KR20240058629A

KR20240058629A - 배터리 팩

Info

Publication number: KR20240058629A
Application number: KR1020220139552A
Authority: KR
Inventors: 이수항; 김용일
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2024-05-03
Also published as: WO2024090967A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은, 하우징; 상기 하우징 내에 수용되는 적어도 하나의 전지 모듈; 상기 전지 모듈에서 발생한 가스가 배출되도록 상기 하우징에 구비되는 벤팅부; 상기 가스의 유동 방향에 대해 상기 벤팅부의 전방에 배치되는 필터; 상기 필터에 쌓인 이물질을 제거하는 스크래퍼; 및 상기 가스의 유동에 의해 동작하며 상기 스크래퍼를 왕복 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}

본 발명은, 내부의 가스를 배출 가능한 배터리 팩에 관한 것이다.

충방전이 가능한 이차전지는 전지셀의 교체가 불필요하기 때문에 내장형 전지셀로 사용하기에 적절하며, 이차전지의 안정성 향상과 용량 증가가 빠르게 이루어지고 있는 바, 다양한 디바이스에 적용되고 있다.

예를 들어, 이차전지는, 다기능 소형 제품인 와이어리스 모바일 기기(wireless mobile device) 또는 신체에 착용하는 웨어러블 기기(wearable device)의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 대기오염을 유발하는 기존의 가솔린 차량 및 디젤 차량에 대한 대안으로 제시되는 전기자동차와 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원이나 전력저장장치(ESS)로도 사용되고 있다.

특히, 이차 전지를 대용량 및 고출력의 에너지원으로 사용하기 위해, 복수개의 전지 셀을 포함하는 전지 모듈이나, 상기 전지 모듈을 복수개 포함하는 전지팩이 사용되고 있다. 이와 같이, 이차 전지가 대용량 및 고출력의 에너지원으로 사용됨에 따라 이차전지의 안전성을 확보하는 문제가 중요한 관심 대상이 되고 있다.

종래에는 이차 전지의 장기간 사용 시 온도에 의해 급격히 수명이 단축되는 것을 방지하기 위한 관점에서, 이차 전지의 사용 환경에 따른 발열량과 신뢰성 있는 사용 온도를 기준으로 냉각 시스템을 설계하였다. 그러나, 전지 모듈이나 전지팩에 포함된 일 전지셀이 이상 발열 등으로 인해 임계 온도를 넘어서게 되면 열 폭주(Thermal Runaway, TR)가 발생하고, 주변의 전지셀들로 열 전파(Thermal Propagation, TP)가 발생할 수 있다. 이로 인해 발화 등 안전성 문제가 발생할 수 있다.

전지셀의 발화 시 발생하는 많은 양의 가스에 의해 배터리 팩의 내압이 과도하게 증가하는 것을 방지하기 위해, 배터리 팩에는 가스가 외부로 배출되는 벤팅부가 구비된다. 그리고, 이러한 벤팅부에는, 화염이 배터리 팩의 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해, 발화 가능한 입자나 스파크를 필터링하는 필터가 구비됨이 일반적이다.

다만, 전지셀의 발화가 지속될 경우, 상기 필터가 많은 양의 입자들에 의해 막힐 우려가 있고, 그로 인해 가스 분출이 원활하게 이뤄지지 않을 우려가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 필터에 쌓인 이물질을 방지하는 스크래퍼가 가스의 유동에 의해 왕복 이동함으로써, 상기 필터가 막히는 것을 방지하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.

상기 구동부는, 상기 스크래퍼를 상기 배터리 팩의 전장 방향, 전폭 방향 또는 높이 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 필터에는, 상기 스크래퍼의 이동 방향과 나란하게 연장된 장공이 형성될 수 있다.

상기 배터리 팩은, 상기 하우징 내에 위치하며 상기 전지 모듈에서 발생한 가스를 상기 벤팅부로 안내하는 벤팅 유로를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징은, 상기 복수개의 전지 모듈을 수용하는 이너 하우징; 및 상기 이너 하우징을 둘러싸며 상기 벤팅부가 구비된 아우터 하우징을 포함할 수 있다. 상기 벤팅 유로는 상기 이너 하우징과 상기 아우터 하우징의 사이에 형성될 수 있다.

상기 구동부는, 상기 가스의 유동에 의해 회전하는 팬(fan); 및 상기 팬의 회전력을 상기 스크래퍼의 이동력으로 전환시키는 전환 메커니즘을 포함할 수 있다.

상기 스크래퍼는 상기 팬의 회전축과 나란한 방향으로 이동할 수 있다.

상기 전환 매커니즘은, 상기 팬의 회전축과 수직한 회전축을 중심으로 회전하는 로터; 및 상기 로터와 상기 스크래퍼를 연결하는 암을 포함할 수 있다.

상기 전환 매커니즘은, 상기 팬의 회전력을 상기 로터의 회전력으로 전달하는 기어부를 더 포함할 수 있다.

상기 암의 일 단부는 상기 로터에서 상기 로터의 회전축과 편심된 위치에 회전 가능하게 연결되고, 상기 암의 타 단부는 상기 스크래퍼에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 로터에는, 상기 로터의 회전축과 편심된 위치에 제1돌기가 돌출 형성되고, 상기 스크래퍼에는 제2돌기가 돌출 형성되며, 상기 암에는, 상기 제1돌기가 삽입되며 상기 암의 길이 방향으로 연장된 제1가이드홈; 및 상기 제2돌기가 삽입되며 상기 암의 길이 방향으로 연장된 제2가이드홈이 형성될 수 있다.

상기 스크래퍼는 상기 팬의 회전축 및 상기 로터의 회전축과 각각 수직한 방향으로 이동할 수 있다.

상기 배터리 팩은, 상기 스크래퍼의 이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.

상기 스크래퍼는, 상기 구동부와 연결되는 연결부; 상기 필터를 향해 돌출된 클리닝 부재가 구비된 본체; 및 상기 연결부와 상기 본체를 연결하고 상기 스크래퍼의 이동 방향과 나란하게 연장되며 상기 가이드부와 접촉하는 연장부를 포함할 수 있다.

상기 스크래퍼는, 상기 구동부와 연결되고 상기 스크래퍼의 이동 방향과 나란하게 연장되며 상기 가이드부와 접촉하는 연결부; 및 상기 연결부와 연결되며 상기 필터를 향해 돌출된 클리닝 부재가 구비된 본체를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가스의 유동에 의해 작동하는 구동부에 의해 스크래퍼가 왕복 이동할 수 있다. 이로써, 가스의 발생에 대응하여 필터에 쌓인 이물질을 제거할 수 있고, 가스가 필터를 통과하여 원활하게 배기될 수 있다.

또한, 별도의 에너지 소모 없이 필터를 이동시킬 수 있고, 화재 등에 의해 전지 모듈에서 가스가 발생하면 자동적으로 필터가 이동할 수 있는 이점이 있다.

또한, 구동부에 포함되는 팬의 회전수는 가스의 유속에 비례하므로 전지 모듈에서 발생하는 가스의 양이 증가할수록 스크래퍼의 이동 속도가 빨라질 수 있다. 이로써, 전지 모듈에서 발생하는 가스 및 이물질의 양이 증가하더라도 그에 비례하여 필터에 쌓이는 이물질이 더 빠르게 제거될 수 있다.

이 외에도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성들로부터 당업자가 용이하게 예측 가능한 효과들을 포함할 수 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 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 내부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부 및 스크래퍼의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부 및 스크래퍼의 모식도이다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 내부를 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은, 하우징(10) 및 하우징(10) 내에 수용된 적어도 하나, 바람직하게는 복수개의 전지 모듈(20)을 포함할 수 있다.

좀 더 상세히, 하우징(10)은, 적어도 하나의 전지 모듈(20)을 수용하는 이너 하우징(11)과, 이너 하우징(11)을 둘러싸는 아우터 하우징(12)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 아우터 하우징(12)은 하판, 아우터 둘레벽, 상판을 포함하고, 이너 하우징(11)은 아우터 하우징(12)의 하판 및 상판에 연결되는 이너 둘레벽을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

이너 하우징(11)의 내부에는 격벽(13)이 구비될 수 있다. 상기 격벽(13)은 이너 하우징(11)의 내부 공간을 복수개의 챔버로 구획할 수 있다. 각 챔버에는 전지 모듈(20)이 배치될 수 있다.

상기 격벽(13)은, 서로 교차하며 이너 하우징(11)의 내부 공간을 가로지르는 제1격벽 및 제2격벽을 포함할 수 있다. 일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 격벽(13)은 배터리 팩(1)의 전장과 나란하게 연장된 단일의 제1격벽과, 배터리 팩(1)의 전폭과 나란하게 연장된 4개의 제2격벽을 포함할 수 있다. 제1격벽 및 제2격벽 각각의 개수는, 이너 하우징(11)에 수용되는 전지 모듈(20)의 개수 및 배열에 따라 달라질 수 있다.

아우터 하우징(12)은 이너 하우징(11)을 둘러쌀 수 있다. 아우터 하우징(12)은 배터리 팩(1)의 외관을 형성할 수 있다. 하우터 하우징(12)과 이너 하우징(11)의 사이에는, 후술할 벤팅 유로(31)가 형성될 수 있다.

전지 모듈(20)은 적어도 하나, 바람직하게는 복수개가 구비될 수 있다.

각 전지 모듈(20)은, 모듈 케이스와, 상기 모듈 케이스에 수용된 복수개의 배터리 셀(미도시)을 포함할 수 있다. 전지 모듈(20)은 주지의 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.

복수개의 전지 모듈(20)은 하우징(10) 내에 소정의 배열을 이루도록 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 전지 모듈(20)은 이너 하우징(11) 내의 격벽(13)에 의해 구획된 복수개의 챔버에 각각 배치될 수 있다. 따라서, 어느 하나의 전지 모듈(20)에서 열폭주 또는 그로 인한 화재가 발생하였을 때, 화염 또는 가스가 주변의 다른 전지 모듈(20)로 전이되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수개의 전지 모듈(20) 간 열 전파(Thermal Propagation, TP)을 방지할 수 있다.

배터리 팩(1)은, 전지 모듈(20)에서 발생한 가스가 배출되도록 하우징(10)에 구비된 벤팅부(30)를 포함할 수 있다.

벤팅부(30)는 아우터 하우징(12)에 구비될 수 있다. 벤팅부(30)는 하우징(10)의 둘레면, 좀 더 상세히는 아우터 하우징(12)의 둘레면에 구비될 수 있다.

벤팅부(30)는, 복수개의 전지 모듈(20) 중 적어도 하나에서 발생한 가스를 하우징(10)의 외부로 배출시키는 구성일 수 있다. 벤팅부(30)는 하우징(10)의 내부와 외부를 연통시킬 수 있다. 벤팅부(30)의 구성은 한정되지 않는다. 예를 들어, 벤팅부(30)는 가스가 통과하는 통로나 홀을 포함할 수 있다.

벤팅부(30)는, 전지 모듈(20)에서 화재나 열폭주에 의한 가스를 외부로 배출시킴으로써, 하우징(10)의 내압이 과도하게 증가하는 것을 방지하고 하우징(10)의 구조가 붕괴되는 것을 방지할 수 있다.

배터리 팩(1)은, 하우징(10) 내에 위치하며 전지 모듈(20)에서 발생한 가스를 벤팅부(30)로 안내하는 벤팅 유로(31)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 벤팅 유로(31)는 이너 하우징(11)과 아우터 하우징(12)의 사이에 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 벤팅 유로(31)는 이너 하우징(11)의 외면과 아우터 하우징(12)의 내면 사이에 형성될 수 있다.

이너 하우징(11)에는 벤팅 유로(31)와 연통되는 복수개의 벤팅홀(14)이 형성될 수 있다. 각 벤팅홀(14)은, 각 전지 모듈(20)이 배치된 챔버와 벤팅 유로(31)를 연통시킬 수 있다. 따라서, 일 전지 모듈(20)에서 화재나 열폭주에 의한 가스가 발생하면, 상기 가스는 상기 일 전지 모듈(20)이 배치된 챔버의 벤팅홀(14)을 통해 벤팅 유로(31)로 유동될 수 있다.

배터리 팩(1)은, 가스의 유동 방향에 대해 벤팅부(30)의 전방에 배치되는 필터(40)와, 필터(40)에 쌓인 이물질을 제거하는 스크래퍼(50)와, 가스의 유동에 의해 동작하며 스크래퍼(50)를 왕복 이동시키는 구동부(60)를 포함할 수 있다.

필터(40)는, 가스의 유동 방향에 대해 벤팅부(30)의 전방에 위치할 수 있다. 즉, 하우징(10) 내의 가스는 필터(40)를 통과하여 벤팅부(30)로 배출될 수 있다. 필터(40)는 벤팅 유로(31)에 배치될 수 있다. 필터(40)는 밴팅부(30)에 연결될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

필터(40)의 구성은 한정되지 않는다. 일례로, 필터(40)는 다공성 메쉬(mesh), 다공성 멤브레인(membrane) 또는 그릴(grille) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

필터(40)는, 가스 중에 함유된 발화 가능한 입자나 스파크를 필터링할 수 있다. 따라서, 화염이 벤팅부(30)를 통해 배터리 팩(1)의 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

그런데, 전지 모듈(20)에서 장시간 가스가 발생할 경우, 필터(40)에 필터링되는 입자에 의해 필터(40)가 막힐 우려가 있다. 따라서, 이러한 우려를 방지하기 위해, 스크래퍼(50)는 필터(40)의 내측에 쌓인 이물질을 제거할 수 있다.

좀 더 상세히, 스크래퍼(50)는, 구동부(60)에 의해 왕복 이동하며, 필터(40)의 내측에 쌓이 이물질을 긁어내어 제거할 수 있다. 또한, 구동부(60)는 벤팅부(30)로 배출될 가스의 유동에 의해 동작할 수 있다. 즉, 스크래퍼(50)의 왕복 이동은, 추가적인 에너지의 투입 없이, 가스의 유동에 의해 이뤄질 수 있다.

구동부(60)는 스크래퍼(50)와 연결될 수 있다. 구동부(60)는 필터(40)의 길이 방향 또는 폭 방향에 대해 스크래퍼(50)를 왕복 이동시킬 수 있다. 좀 더 상세히, 구동부(60)는, 스크래퍼(50)를 배터리 팩(1)의 전장 방향, 전폭 방향 또는 높이 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부 및 스크래퍼의 모식도이다.

구동부(60)는, 능동적으로 작동하는 대신, 가스의 유동에 의해 수동적으로 작동할 수 있다. 즉, 구동부(60)는 가스의 유동에 의해 스크래퍼(50)를 이동시킬 수 있다. 이로써, 별도의 에너지 소모 없이 스크래퍼(50)를 이동시킬 수 있다. 또한, 평상시에는 스크래퍼(50)가 움직이지 않고, 화재 등에 의해 전지 모듈(20)에서 가스가 발생하면 자동적으로 스크래퍼(50)가 왕복 이동할 수 있는 이점이 있다.

본 실시예의 경우, 스크래퍼(50)는 수평 방향으로 이동 할 수 있다. 좀 더 상세히, 스크래퍼(50)는 배터리 팩(1)의 전장 또는 전폭 방향으로 이동할 수 있다. 더욱 상세히, 스크래퍼(50)는 팬(61)의 회전축과 나란한 방향으로 이동할 수 있다.

구동부(60)는, 가스의 유동에 의해 회전하는 팬(fan)(61)과, 팬(61)의 회전력을 스크래퍼(50)의 이동력으로 전환시키는 전환 메커니즘(62)을 포함할 수 있다.

팬(61)은 벤팅 유로(31) 내에 배치될 수 있다. 팬(61)은 벤팅 유로(31) 내의 가스의 유동에 의해 회전하도록 배치될 수 있다.

전환 메커니즘(62)은 팬(61)과 스크래퍼(50)를 연결할 수 있다. 전환 메커니즘(62)은 팬(61)의 회전력을 스크래퍼(50)의 이동력으로 전환할 수 있다.

예를 들어, 전환 메커니즘(62)은 크랭크 기구일 수 있다. 좀 더 상세히, 전환 메커니즘(62)은, 팬(61)의 회전축과 수직한 회전축을 중심으로 회전하는 로터(65)와, 로터(65)와 스크래퍼(50)를 연결하는 암(Arm)(66)을 포함할 수 있다. 전환 메커니즘(62)은, 팬(61)의 회전력을 로터(65)의 회전력으로 전달하는 기어부(63)(64)를 더 포함할 수 있다.

기어부(63)(64)는, 팬(61)과 연결되는 제1기어(63)와, 제1기어(63)와 치합되며 로터(65)와 연결되는 제2기어(64)를 포함할 수 있다. 제1기어(63) 및 제2기어(64)의 회전축은 서로 직교할 수 있다. 제1기어(63) 및 제2기어(64)는 베벨 기어일 수 있다.

제1기어(63)는 팬(61)과 함께 회전할 수 있고, 제2기어(64)는 로터(65)와 함께 회전할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 기어부(63)(64)가 추가적인 기어를 더 포함하도록 구성되는 것도 가능함은 물론이다.

로터(65)는 기어부(63)(64)를 통해 전달받은 팬(61)의 회전력에 의해 회전할 수 있다. 로터(65)의 구성은 제한되지 않는다. 일 예로, 로터(65)는 도 2에 도시된 바와 같이 원판 형상을 가질 수 있다. 다른 예로, 로터(65)는 캠(cam) 형상을 가질 수 있다.

암(66)의 일 단부는 로터(65)의 회전축을 기준으로 편심된 위치에 연결될 수 있다. 암(66)의 양 단부는 로터(65) 및 스크래퍼(50)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 암(66)의 일 단부는 로터(65)에 힌지 연결될 수 있고, 타 단부는 스크래퍼(50)에 힌지 연결될 수 있다.

이로써, 로터(65)의 회전에 따라 암(66)이 스크래퍼(50)를 밀거나 당길 수 있고, 스크래퍼(50)는 왕복 이동할 수 있다.

따라서, 가스의 유동이 발생하면 팬(61)이 회전하고 스크래퍼(50)가 왕복 이동하며 필터(40)의 내측에서 필터(40)에 쌓인 이물질들을 주기적으로 제거할 수 있다.

또한, 팬(61)의 회전수는 가스의 유속에 비례하므로, 전지 모듈(20)에서 발생하는 가스의 양이 증가할수록 스크래퍼(50)의 이동 속도가 빨라질 수 있다. 이로써, 전지 모듈(20)에서 발생하는 가스의 양이 증가하더라도 그에 대응하여 필터(40)가 완전히 막히는 것을 방지할 수 있다.

한편, 배터리 팩(1)은, 스크래퍼(50)의 이동을 가이드하는 가이드부(70)를 더 포함할 수 있다. 가이드부(70)는 스크래퍼(50)를 지지할 수 있다.

가이드부(70)는 하우징(10), 좀 더 상세히는 아우터 하우징(12)의 내면에 구비될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

가이드부(70)는, 스크래퍼(50)의 이동 방향 이외의 방향에 대해서는 스크래퍼(50)를 구속할 수 있다. 예를 들어, 구동부(60)가 스크래퍼(50)를 좌우 방향으로 이동시키는 경우, 가이드부(70)는 상하 방향 및 전후 방향에 대해 스크래퍼(50)를 구속할 수 있다.

이로써, 스크래퍼(50)의 이동이 신뢰성있게 가이드될 수 있고, 스크래퍼(50)가 필터(40)의 내측에서 왕복 이동하도록 지지될 수 있다.

한편, 필터(40)에는, 스크래퍼(50)의 이동 방향과 나란하게 연장된 장공(41)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 필터(40)에 형성된 장공(41)은 수평 방향, 즉 배터리 팩(1)의 전장 또는 전폭 방향으로 길게 형성될 수 있다.

따라서, 장공(41) 주변에 쌓이는 이물질들이 스크래퍼(50)에 의해 효과적으로 제거될 수 있다.

스크래퍼(50)는, 구동부(60)와 연결되는 연결부(51)와, 필터(40)를 향해 돌출된 클리닝부(52a)가 구비된 본체(52)를 포함할 수 있다.

연결부(51)는, 전환 매커니즘(62), 좀 더 상세히는 암(66)과 연결될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 암(66)은 연결부(51)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

본체(52)는 스크래퍼(50)의 이동 방향과 수직한 방향으로 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 스크래퍼(50)는 수평 방향으로 이동하고, 본체(52)는 수직 방향으로 길게 형성될 수 있다. 본체(52)의 길이는 그 방향에 대해 필터(40)보다 길 수 있다. 따라서 본체(52)의 왕복 이동에 의해 필터(40)에 쌓인 이물질이 전체적으로 제거될 수 있다.

본체(52)에는 필터(40)를 향해 돌출된 클리닝 부재(52a)가 구비될 수 있다. 클리닝 부재(52a)는 필터(40)와 접촉하여 필터(40)에 쌓인 이물질 등을 긁어낼 수 있다. 클리닝 부재(52a)의 구성이나 재질은 한정되지 않는다. 예를 들어, 클리닝 부재(52a)는 브러쉬로 구성되거나, 강체로 구성될 수 있다.

스크래퍼(50)는, 연결부(51)와 본체(52)를 연결하는 연장부(53)를 더 포함할 수 있다. 연장부(53)는 본체(52)의 적어도 일 단부에 연결될 수 있다.

연장부(53)는 필터(40)와 비중첩되게 위치할 수 있다. 예를 들어, 연장부(53)는 필터(40)의 상측 및 하측과 중첩되는 한 쌍이 구비될 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 본체(52)의 길이는 그 방향에 대해 필터(40)보다 길게 형성되기 때문이다.

연장부(53)는 스크래퍼(50)의 이동 방향과 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 연장부(53)는 가이드부(70)와 접촉할 수 있다. 따라서, 가이드부(70)에 의해, 스크래퍼(50)의 이동 방향이 연장부(53)의 길이 방향으로 제한될 수 있다.

다만 이에 한정되는 것은 아니며, 스크래퍼(50)가 연장부(53)를 포함하지 않고, 연결부(51)와 본체(52)가 직접 연결되는 것도 가능하다. 이 경우, 연결부(51)는 스크래퍼(50)의 이동 방향과 나란한 방향으로 연장될 수 있고 가이드부(70)와 접촉할 수 있다. 즉, 연결부(51)가 연장부(53)의 역할을 대신 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부 및 스크래퍼의 모식도이다.

이하, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 원용하고 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시예의 경우, 스크래퍼(50')는 수직 방향으로 이동 할 수 있다. 좀 더 상세히, 스크래퍼(50')는 배터리 팩(1)의 높이 방향으로 이동할 수 있다. 더욱 상세히, 스크래퍼(50')는 팬(61)의 회전축 및 로터(65)의 회전축과 각각 수직한 방향으로 이동할 수 있다.

본 실시예에 따른 전환 메커니즘(62')은, 로터(65)와 스크래퍼(50')를 연결하는 암(Arm)(67)을 포함할 수 있다.

로터(65)에는 제1돌기(65a)가 돌출 형성될 수 있고, 스크래퍼(50')에는 제2돌기(51a)가 돌출 형성될 수 있다. 제1돌기(65a)는 로터(65)의 회전축을 기준으로 편심된 위치에 형성될 수 있다. 암(67)에는 제1돌기(65a)가 삽입되는 제1가이드 홈(67a)과, 제2돌기(51a)가 삽입되는 제2가이드 홈(67b)이 형성될 수 있다. 제1가이드 홈(67a) 및 제2가이드 홈(37b)은 암(67)의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.

제1가이드 홈(67a) 및 제2가이드 홈(37b)은 도 3에 도시된 바와 같이 관통 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 암(67)에 소정의 깊이로 형성되는 것도 가능하다.

이로써, 로터(65)의 회전에 따라 제1돌기(65a)는 제1가이드 홈(67a) 내에서 이동하고, 그와 연동되어, 제2돌기(51a)가 제2가이드 홈(67b) 내에서 이동하도록 스크래퍼(50')가 왕복 이동할 수 있다.

또한, 암(67)의 일 지점은 회전 가능하게 위치가 고정될 수 있다. 일례로, 상기 일 지점은 암(67)에서 제1가이드 홈(67a)과 제2가이드 홈(67b)의 사이에 위치할 수 있다. 다른 예로, 상기 일 지점은 제1가이드 홈(67a)과 인접한 암(67)의 일 단부일 수 있다.

따라서, 로터(65)의 회전에 따라, 암(67)은 상기 일 지점을 중심으로 각도가 가변될 수 있고, 제2가이드 홈(67b)과 인접한 암(67)의 타 단부는 상승과 하강을 반복할 수 있다. 즉, 스크래퍼(50')가 상하로 왕복 이동할 수 있다.

가이드부(70)는, 스크래퍼(50')의 이동 방향 이외의 방향에 대해서는 스크래퍼(50')를 구속할 수 있다. 예를 들어, 구동부(60)가 스크래퍼(50)를 상하 방향으로 이동시키는 경우, 가이드부(70)는 좌우 방향 및 전후 방향에 대해 스크래퍼(50)를 구속할 수 있다.

필터(40')에는, 스크래퍼(50')의 이동 방향과 나란하게 연장된 장공(41)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 필터(40')에 형성된 장공(41)은 수직 방향, 즉 배터리 팩(1)의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.

한편, 스크래퍼(50)는, 구동부(60)와 연결되는 연결부(51')와, 필터(40)를 향해 돌출된 클리닝부(52a)가 구비된 본체(52')를 포함할 수 있다.

연결부(51)는, 전환 매커니즘(62'), 좀 더 상세히는 암(67)과 연결될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 연결부(51')에는 제2돌기(51a)가 형성되고 상기 제2돌기(51a)는 암(67)의 제2가이드 홈(67b)에 삽입될 수 있다.

본체(52')는 스크래퍼(50')의 이동 방향과 수직한 방향으로 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 스크래퍼(50')는 수직 방향으로 이동하고, 본체(52')는 수평 방향으로 길게 형성될 수 있다. 본체(52')의 길이는 그 방향에 대해 필터(40')보다 길 수 있다. 따라서 본체(52')의 왕복 이동에 의해 필터(40')에 쌓인 이물질이 전체적으로 제거될 수 있다.

연결부(51')는 스크래퍼(50')의 이동 방향과 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 연결부(51')는 가이드부(70)와 접촉할 수 있다. 따라서, 가이드부(70)에 의해, 스크래퍼(50')의 이동 방향이 연결부(51')의 길이 방향으로 제한될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 배터리 팩
10: 하우징
11: 이너 하우징
12: 아우터 하우징
13: 격벽
14: 벤팅홀
20: 전지 모듈
30: 벤팅부
40: 필터
50: 스크래퍼
51: 연결부
52: 본체
52a: 클리닝 부재
53: 연장부
60: 구동부
61: 팬
62: 전환 메커니즘
65: 로터
66: 암
70: 가이드부

Claims

하우징;
상기 하우징 내에 수용되는 적어도 하나의 전지 모듈;
상기 전지 모듈에서 발생한 가스가 배출되도록 상기 하우징에 구비되는 벤팅부;
상기 가스의 유동 방향에 대해 상기 벤팅부의 전방에 배치되는 필터;
상기 필터에 쌓인 이물질을 제거하는 스크래퍼; 및
상기 가스의 유동에 의해 동작하며 상기 스크래퍼를 왕복 이동시키는 구동부를 포함하는 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는, 상기 스크래퍼를 상기 배터리 팩의 전장 방향, 전폭 방향 또는 높이 방향으로 이동시키는 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 필터에는, 상기 스크래퍼의 이동 방향과 나란하게 연장된 장공이 형성된 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징 내에 위치하며 상기 전지 모듈에서 발생한 가스를 상기 벤팅부로 안내하는 벤팅 유로를 더 포함하는 배터리 팩.
제 4 항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 복수개의 전지 모듈을 수용하는 이너 하우징; 및
상기 이너 하우징을 둘러싸며 상기 벤팅부가 구비된 아우터 하우징을 포함하고,
상기 벤팅 유로는 상기 이너 하우징과 상기 아우터 하우징의 사이에 형성되는 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 가스의 유동에 의해 회전하는 팬(fan); 및
상기 팬의 회전력을 상기 스크래퍼의 이동력으로 전환시키는 전환 메커니즘을 포함하는 배터리 팩.
제 6 항에 있어서,
상기 스크래퍼는 상기 팬의 회전축과 나란한 방향으로 이동하는 배터리 팩.
제 6 항에 있어서,
상기 전환 매커니즘은,
상기 팬의 회전축과 수직한 회전축을 중심으로 회전하는 로터; 및
상기 로터와 상기 스크래퍼를 연결하는 암을 포함하는 배터리 팩.
제 8 항에 있어서,
상기 전환 매커니즘은,
상기 팬의 회전력을 상기 로터의 회전력으로 전달하는 기어부를 더 포함하는 배터리 팩.
제 8 항에 있어서,
상기 암의 일 단부는 상기 로터에서 상기 로터의 회전축과 편심된 위치에 회전 가능하게 연결되고,
상기 암의 타 단부는 상기 스크래퍼에 회전 가능하게 연결되는 배터리 팩.
제 8 항에 있어서,
상기 로터에는, 상기 로터의 회전축과 편심된 위치에 제1돌기가 돌출 형성되고,
상기 스크래퍼에는 제2돌기가 돌출 형성되며,
상기 암에는,
상기 제1돌기가 삽입되며 상기 암의 길이 방향으로 연장된 제1가이드홈; 및
상기 제2돌기가 삽입되며 상기 암의 길이 방향으로 연장된 제2가이드홈이 형성되는 배터리 팩.
제 8 항에 있어서,
상기 스크래퍼는 상기 팬의 회전축 및 상기 로터의 회전축과 각각 수직한 방향으로 이동하는 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 스크래퍼의 이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함하는 배터리 팩.
제 13 항에 있어서,
상기 스크래퍼는,
상기 구동부와 연결되는 연결부;
상기 필터를 향해 돌출된 클리닝 부재가 구비된 본체; 및
상기 연결부와 상기 본체를 연결하고 상기 스크래퍼의 이동 방향과 나란하게 연장되며 상기 가이드부와 접촉하는 연장부를 포함하는 배터리 팩.
제 13 항에 있어서,
상기 스크래퍼는,
상기 구동부와 연결되고 상기 스크래퍼의 이동 방향과 나란하게 연장되며 상기 가이드부와 접촉하는 연결부; 및
상기 연결부와 연결되며 상기 필터를 향해 돌출된 클리닝 부재가 구비된 본체를 포함하는 배터리 팩.