KR20240067709A - 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 Download PDF

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KR20240067709A
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허남훈
신주환
양창현
이재현
이형석
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 내부에서 가스 발생 시, 고온의 가스가 인접한 다른 배터리 모듈에 영향을 미치지 않고 배터리 팩의 외부로 배출될 수 있도록 구성된 배터리 팩을 제공한다. 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 제1 수용공간 및 상기 제1 수용공간과 이격되어 위치하는 제2 수용공간을 구비하는 바텀 플레이트, 상기 바텀 플레이트의 일 측과 결합하는 제1 사이드 프레임, 및 상기 바텀 플레이트의 타 측과 결합하는 제2 사이드 프레임; 을 포함하는 팩 하우징; 상기 제1 수용공간 내에 배치되는 적어도 하나의 제1 배터리 모듈; 상기 제2 수용공간 내에 배치되는 적어도 하나의 제2 배터리 모듈; 및 상기 제1 수용공간 및 상기 제2 수용공간을 커버하도록 구성되는 팩 커버를 포함하고, 상기 제1 사이드 프레임은 상기 제1 배터리 모듈에서 발생하는 가스를 상기 제1 사이드 프레임의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제1 사이드 벤팅 유로를 구비하고, 상기 제2 사이드 프레임은 상기 제2 배터리 모듈에서 발생하는 가스를 상기 제2 사이드 프레임의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제2 사이드 벤팅 유로를 구비하고, 상기 팩 커버는, 상기 제1 수용공간과 상기 제1 사이드 벤팅 유로를 연통시키도록 구성되는 제1 탑 벤팅 유로 및 상기 제2 수용공간과 상기 제2 사이드 벤팅 유로를 연통시키도록 구성되는 제2 탑 벤팅 유로를 구비한다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차{Battery pack and Vehicle comprising the same}
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 모듈 내부에서 가스 발생 시, 고온의 가스가 인접한 다른 배터리 모듈에 영향을 미치지 않고 배터리 팩의 외부로 배출될 수 있도록 구성된 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 로봇, 전기 자동차 등의 상용화가 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
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.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차나 전력저장장치(Energy Storage System; ESS)와 같은 중대형 장치에도 구동용이나 에너지저장용으로 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 이차 전지는 다수가 전기적으로 연결된 상태에서 모듈 케이스 내부에 함께 수납되는 형태로, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있고 이러한 배터리 모듈이 에너지 밀도를 높이기 위해 좁은 공간에 전기적으로 다시 연결되어 배터리 팩을 구성한다.
그런데, 이와 같이 다수의 배터리 모듈이 좁은 공간에 밀집된 상태로 존재하는 경우, 화재나 폭발 등의 사고에 취약할 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 배터리 모듈에서 열폭주(thermal runaway) 등과 같은 이벤트가 발생하는 경우, 배터리 모듈로부터 고온의 가스가 배출될 수 있다. 만일, 이러한 가스를 배터리 팩 외부로 적절하게 배출하지 못하면, 배터리 팩 내부에 구비된 다른 배터리 모듈로 전파(propagation)되어 연쇄 반응이 일어날 수 있다. 또한, 이 경우, 배터리 팩 내부의 압력이 커지게 되어, 폭발의 가능성이 있다. 배터리 팩이 폭발하게 되면, 폭발 압력으로 인해 주변의 장치나 사용자에게 큰 피해를 입힐 수 있을뿐 아니라, 피해 범위와 속도가 더욱 증대될 수 있다. 따라서, 일부 배터리 모듈에서 이상이 발생하여 가스가 배출되는 경우, 고온의 가스가 인접한 다른 배터리 모듈에 영향을 미치지 않고 안전하게 배터리 팩 외부로 배출될 수 있도록 하는 구조를 갖는 배터리 팩의 개발이 요구된다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 기존 배터리 팩의 프레임 역할을 하는 부품에 추가적인 벤팅 유로 형성 구조를 부가하여, 원하는 방향으로 가스의 흐름을 제어하는 것을 일 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 발명은 일부 배터리 모듈에서 써멀 이벤트(thermal event) 발생 시에 분출되는 고온의 가스가 배터리 팩 내부의 다른 배터리 모듈에 영향을 미치지 않고 안전하게 배터리 팩 외부로 배출될 수 있도록 하는 것을 일 목적으로 한다.
또 다른 측면에서, 써멀 이벤트(thermal event)가 발생하는 지점에 따라 독립된 경로로 가스의 흐름을 제어하는 것을 일 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 제1 수용공간 및 상기 제1 수용공간과 이격되어 위치하는 제2 수용공간을 구비하는 바텀 플레이트, 상기 바텀 플레이트의 일 측과 결합하는 제1 사이드 프레임 및 상기 바텀 플레이트의 일 측의 맞은 편에 위치하는 타 측과 결합하는 제2 사이드 프레임을 포함하는 팩 하우징; 상기 제1 수용공간 내에 배치되는 적어도 하나의 제1 배터리 모듈; 상기 제2 수용공간 내에 배치되는 적어도 하나의 제2 배터리 모듈; 및 상기 제1 수용공간 및 상기 제2 수용공간을 커버하도록 구성되는 팩 커버를 포함한다.
상기 제1 사이드 프레임은 상기 제1 배터리 모듈에서 발생하는 가스를 상기 제1 사이드 프레임의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제1 사이드 벤팅 유로를 구비한다.
상기 제2 사이드 프레임은 상기 제2 배터리 모듈에서 발생하는 가스를 상기 제2 사이드 프레임의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제2 사이드 벤팅 유로를 구비한다.
상기 팩 커버는, 상기 제1 수용공간과 상기 제1 사이드 벤팅 유로를 연통시키도록 구성되는 제1 탑 벤팅 유로 및 상기 제2 수용공간과 상기 제2 사이드 벤팅 유로를 연통시키도록 구성되는 제2 탑 벤팅 유로를 구비한다.
상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈은 각각 복수개가 구비될 수 있다.
상기 팩 하우징은 서로 인접한 상기 제1 배터리 모듈 사이에 대응되는 위치 및 서로 인접한 제2 배터리 모듈 사이에 대응되는 위치 각각에 배치되는 격벽을 구비할 수 있다.
상기 격벽은 상기 제1 배터리 모듈 각각의 수용 공간 사이에서의 벤팅 가스의 이동 및 서로 인접한 상기 제2 배터리 모듈 각각의 수용공간 사이에서의 벤팅 가스의 이동이 차단되도록 상기 팩 커버와 결합될 수 있다.
상기 격벽과 상기 팩 커버 사이에는 실링 부재가 구비될 수 있다.
상기 제1 사이드 벤팅 유로는 상기 제1 탑 벤팅 유로와 연통되는 제1 상부 유로; 및 상기 제1 상부 유로와 직접 연통되지 않고 상기 제1 상부 유로보다 아래에 구비되는 제1 하부 유로를 포함할 수 있다.
상기 제2 사이드 벤팅 유로는 상기 제2 탑 벤팅 유로와 연통되는 제2 상부 유로; 및 상기 제2 상부 유로와 직접 연통되지 않고 상기 제2 상부 유로보다 아래에 구비되는 제2 하부 유로를 포함할 수 있다.
상기 팩 하우징은 상기 제1 수용공간 및 제2 수용공간과 연통되는 센터 벤팅 유로를 구비하는 센터 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 센터 벤팅 유로는 상기 제1 수용공간과 연통되는 제1 센터 벤팅 유로; 및 상기 제2 수용공간과 연통되며 상기 제1 센터 벤팅 유로와는 직접 연통되지 않는 제2 센터 벤팅 유로를 포함할 수 있다.
상기 팩 하우징은 상기 센터 벤팅 유로, 상기 제1 사이드 벤팅 유로 및 상기 제2 사이드 벤팅 유로의 연장방향을 따라 일 측 및 타 측 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 가스 포집 공간을 구비할 수 있다.
상기 가스 포집 공간은 상기 센터 벤팅 유로, 상기 제1 사이드 벤팅 유로 및 제2 사이드 벤팅 유로와 연통될 수 있다.
상기 가스 포집 공간은 상기 센터 벤팅 유로, 상기 제1 사이드 벤팅 유로 및 제2 사이드 벤팅 유로와 연통될 수 있다.
상기 팩 하우징은 상기 가스 포집 공간의 벤팅가스를 상기 팩 하우징 외부로 배출 가능하도록 구성되는 벤팅 홀을 구비할 수 있다.
상기 제1 탑 벤팅 유로 및 상기 제2 탑 벤팅 유로는 상기 팩 커버의 내측면 상에 형성될 수 있다.
상기 제1 탑 벤팅 유로 및 상기 제2 탑 벤팅 유로는 상기 팩 커버의 내부에 형성될 수 있다.
상기 팩 커버는 상기 팩 하우징의 수용 공간을 커버하는 커버 플레이트;
상기 제1 수용공간에서 상기 커버 플레이트의 내측 면에 결합되는 제1 유로 플레이트; 및 상기 제2 수용공간에서 상기 커버 플레이트의 내측 면에 결합되는 제2 유로 플레이트를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 각각의 배터리 모듈에서 써멀 이벤트 발생 위치에 따라 해당 위치와 가까운 벤팅 유로를 통해 가스를 배출하여 효과적인 가스 배출이 가능하다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 배터리 모듈 측부의 가스는 사이드 벤팅 유로를 따라 이동하게 되며, 배터리 모듈 상부의 가스는 탑 벤팅 유로를 따라 이동하게 되어 인접한 배터리 모듈 쪽으로 써멀 이벤트가 확산될 가능성을 낮출 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 탑 벤팅 유로로 이동한 가스는 다시 사이드 벤팅 유로를 따라 이동할 수 있으며, 이로써 이동간 가스의 온도가 떨어질 수 있고, 가스와 함께 화염이 발생된 경우에도 벤팅 유로를 따라 이동하는 동안에 화염의 세기가 약해질 수 있다. 이에 따라, 고온의 가스 및 화염이 외부로 분출되어 발생할 수 있는 피해를 제거하거나 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 일반적인 배터리 팩의 구성 요소인 팩 하우징의 사이드 프레임과 팩 커버에 벤팅 유로를 만들어 가스의 흐름을 제어하는 기능을 추가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 서로 인접한 제1 배터리 모듈 각각의 수용 공간 사이 및 서로 인접한 제2 배터리 모듈 각각의 수용 공간 사이는 격벽에 의해 구조적으로 상호 격리될 수 있다. 이에 따라, 특정 배터리 모듈에서 발생된 가스는 그와 인접한 배터리 모듈쪽으로 이동하지 않고 사이드 벤팅 유로 및 탑 벤팅 유로를 통해서만 이동하게 된다. 이와 같은 이동간에 가스의 온도가 감소할 수 있고 화염의 세기가 약화될 수 있으며, 이로써 각각의 배터리 모듈에서 발생하는 고온의 화염 및 벤팅 가스가 다른 배터리 모듈에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 가스가 측면 개구를 통하여 하부 유로로 이동하거나 탑 벤팅 유로로 이동하여 상부 개구를 통하여 상부 유로로 이동하게 되어 각각의 배터리 모듈에서 써멀 이벤트 발생 위치에 따른 가스의 이동경로가 독립적이다. 따라서 써멀 이벤트 발생 위치에 따른 가스의 배출에 있어 서로 시간차가 발생하게 되어 화재를 방지하거나 화재 확산 속도를 지연시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 가스의 배출이 사이드 벤팅 유로와 탑 벤팅 유로뿐만 아니라, 센터 벤팅 유로를 통해서도 이루어진다. 따라서 더욱 효과적인 가스의 배출이 가능하여 인접한 배터리 모듈 쪽으로 써멀 이벤트가 확산될 가능성을 현저히 낮출 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 한번에 많은 가스가 발생하여 배터리 팩의 내압이 증가하는 경우, 사이드 벤팅 유로 및 센터 벤팅 유로보다 상대적으로 부피가 큰 가스 포집 공간을 통해 빠르게 배터리 팩의 내압을 감소시킬 수 있다. 또한, 벤팅 홀을 통해 가스가 의도한 방향으로 배출할 수 있으며, 벤팅 홀의 크기를 크게 하거나 개수를 많게 하여 순간적으로 많은 벤팅 가스가 발생하더라도 보다 신속하고 원활한 가스 배출이 가능할 수 있다.
이 밖에도 본 발명은 여러 다른 효과를 가질 수 있으며, 이에 대해서는 각 실시 구성에서 설명하거나, 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 효과 등에 대해서는 해당 설명을 생략하도록 한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 포함되는 팩 하우징과 팩 커버 사이 공간에서 가스의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 팩 하우징의 제1 사이드 프레임을 포함하는 일부 단면을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 팩 하우징의 센터 프레임을 포함하는 일부 단면을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 팩 하우징 내에 가스 포집공간이 형성된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 배터리 팩에 포함되는 팩 커버의 일 실시 형태를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 배터리 팩에 포함되는 팩 커버를 나타내는 도면으로서, 도 7에 도시된 것과는 다른 실시 형태를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다. 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)에 포함되는 팩 하우징(100)과 팩 커버(200) 사이 공간에서 가스의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 팩 하우징, 배터리 모듈, 팩 커버를 포함한다.
도 1을 참조하면, 팩 하우징(100)은 제1 수용공간(110) 및 제1 수용공간(110)과 이격되어 위치하는 제2 수용공간(120)을 구비하는 바텀 플레이트(130), 바텀 플레이트(130)의 일 측과 결합하는 제1 사이드 프레임(140) 및 상기 바텀 플레이트(130)의 일 측의 맞은 편에 위치하는 타 측과 결합하는 제2 사이드 프레임(150)을 포함한다. 제1 사이드 프레임(140)은 대략 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제1 사이드 프레임(140)은 바텀 플레이트(130)의 일 측과의 결합 부위를 따라 일 방향으로 길게 연장된 형태일 수 있다. 제2 사이드 프레임(150)은 대략 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제2 사이드 프레임(150)은 바텀 플레이트(130)의 타 측과의 결합 부위를 따라 일 방향으로 길게 연장된 형태일 수 있다. 바텀 플레이트(130)와 제1 사이드 프레임(140)은 적어도 부분적으로 상호 일체화된 형태로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 바텀 플레이트(130)와 제2 사이드 프레임(150)은 적어도 부분적으로 상호 일체화된 형태로 구성될 수 있다. 또는 각각의 부재는 별도로 제조된 후, 용접이나 볼팅 등을 통해 상호 결합될 수도 있다.
제1 배터리 모듈(111)은 제1 수용공간(110) 내에 배치된다. 제2 배터리 모듈(121)은 제2 수용공간(120) 내에 배치된다. 제1 배터리 모듈(111) 및 제2 배터리 모듈(121)은 복수개일 수 있으며, 이에 따라 제1 수용공간(110) 및 제2 수용공간(120)도 각각의 배터리 모듈을 수용하는 복수의 공간을 포함할 수 있다. 제1 배터리 모듈(111) 및 제2 배터리 모듈(121)은 복수개의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 셀은 전극 조립체, 전해질, 전극 조립체와 전해질을 수용하는 전지 케이스 및 전극 조립체와 연결되어 전지 케이스의 외측으로 인출되는 한 쌍의 전극 리드를 포함할 수 있다. 예를 들어 배터리 셀은 파우치형 이차 전지일 수 있다. 다만, 이차 전지의 다른 형태인 원통형 전지나 각형 전지도 본 발명의 배터리 셀로 채용될 수 있다. 제1 배터리 모듈(111) 및 제2 배터리 모듈(121)은 적층된 형태의 복수개의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지 않았으나, 제1 배터리 모듈(111) 및 제2 배터리 모듈(121)은 적층된 형태의 복수개의 배터리 셀 이외에 배터리 모듈에 포함되는 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 적층된 형태의 복수개의 배터리 셀 이외에, 적층된 형태의 복수개의 배터리 셀을 수용하는 모듈 하우징, 복수의 배터리 셀 각각의 전극 리드를 전기적으로 연결할 수 있는 버스바 등의 부품을 더 포함할 수 있다. 모듈 하우징은 배터리 모듈에서 발생하는 가스를 배출할 수 있도록 구성되는 벤팅부를 포함할 수 있으며, 벤팅부는 아래에서 설명할 측면 개구(O1) 및/또는 센터 개구(O2) 및/또는 인렛(O5)의 위치에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.
팩 커버(200)는, 제1 수용공간(110) 및 제2 수용공간(120)을 커버하도록 구성된다. 팩 커버(200)는 팩 하우징(100)과 결합하여 제1 수용공간(110) 및 제2 수용공간(120) 내의 제1 배터리 모듈(111) 및 제2 배터리 모듈(121)을 커버하도록 구성될 수 있다. 팩 커버(200)는 대략 플레이트 형상을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 사이드 프레임(140)은 제1 배터리 모듈(111)에서 발생하는 가스를 제1 사이드 프레임(140)의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제1 사이드 벤팅 유로(141)를 구비한다. 제1 사이드 벤팅 유로(141)는 제1 사이드 프레임(140)의 연장 방향(X축 방향)을 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 제2 사이드 프레임(150)은 제2 배터리 모듈(121)에서 발생하는 가스를 제2 사이드 프레임(150)의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제2 사이드 벤팅 유로(151)를 구비한다. 제2 사이드 벤팅 유로(151)는 제2 사이드 프레임(150)의 연장 방향(X축 방향)을 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 제1 사이드 프레임(140) 및 제2 사이드 프레임(150)은 내부 공간에 제1 사이드 벤팅 유로(141) 및 제2 사이드 벤팅 유로(151)를 구비할 수 있다. 제1 수용공간(110)에 배치된 제1 배터리 모듈(111)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스는 제1 사이드 프레임(140)쪽으로 이동하여 제1 사이드 프레임(140)의 측면(X-Z 평면에 대략 나란한 면)에 구비된 측면 개구(O1)를 통하여 제1 사이드 벤팅 유로(141)로 이동할 수 있다. 제2 수용공간(120)에 배치된 제2 배터리 모듈(121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스는 제2 사이드 프레임(150)쪽으로 이동하여 제2 사이드 프레임(150)의 측면(X-Z 평면에 대략 나란한 면)에 구비된 측면 개구(O1)를 통하여 제2 사이드 벤팅 유로(151)로 이동할 수 있다. 제1 사이드 벤팅 유로(141)는 그 연장 방향 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가스를 가이드하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 제1 사이드 프레임(140)의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부는 적어도 부분적으로 개방되어 있을 수 있다. 제2 사이드 벤팅 유로(151)는 그 연장 방향 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가스를 가이드하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 제2 사이드 프레임(150)의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부는 적어도 부분적으로 개방되어 있을 수 있다. 사이드 벤팅 유로(141,151)는 단수 또는 복수개의 가스 이동 통로를 포함할 수 있으며, 복수개의 가스 이동 통로를 포함하는 경우 각각의 가스 이동 통로는 직접 연통되어 있지 않도록 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 팩 커버(200)는 제1 수용공간(110)과 제1 사이드 벤팅 유로(141)를 연통시키도록 구성되는 제1 탑 벤팅 유로(201) 및 제2 수용공간(120)과 제2 사이드 벤팅 유로(151)를 연통시키도록 구성되는 제2 탑 벤팅 유로(202)를 구비한다. 제1 수용공간(110)에 배치된 제1 배터리 모듈(111)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스는 팩 커버(200) 쪽으로 이동하여 제1 탑 벤팅 유로(201)를 따라 이동한 후 제1 사이드 프레임(140)에 구비된 상부 개구(O2)를 통해 제1 사이드 벤팅 유로(141)로 이동할 수 있다. 제2 수용공간(120)에 배치된 제2 배터리 모듈(121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스는 팩 커버(200) 쪽으로 이동하여 제2 탑 벤팅 유로(202)를 따라 이동한 후 제2 사이드 프레임(150)에 구비된 상부 개구(O2)를 통해 제2 사이드 벤팅 유로(151)로 이동할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 따르면, 각각의 배터리 모듈에서 써멀 이벤트 발생 위치에 따라 해당 위치와 가까운 벤팅 유로를 통해 가스를 배출하여 효과적인 가스 배출이 가능하다. 배터리 모듈 측부를 통해 배출되는 가스는 사이드 벤팅 유로(141, 151)를 따라 이동하게 되며, 배터리 모듈 상부를 통해 배출되는 가스는 탑 벤팅 유로(201, 202)를 따라 이동하게 되어 인접한 배터리 모듈 쪽으로 써멀 이벤트가 확산될 가능성을 낮출 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 따르면, 탑 벤팅 유로(201, 202)로 이동한 가스는 다시 사이드 벤팅 유로(141, 151)를 따라 이동하게 되므로 이동간 가스의 온도가 떨어질 수 있고, 가스와 함께 화염이 발생된 경우에도 벤팅 유로를 따라 이동하는 동안에 화염의 세기가 약해질 수 있다. 이에 따라, 고온의 가스 및 화염이 외부로 분출되어 발생할 수 있는 피해를 제거하거나 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 따르면, 일반적인 배터리 팩의 구성 요소인 팩 하우징의 사이드 프레임과 팩 커버에 벤팅 유로를 만들어 가스의 흐름을 제어하는 기능을 추가할 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 제1 배터리 모듈(111) 및 제2 배터리 모듈(121)이 복수개 구비되는 경우에 있어서, 서로 인접한 제1 배터리 모듈(111) 사이에 대응되는 위치 및 서로 인접한 제2 배터리 모듈(121) 사이에 대응되는 위치 각각에는 격벽(160)이 구비될 수 있다. 격벽(160)은 팩 커버(200)와 결합됨으로써 서로 인접한 배터리 모듈 각각의 수용 공간 사이에서의 가스의 이동이 차단될 수 있다. 격벽(160)과 팩 커버(200) 사이의 결합은 예를 들어 용접이나 볼팅 등에 의할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 서로 인접한 제1 배터리 모듈(111) 각각의 수용 공간 사이 및 서로 인접한 제2 배터리 모듈(121) 각각의 수용 공간 사이는 격벽(160)에 의해 구조적으로 상호 격리될 수 있다. 이에 따라, 특정 배터리 모듈에서 발생된 가스는 그와 인접한 배터리 모듈쪽으로 이동하지 않고 사이드 벤팅 유로(141, 151) 및 탑 벤팅 유로(201, 202)를 통해서만 이동하게 된다. 이와 같은 이동간에 가스의 온도가 감소할 수 있고 화염의 세기가 약화될 수 있으며, 이로써 각각의 배터리 모듈에서 발생하는 고온의 화염 및 벤팅 가스가 다른 배터리 모듈에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 격벽(160)과 팩 커버(200) 사이에 실링 부재(S)가 구비될 수 있다. 실링 부재(S)는 격벽(160)과 팩 커버(200)의 결합부위를 적어도 일부 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 격벽(160)과 팩 커버(200) 사이의 틈새로 가스가 이동하는 것을 방지하는 효과가 더욱 향상될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 팩 하우징의 제1 사이드 프레임을 포함하는 일부 단면을 보여주는 도면이다.
도 4를 도 3과 함께 참조하면, 제1 사이드 벤팅 유로(141)는 제1 탑 벤팅 유로(201)와 연통되는 제1 상부 유로(141a) 및 제1 상부 유로(141a)와 직접 연통되지 않고 제1 상부 유로(141a)보다 아래에 구비되는 제1 하부 유로(141b)를 포함할 수 있다. 제2 사이드 벤팅 유로(151)는 제2 탑 벤팅 유로(202)와 연통되는 제2 상부 유로(151a) 및 제2 상부 유로(151a)와 직접 연통되지 않고 제2 상부 유로(151a)보다 아래에 구비되는 제2 하부 유로(151b)를 포함할 수 있다. 상부 유로(141a, 151a)와 하부 유로(141b, 151b)가 직접 연통되지 않는다는 것은 수용공간(110, 120)을 통하여 연통될 수는 있지만, 사이드 프레임(140, 150) 내부 공간에 구비되는 사이드 벤팅 유로(141, 151)에 있어서 사이드 프레임(140, 150) 내부 공간에서는 직접적으로 연통되지 않음을 의미한다. 제1 수용공간(110)에 배치된 제1 배터리 모듈(111)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스의 일부는 제1 사이드 프레임(140)쪽으로 이동하여 제1 사이드 프레임(140)의 측면에 구비된 측면 개구(O1)를 통하여 제1 하부 유로(141b)로 이동할 수 있다. 또한, 제1 수용공간(110)에 배치된 제1 배터리 모듈(111)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스의 일부는 팩 커버(200) 쪽으로 상승하여 제1 탑 벤팅 유로(201)를 따라 이동한 후 제1 사이드 프레임(140)에 구비된 상부 개구(O2)를 통해 제1 상부 유로(141a)로 이동할 수 있다. 제2 수용공간(120)에 배치된 제2 배터리 모듈(121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스의 일부는 제2 사이드 프레임(150)쪽으로 이동하여 제2 사이드 프레임(150)의 측면에 구비된 측면 개구(O1)를 통하여 제2 하부 벤팅 유로(151b)로 이동할 수 있다. 또한, 제2 수용공간(120)에 배치된 제2 배터리 모듈(121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스의 일부는 팩 커버(200) 쪽으로 상승하여 제2 탑 벤팅 유로(202)를 따라 이동한 후 제2 사이드 프레임(150)에 구비된 상부 개구(O2)를 통해 제2 상부 유로(151a)로 이동할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 가스가 측면 개구(O1)를 통하여 하부 유로(141b, 151b)로 이동하거나 탑 벤팅 유로(201, 202)로 이동하여 상부 개구(O2)를 통하여 상부 유로(141a, 151a)로 이동하게 되어 각각의 배터리 모듈에서 써멀 이벤트 발생 위치에 따른 가스의 이동경로가 독립적이다. 따라서 써멀 이벤트 발생 위치에 따른 가스의 배출에 있어 서로 시간차가 발생하게 되어 화재를 방지하거나 화재 확산 속도를 지연시킬 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 팩 하우징(100)의 센터 프레임(170)을 포함하는 일부 단면을 보여주는 도면이다.
도 5를 도 3과 함께 참조하면, 팩 하우징(100)은 제1 수용공간(110) 및 제2 수용공간(120)과 연통되는 센터 벤팅 유로(171)를 구비하는 센터 프레임(170)을 더 포함할 수 있다. 센터 프레임(170)은 제1 수용공간(110)과 제2 수용공간(120) 사이에 대응되는 공간에 위치할 수 있다. 센터 프레임(170)은 내부 공간에 센터 벤팅 유로(171)를 구비할 수 있다. 배터리 모듈(111,121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스는 센터 프레임(170)쪽으로 이동하여 센터 프레임(170)의 측면(X-Z 평면에 대략 나란한 면)에 구비된 센터 개구(O3)를 통하여 센터 벤팅 유로(171)로 이동할 수 있다. 센터 벤팅 유로(171)는 단수 또는 복수개의 가스 이동 통로를 포함할 수 있으며, 복수개의 가스 이동 통로를 포함하는 경우 각각의 가스 이동 통로는 직접 연통되어 있지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센터 벤팅 유로(171)는 제1 수용공간(110)과 연통되는 제1 센터 벤팅 유로(171a) 및 제2 수용공간(120)과 연통되며 제1 센터 벤팅 유로(171a)와는 직접 연통되지 않는 제2 센터 벤팅 유로(171b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 수용공간(110)에 배치된 제1 배터리 모듈(111)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스 중 일부는 센터 프레임(170)쪽으로 이동하여 센터 프레임(170)의 일 측면에 구비된 센터 개구(O3)를 통하여 제1 센터 벤팅 유로(171a)로 이동할 수 있다. 또한, 제2 수용공간(120)에 배치된 제2 배터리 모듈(121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스 중 일부는 센터 프레임(170)쪽으로 이동하여 센터 프레임(170)의 타 측면에 구비된 센터 개구(O3)를 통하여 제2 센터 벤팅 유로(171b)로 이동할 수 있다. 한편, 제1 센터 벤팅 유로(171a)와 제2 센터 벤팅 유로(171b)가 직접 연통되지 않는다는 것은 배터리 하우징(100)의 다른 공간 또는 구성을 통하여는 연통될 수 있지만, 센터 프레임(170) 내부 공간에 구비되는 센터 벤팅 유로(171)에 있어서 센터 프레임(170) 내부 공간에서는 직접적으로 연통되지 않음을 의미한다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 가스의 배출이 사이드 벤팅 유로(141, 151)와 탑 벤팅 유로(201, 202)뿐만 아니라, 센터 벤팅 유로(171)를 통해서도 이루어진다. 따라서 더욱 효과적인 가스의 배출이 가능하여 인접한 배터리 모듈 쪽으로 써멀 이벤트가 확산될 가능성을 현저히 낮출 수 있다.
도 6은 본 발명의 팩 하우징 내에 가스 포집 공간이 형성된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 팩 하우징(100)은 제1 사이드 벤팅 유로(141) 및 제2 사이드 벤팅 유로(151)의 연장방향을 따라 일 측 및 타 측 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 가스 포집 공간(180)을 구비할 수 있다. 가스 포집 공간(180)은 제1 사이드 벤팅 유로(141) 및 제2 사이드 벤팅 유로(151)와 연통될 수 있다. 배터리 모듈(111, 121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스는 제1 사이드 벤팅 유로(141) 및 제2 사이드 벤팅 유로(151)를 통해 이동하여 가스 포집 공간(180)에 모이게 된다. 예를 들어, 가스 포집 공간(180)은 제1 사이드 벤팅 유로(141) 및 제2 사이드 벤팅 유로(151)의 연장 방향과 나란한 방향으로 팩 하우징(100)의 일 단부에 구비될 수 있다. 또한, 팩 하우징(100)은 가스 포집 공간(180)의 가스를 팩 하우징(100) 외부로 배출 가능하도록 구성되는 벤팅 홀(190)을 구비할 수 있다. 벤팅 홀(190)은 팩 하우징(100)을 관통하는 형태를 가질 수 있다. 벤팅 홀(190)은 완전히 개방되어 있는 형태뿐만 아니라, 완전히 개방되지 않고, 정상적인 상태에서는 폐쇄되어 있다가 압력이나 온도 등의 변화에 따라 개방 가능한 형태로 구성될 수도 있다. 다만, 본 발명이 도 6에 도시된 가스 포집 공간의 형태, 위치 및 개수를 한정하거나, 이러한 벤팅 홀(190)의 형상으로 한정하는 것은 아니다. 한편, 배터리 하우징(100)에 센터 벤팅 유로(171)가 구비되는 경우, 가스 포집 공간(180)은 센터 벤팅 유로(171)와도 연통될 수 있다. 이 경우, 배터리 모듈(111, 121)에서 발생한 써멀 이벤트로 인한 가스는 제1 사이드 벤팅 유로(141), 제2 사이드 벤팅 유로(151) 및 센터 벤팅 유로(171)를 통해 이동하여 가스 포집 공간(180)에 모이게 된다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 한번에 많은 가스가 발생하여 배터리 팩(10)의 내압이 증가하는 경우, 사이드 벤팅 유로(141, 151) 및 센터 벤팅 유로(171)보다 상대적으로 부피가 큰 가스 포집 공간(180)을 통해 빠르게 배터리 팩(10)의 내압을 감소시킬 수 있다. 또한, 벤팅 홀(190)을 통해 가스가 의도한 방향으로 배출할 수 있으며, 벤팅 홀(190)의 크기를 크게 하거나 개수를 많게 하여 순간적으로 많은 벤팅 가스가 발생하더라도 보다 신속하고 원활한 가스 배출이 가능할 수 있다.
도 7은 본 발명의 배터리 팩(10)에 포함되는 팩 커버(200)의 일 실시 형태를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 탑 벤팅 유로(201) 및 제2 탑 벤팅 유로(202)는 팩 커버(200)의 내측면 상에 형성될 수 있다. 제1 탑 벤팅 유로(201) 및 제2 탑 벤팅 유로(202)는 팩 커버(200)의 내측면 상에 형성된 홈 형태를 가질 수 있다. 이러한 경우, 탑 벤팅 유로(201, 202)를 형성하기 위한 별도의 부재를 팩 커버에 결합하는 것보다 쉽게 구현될 수 있으므로 생산이 용이하다.
도 8은 본 발명의 배터리 팩(10)에 포함되는 팩 커버(200)를 나타내는 도면으로서, 도 7에 도시된 것과는 다른 실시 형태를 보여주는 도면이다.
도 8과 함께 도 3을 참조하면, 제1 탑 벤팅 유로(201) 및 제2 탑 벤팅 유로(202)는 팩 커버(200)의 내부에 형성될 수 있다. 팩 커버(200)는, 예를 들어 한 개의 부재로 이루어져 내부에 제1 탑 벤팅 유로(201) 및 제2 탑 벤팅 유로(202)를 형성할 수 있다. 이와는 달리, 팩 커버(200)는, 예를 들어 복수개의 부재를 포함할 수 있다. 이 경우, 복수개의 부재가 결합하여 복수개의 부재 사이 공간에 제1 탑 벤팅 유로(201) 및 제2 탑 벤팅 유로(202)를 형성할 수 있다. 팩 커버(200)는, 예를 들어 팩 하우징(100)의 수용공간을 커버하는 커버 플레이트(210), 제1 수용공간(110)에서 커버 플레이트(210)의 내측 면에 결합되는 제1 유로 플레이트(220) 및 제2 수용공간(120)에서 커버 플레이트(210)의 내측 면에 결합되는 제2 유로 플레이트(230)를 포함할 수 있다.
제1 유로 플레이트(220)는, 인렛(O5) 및 아웃렛(O4)을 구비할 수 있다. 인렛(O5)은 제1 수용공간(110)과 연통되도록 구성될 수 있다. 아웃렛(O4)은 제1 사이드 벤팅 유로(141)와 연통되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 수용공간(110) 내에 발생된 가스는 인렛(O5)을 통해 제1 탑 벤팅 유로(201)로 유입될 수 있으며, 유입된 가스는 아웃렛(O4)을 통해 제1 사이드 벤팅 유로(141)로 유입되어 배터리 팩(10)의 외부로 배출될 수 있다. 제1 사이드 벤팅 유로(141)가 제1 상부 유로(141a) 및 제1 하부 유로(141b)를 포함하는 경우, 아웃렛(O4)은 제1 상부 유로(141a)와 연통되도록 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 유로 플레이트(230)는, 인렛(O5) 및 아웃렛(O4)을 구비할 수 있다. 인렛(O5)은 제2 수용공간(120)과 연통되도록 구성될 수 있다. 아웃렛(O4)은 제2 사이드 벤팅 유로(151)와 연통되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 수용공간(120) 내에 발생된 가스는 인렛(O5)을 통해 제2 탑 벤팅 유로(202)로 유입될 수 있으며, 유입된 가스는 아웃렛(O4)을 통해 제2 사이드 벤팅 유로(151)로 유입되어 배터리 팩(10)의 외부로 배출될 수 있다. 제2 사이드 벤팅 유로(151)가 제2 상부 유로(151a) 및 제2 하부 유로(151b)를 포함하는 경우, 아웃렛(O4)은 제2 상부 유로(151a)와 연통되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 수용공간(110)과 제1 상부 유로(141a)는 직접 연통되지 않으며, 제1 탑 벤팅 유로(201)를 통해서 연통될 수 있다. 제2 수용공간(120)과 제2 상부유로(151a)는 직접 연통되지 않으며, 제2 탑 벤팅 유로(202)를 통해서 연통될 수 있다.
도 3 및 8을 참조하면, 인렛(O5)은 직사각형 모양의 개구 형태 또는 홀 형태로 형성될 수 있다. 인렛(O5)은 센터 프레임(170)에 가까운 위치에 구비될 수 있다. 인렛(O5)은 제1 유로 플레이트(220) 및 제2 유로 플레이트(230)가 커버 플레이트(210)와 일정 간격 이격된 상태로 결합됨으로써 이격된 틈에 형성될 수 있다. 인렛(O5)이 센터 프레임(170)에 가깝게 구비될수록 탑 벤팅 유로(201, 202)를 통한 가스의 이동경로가 길어져 화재를 방지하거나 가스의 이동 중에 온도가 하강하여 화재 확산 속도를 효과적으로 지연시킬 수 있다.
아웃렛(O4)은 직사각형 모양의 개구 형태 또는 홀 형태로 형성될 수 있다. 아웃렛(O4)은 사이드 프레임(140, 150)에 대응되는 위치에 구비될 수 있다. 아웃렛(O4)은 상부 개구(O2)와 대응되는 위치에 구비될 될 수 있다. 아웃렛(O4)은 제1 유로 플레이트(220) 및 제2 유로 플레이트(230)가 커버 플레이트(210)와 일정 간격 이격된 상태로 결합됨으로써 이격된 틈에 형성될 수 있다. 다만, 본원 발명이 인렛(O5) 및 아웃렛(O4)의 이러한 형태, 형성방법 및 위치에 대하여 이와 같이 한정하는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차(1)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차(1)는, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 배터리 팩 이외에 자동차에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩 이외에, 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
1: 자동차
10 : 배터리 팩
100 :팩 하우징
110 : 제1 수용공간
111 : 제1 배터리 모듈
120 : 제2 수용공간
121 : 제2 배터리 모듈
130 : 바텀 플레이트
140 : 제1 사이드 프레임
141 : 제1 사이드 벤팅 유로
141a : 제1 상부 유로
141b : 제1 하부 유로
150 : 제2 사이드 프레임
151 : 제2 사이드 벤팅 유로
151a : 제2 상부 유로
151b : 제2 하부 유로
160 : 격벽
170 : 센터 프레임
171 : 센터 벤팅 유로
171a : 제1 센터 벤팅 유로
171b : 제2 센터 벤팅 유로
180 : 가스포집 공간
190 : 벤팅홀
200 : 팩 커버
201 : 제1 탑 벤팅 유로
202 : 제2 탑 벤팅 유로
210 : 커버플레이트
220 : 제1 유로플레이트
230 : 제2 유로 플레이트
S : 실링부재
O1 : 측면 개구
O2 : 상부 개구
O3 : 센터 개구
O4 : 아웃렛
O5 : 인렛

Claims (14)

  1. 제1 수용공간 및 상기 제1 수용공간과 이격되어 위치하는 제2 수용공간을 구비하는 바텀 플레이트, 상기 바텀 플레이트의 일 측과 결합하는 제1 사이드 프레임, 및 상기 바텀 플레이트의 일 측의 맞은 편에 위치하는 타 측과 결합하는 제2 사이드 프레임; 을 포함하는 팩 하우징;
    상기 제1 수용공간 내에 배치되는 적어도 하나의 제1 배터리 모듈;
    상기 제2 수용공간 내에 배치되는 적어도 하나의 제2 배터리 모듈; 및
    상기 제1 수용공간 및 상기 제2 수용공간을 커버하도록 구성되는 팩 커버를 포함하고,
    상기 제1 사이드 프레임은 상기 제1 배터리 모듈에서 발생하는 가스를 상기 제1 사이드 프레임의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제1 사이드 벤팅 유로를 구비하고,
    상기 제2 사이드 프레임은 상기 제2 배터리 모듈에서 발생하는 가스를 상기 제2 사이드 프레임의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부로 가이드하도록 구성되는 제2 사이드 벤팅 유로를 구비하고,
    상기 팩 커버는, 상기 제1 수용공간과 상기 제1 사이드 벤팅 유로를 연통시키도록 구성되는 제1 탑 벤팅 유로 및 상기 제2 수용공간과 상기 제2 사이드 벤팅 유로를 연통시키도록 구성되는 제2 탑 벤팅 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈은 각각 복수개가 구비되며,
    상기 팩 하우징은,
    서로 인접한 상기 제1 배터리 모듈 사이에 대응되는 위치 및 서로 인접한 제2 배터리 모듈 사이에 대응되는 위치 각각에 배치되는 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 격벽은 서로 인접한 한 쌍의 상기 제1 배터리 모듈 각각의 수용 공간 사이에서의 벤팅 가스의 이동 및 서로 인접한 한 쌍의 상기 제2 배터리 모듈 각각의 수용공간 사이에서의 벤팅 가스의 이동이 차단되도록 상기 팩 커버와 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 격벽과 상기 팩 커버 사이에는 실링 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 사이드 벤팅 유로는 상기 제1 탑 벤팅 유로와 연통되는 제1 상부 유로; 및 상기 제1 상부 유로와 직접 연통되지 않고 상기 제1 상부 유로보다 아래에 구비되는 제1 하부 유로를 포함하고,
    상기 제2 사이드 벤팅 유로는 상기 제2 탑 벤팅 유로와 연통되는 제2 상부 유로; 및 상기 제2 상부 유로와 직접 연통되지 않고 상기 제2 상부 유로보다 아래에 구비되는 제2 하부 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 팩 하우징은,
    상기 제1 수용공간 및 제2 수용공간과 연통되는 센터 벤팅 유로를 구비하는 센터 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 센터 벤팅 유로는,
    상기 제1 수용공간과 연통되는 제1 센터 벤팅 유로; 및
    상기 제2 수용공간과 연통되며 상기 제1 센터 벤팅 유로와는 직접 연통되지 않는 제2 센터 벤팅 유로;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 팩 하우징은,
    상기 센터 벤팅 유로, 상기 제1 사이드 벤팅 유로 및 상기 제2 사이드 벤팅 유로의 연장방향을 따라 일 측 및 타 측 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 가스 포집 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가스 포집 공간은 상기 센터 벤팅 유로, 상기 제1 사이드 벤팅 유로 및 제2 사이드 벤팅 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 팩 하우징은,
    상기 가스 포집 공간의 가스를 상기 팩 하우징 외부로 배출 가능하도록 구성되는 벤팅 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 탑 벤팅 유로 및 상기 제2 탑 벤팅 유로는,
    상기 팩 커버의 내측면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 탑 벤팅 유로 및 상기 제2 탑 벤팅 유로는,
    상기 팩 커버의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 팩 커버는,
    상기 팩 하우징의 수용 공간을 커버하는 커버 플레이트;
    상기 제1 수용공간에서 상기 커버 플레이트의 내측 면에 결합되는 제1 유로 플레이트; 및
    상기 제2 수용공간에서 상기 커버 플레이트의 내측 면에 결합되는 제2 유로 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
KR1020220149030A 2022-11-09 2022-11-09 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 KR20240067709A (ko)

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