적층된 구성이 안정적으로 유지될 수 있다.

또한, 셀 커버(300)는 적어도 하나의 배터리 셀(100)의 3면을 둘러싸도록 함으로써, 각 셀 커버(300)로 감싸지지 않는 측면에 버스바나 각 유닛의 단자를 쉽게 위치시킬 수 있다.

파우치형 배터리 셀(100)과 같은 배터리 셀(100)은 대략 6면체로 형성된다고 할 수도 있다. 그리고, 6면 중 2개의 면에 전극 리드(110, 도 4 참조), 즉, 음극 리드와 양극 리드가 각각 형성될 수 있다. 그리고, 셀 커버(300)는 6면의 배터리 셀(100)에서 전극 리드가 형성된 2면을 제외한 나머지 4면 중 3면의 적어도 일부를 감싸도록 마련된다.

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 셀 커버(300)에는 버스바 프레임(120)이 결합될 수 있다. 셀 커버(300)에 의해 커버되는 적어도 하나의 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)와 전기적으로 연결되는 버스바를 지지하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 버스바 프레임(120)은 버스바와 전기적으로 연결되는 터미널을 구비할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 장착되는 배터리 어셈블리를 도시한 도면이고, 도 12는 도 11의 배터리 어셈블리의 분해 사시도이며, 도 13은 도 11의 P1 부분의 저면부를 나타낸 부분 확대도이다. 도 11 내지 도 13은 도 1의 배터리 셀의 변형 실시예이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 배터리 팩(10)은 셀 커버(300)에 감싸진 배터리 셀(100)이 복수개 구비된 형태의 배터리 어셈블리(400)를 포함할 수 있다.

여기서, 배터리 어셈블리(400)는 셀 유닛(410)과, 한 쌍의 사이드 플레이트(420)와, 한 쌍의 통합형 엔드 커버(430)를 포함하며, 실시예에 따라서는 한 쌍의 사이드 플레이트(420)에 결합되는 핸들 유닛(440)을 더 포함할 수 있다.

셀 유닛(410)은 셀 커버(300)가 각각 감싸진 복수의 배터리 셀(100)이 적층된다. 여기서, 셀 커버(300)와 배터리 셀(100)에 관한 내용은 전술한 바와 공통되므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 도 11 및 도 12를 참조하면, 한 쌍의 사이드 플레이트(420)는 복수의 셀 유닛(410)의 폭 방향(도 11의 Y축 방향) 양측 단부에 각각 배치되어, 복수의 셀 유닛(410)을 지지하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 한 쌍의 사이드 플레이트(420) 중 적어도 하나의 사이드 플레이트(420)는 지지부(421), 엔드 커버 결합부(422) 및 핸들 결합부(423)를 포함할 수 있다.

지지부(421)는 복수의 셀 유닛(410)의 폭 방향의 일 측면 또는 타 측면에 접촉하여, 복수의 셀 유닛(410)을 지지하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 지지부(421)는 판 구조로 구성될 수 있다.

엔드 커버 결합부(422)는 지지부(421)의 양측 단부에서 사이드 방향(도 11의 X축 방향)으로 연장되어 통합형 엔드 커버(430)의 사이드 방향 일측 단부와 결합하도록 구성될 수 있다.

핸들 결합부(423)는 지지부(421)의 예를 들어 상측 단부에서 상측 방향(도 11의 Z축 방향)으로 연장되어 복수의 핸들 유닛(440) 중 적어도 하나의 핸들 유닛(440)과 결합하도록 구성될 수 있다. 여기서, 핸들 결합부(423)는 적어도 하나의 핸들 유닛(440)과의 결합과 분리가 가능하도록 구성될 수 있다.

한 쌍의 사이드 플레이트(420)는 통합형 엔드 커버(430)와 함께 복수의 셀 유닛(410)을 블록화 또는 그룹화하면서, 복수의 셀 유닛(410)에 가해지는 압력을 셀 유닛(410) 전체에 균등하게 분배할 수 있다. 또한, 한 쌍의 사이드 플레이트(420)는 알루미늄을 포함하는 금속 소재로 구성되거나, 인서트 몰딩(insert molding)을 통해 알루미늄과 고분자 합성수지를 조합한 소재로 구성될 수 있다.

한 쌍의 통합형 엔드 커버(430)는 한 쌍의 사이드 플레이트(420)로부터 교차하는 방향으로 배치되어 셀 유닛(410)을 지지한다. 예를 들어, 복수의 셀 유닛(410)의 길이 방향(도 11의 X축 방향)의 양측 단부에 각각 배치되어 복수의 셀 유닛(410)을 지지한다. 그리고, 복수의 셀 유닛(410)에 포함된 배터리 셀(100)들의 단자 부분을 일체로 커버하도록 구성될 수 있다.

즉, 도 12를 참조하면, 각각의 통합형 엔드 커버(430)는 그 사이드 방향의 일 단이 한 쌍의 사이드 플레이트(420) 중 하나인 제1 사이드 플레이트(420a)에 결합되고, 그 사이드 방향의 타 단이 한 쌍의 사이드 플레이트(420) 중 다른 하나인 제2 사이드 플레이트(420b)에 결합되어, 복수의 셀 유닛(410)에 포함된 배터리 셀(100)들의 단자 부분들을 일체로 커버하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 통합형 엔드 커버(430)는 복수의 셀 유닛(410)에 각각 대응하는 위치마다 벤트 홀(434)을 구비할 수 있다. 이러한 통합형 엔드 커버(430)는 알루미늄을 포함하는 금속 소재 또는 고분자 합성수지로 구성되거나, 인서트 몰딩을 통해 알루미늄을 포함하는 금속 소재와 고분자 합성수지를 조합한 소재로 구성될 수 있다.

배터리 어셈블리(400)는 이러한 통합형 엔드 커버(430)가 적용됨으로써, 셀 유닛(410)별로 적용되어 해당 셀 유닛(410)에 포함된 배터리 셀(100)의 단자 또는 버스바 부분을 커버하는 개별 엔드 커버들을 생략할 수 있으며, 제조 공정을 간소화할 수 있다.

핸들 유닛(440)은 배터리 어셈블리(400)를 운반하는 운반자에 의해 파지되거나 배터리 어셈블리(400)를 리프팅 또는 이송하는 소정 이송 장치와 연결되도록 구성될 수 있다.

여기서, 핸들 유닛(440)은 한 쌍의 사이드 플레이트(420)에 분리 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 핸들 유닛(440)은 소정 강도를 가진 금속 소재, 고분자 합성수지, 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.

상술한 배터리 어셈블리(400)는 적층되는 셀 유닛(410)의 개수를 증가시키는 방식으로 스케일의 확장이 가능하다.

도 12에 상세히 나타낸 바와 같이, 배터리 어셈블리(400)의 한 쌍의 사이드 플레이트(420)와 한 쌍의 통합형 엔드 커버(430)는 상호 결합하여 복수의 셀 유닛(410)을 블록화 내지 그룹화할 수 있다. 이를 위해, 통합형 엔드 커버(430)는 단자 커버부(431), 제1 결합부(432) 및 제2 결합부(433)를 포함할 수 있다.

단자 커버부(431)는 복수의 셀 유닛(410)에 포함된 배터리 셀(100)들의 단자 부분들(전극 리드 부분들)을 일체로 커버하도록 구성될 수 있다. 이러한 단자 커버부(431)는 각각의 셀 유닛(410)에 대응하는 위치마다 벤트 홀(434)을 구비할 수 있다.

제1 결합부(432)는 단자 커버부(431)에서 제1 사이드 플레이트(420a) 측으로 연장되어 제1 사이드 플레이트(420a)의 엔드 커버 결합부(422)와 결합되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 결합부(432)와 엔드 커버 결합부(422)는 볼트나 리벳 등과 같은 체결 부재에 의해 결합될 수 있다.

제2 결합부(433)는 단자 커버부(431)에서 제2 사이드 플레이트(420b) 측으로 연장되어 제2 사이드 플레이트(420b)의 엔드 커버 결합부(422)와 결합되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 결합부(433)와 엔드 커버 결합부(422)는 볼트나 리벳 등과 같은 체결 부재에 의해 결합될 수 있다.

한편, 핸들 유닛(440)은 대응하는 사이드 플레이트(420)의 핸들 결합부(423)에, 결합과 분리가 가능한 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 통합형 엔드 커버(430)의 제1 결합부(432)는 제1 사이드 플레이트(420a)의 엔드 커버 결합부(422)와 체결 부재(700)를 통해 결합될 수 있다.

또한, 통합형 엔드 커버(430)는 셀 유닛 지지부(435)를 포함할 수 있다. 셀 유닛 지지부(435)는 벤트 홀(434)이 마련된 단자 커버부(431)에서 복수의 셀 유닛(410)의 저면으로 연장되어 복수의 셀 유닛(410)을 지지하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 셀 유닛 지지부(435)는 복수의 셀 유닛(410)에 구비된 버스바 프레임(120)들의 하단을 지지하도록 구성될 수 있다.

이처럼, 각각 적어도 하나의 배터리 셀(100)을 포함하는 셀 유닛(410)들이, 한 쌍의 사이드 플레이트(420)와 통합형 엔드 커버(430)에 블록화되어 고정됨으로써, 배터리 팩(10)에 장착되는 배터리 셀(100)들의 취급과 장착을 용이하게 하면서도, 배터리 셀(100) 장착에 요구되는 구조체들을 간소화 및 경량화하고, 제조 비용을 절감할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다수의 배터리 셀(100)들이 별도의 모듈 케이스에 수용되어 배터리 팩(10)의 팩 케이스(200)에 장착되는 것이 아니라, 간소화된 구조의 셀 커버(300)에 의해 부분적으로만 커버되며 상기 팩 케이스(200)에 직접 장착됨으로써, 전체 배터리 팩(10)의 무게와 부피를 감소시키고 배터리 팩(10)의 에너지 밀도를 높이면서도, 다수의 배터리 셀(100)들을 케이스에 직접 장착하고 사용하는 과정에서 발생하는 배터리 셀(100)들의 손상을 방지하고, 배터리 셀(100)의 스웰링(swelling) 제어와 가스 벤팅 경로의 설계를 용이하게 할 수 있다.

또한, 셀 커버(300)의 절곡 부분을 따라 복수의 벤팅 홀(350)이 형성됨으로써, 셀 커버(300)를 제조하는 판금 공정과 셀 커버(300)에 배터리 셀(100)들을 삽입하는 조립 공정을 용이하게 함은 물론, 배터리 셀(100)에서 배출되는 가스의 벤팅 통로를 확보할 수 있다.

또한, 각각 적어도 하나의 배터리 셀(100)을 포함하는 셀 유닛(410)들이, 한 쌍의 사이드 플레이트(420)와 통합형 엔드 커버(430)에 블록화되어 고정됨으로써, 배터리 팩(10)에 장착되는 배터리 셀(100)들의 취급과 장착을 용이하게 하면서도, 배터리 셀(100) 장착에 요구되는 구조체들을 간소화 및 경량화하고 제조 비용을 절감할 수 있다.

나아가, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 자명하게 이해할 수 있을 것이다.

도 14는 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.

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.

본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

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. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 배터리 팩
100 : 배터리 셀 200 : 팩 케이스
210 : 하부 프레임 220 : 측면 프레임
230 : 상부 커버 240 : 보강 프레임
300 : 셀 커버 310 : 제1 커버부
320 : 제2 커버부 330 : 제3 커버부
340 : 절곡부 341 : 제1 절곡부
342 : 제2 절곡부 350 : 벤팅 홀
400 : 배터리 어셈블리 410 : 셀 유닛
420 : 사이드 플레이트 421 : 지지부
422 : 엔드 커버 결합부 423 : 핸들 결합부
430 : 통합형 엔드 커버 440 : 핸들 유닛
500 : 배터리 관리 시스템 600 : 배터리 차단 유닛
20 : 자동차

Claims (21)

1. 복수의 파우치형 배터리 셀들;
   내부 공간에 상기 복수의 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 감싸서 지지하는 셀 커버를 포함하며,
   상기 셀 커버는 절곡된 형태로 절곡부가 형성되고, 상기 셀 커버의 상기 절곡부에 화염 또는 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 벤팅 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 제1항에 있어서,
   상기 벤팅 홀은 복수로 구성되고,
   상기 절곡부에 형성된 복수의 상기 벤팅 홀은 직선 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제1항에 있어서,
   상기 벤팅 홀은 복수로 구성되고,
   상기 절곡부에 형성된 복수의 상기 벤팅 홀은 미리 설정된 간격으로 이격된 점선 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제3항에 있어서,
   복수의 상기 벤팅 홀은 나란하게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제3항에 있어서,
   복수의 상기 벤팅 홀은 지그재그로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. 제3항에 있어서,
   복수의 상기 벤팅 홀은 상기 셀 커버의 중심부로부터 양측 단부로 갈수록 복수의 상기 벤팅 홀 사이의 간격이 감소하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제3항에 있어서,
   복수의 상기 벤팅 홀은 상기 셀 커버의 중심부로부터 양측 단부로 갈수록 복수의 상기 벤팅 홀 사이의 간격이 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. 제1항에 있어서,
   상기 벤팅 홀은 상기 셀 커버의 일부를 관통하도록 형성된 관통홀이거나, 또는 상기 셀 커버의 일부를 절개하여 슬릿 형상으로 형성된 슬릿홀인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제1항에 있어서,
   상기 셀 커버는 적어도 2개의 절곡부를 포함하고,
   상기 벤팅 홀은 상기 2개의 절곡부 중 적어도 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
10. 제9항에 있어서,
    상기 셀 커버는,
    상기 복수의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀의 일 측면을 커버하는 제1 커버부;
    상기 복수의 배터리 셀들 중 적어도 하나의 배터리 셀의 타 측면을 커버하는 제2 커버부; 및
    상기 제1 커버부와 상기 제2 커버부를 연결하고 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 상단 부분을 커버하는 제3 커버부를 포함하며,
    상기 벤팅 홀은 상기 제1 커버부와, 상기 제2 커버부와, 상기 제3 커버부 중 둘 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
11. 제10항에 있어서,
    상기 절곡부는,
    상기 제1 커버부와 상기 제3 커버부 사이에 형성된 제1 절곡부; 및
    상기 제2 커버부와 상기 제3 커버부 사이에 형성된 제2 절곡부를 포함하며,
    상기 벤팅 홀은 상기 제1 절곡부 및 상기 제2 절곡부 중 적어도 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 파우치형 배터리 셀들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀은 상기 제1 커버부와 상기 제2 커버부의 내측면에 접착되어 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
13. 제1항에 있어서,
    상기 셀 커버는 상기 복수의 파우치형 배터리 셀들 중 적어도 일부 파우치형 배터리 셀을 기립 상태로 지지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
14. 제1항에 있어서,
    상기 셀 커버는 내측면에 절연 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
15. 제1항에 있어서,
    상기 셀 커버는 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
16. 제1항에 있어서,
    상기 셀 커버는 스테인리스 스틸(SUS)을 포함하는 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
17. 제1항에 있어서,
    상기 셀 커버에 감싸진 배터리 셀이 복수개 구비된 형태의 배터리 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
18. 제17항에 있어서,
    상기 배터리 어셈블리는,
    상기 셀 커버가 각각 감싸진 복수의 배터리 셀이 적층된 셀 유닛;
    상기 셀 유닛의 양측 단부에 각각 배치되어 상기 셀 유닛을 지지하는 한 쌍의 사이드 플레이트; 및
    상기 한 쌍의 사이드 플레이트로부터 교차하는 방향으로 배치되어 상기 셀 유닛을 지지하며 상기 복수의 배터리 셀의 단자 부분을 일체로 커버하는 한 쌍의 통합형 엔드 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
19. 제18항에 있어서,
    상기 한 쌍의 사이드 플레이트에 결합되는 핸들 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
20. 제19항에 있어서,
    상기 사이드 플레이트는,
    상기 셀 유닛에 접촉하여 상기 셀 유닛을 지지하도록 구성된 지지부;
    상기 통합형 엔드 커버에 결합되는 엔드 커버 결합부; 및
    상기 핸들 유닛에 결합되는 핸들 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
    

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