KR20240080543A - 배터리 팩 - Google Patents

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정원석
전해룡
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 벤팅부를 포함하는 복수의 배터리 셀; 길이 방향을 따라 복수의 배터리 셀이 배치되며, 상기 벤팅부와 연통되는 벤팅홀을 포함하는 팩 하우징; 및 상기 벤팅홀과 연통되며, 상기 벤팅부를 통해 배출된 가스를 외부로 배출시키도록 구성된 가스 배출 유로;를 포함하며, 상기 가스 배출 유로는, 상기 팩 하우징에 결합되는 바디부; 및 상기 바디부와 연결되며, 상기 팩 하우징의 길이 방향으로 연장된 관 형태의 메인 유로;를 포함할 수 있다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
이차전지는 화학 에너지와 전기 에너지 간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지를 의미한다.
이러한 이차전지는 모바일 기기를 포함하여, 최근 주목받고 있는 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등의 에너지원으로 활용될 수 있다.
이차전지는 유연성을 지닌 파우치형 배터리 셀이나 강성을 가진 각형 또는 원통형의 캔형 배터리 셀로 제조된 하나 이상의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 형태로 사용될 수 있으며, 특히, 고출력 특성이 요구되는 전기 자동차 등의 경우에는 다수 개의 배터리 셀들이 적층된 형태의 하나 이상의 셀 적층체가 전기적으로 연결된 배터리 모듈 또는 하나 이상의 배터리 모듈이 전기적으로 연결된 배터리 팩의 형태로 사용될 수 있다.
한편, 배터리 셀은 다양한 원인으로 발화될 수 있으며, 배터리 셀에서 분출된 화염이나 고온의 가스는 배터리 모듈 내에서 유동하여 이웃하는 다른 배터리 셀들로 전파될 수 있다.
특히, 전기 자동차와 같이 하나 이상의 배터리 모듈이 밀접하게 배치되어 장착되는 경우, 배터리 셀 발화 시 분출되는 화염 또는 화염재가 유동하면서 인접한 배터리 모듈로 열 전파를 발생시킬 수 있으며, 통전성이 있는 화염재는 구성 요소들 간 전기적 단락을 야기시켜 열 전파 및 열 폭주가 가속될 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 배터리 셀에서 발생한 고온의 가스 등을 안전하게 배출시킬 수 있는 구조를 갖는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 벤팅부를 포함하는 복수의 배터리 셀; 길이 방향을 따라 복수의 배터리 셀이 배치되며, 상기 벤팅부와 연통되는 벤팅홀을 포함하는 팩 하우징; 및 상기 벤팅홀과 연통되며, 상기 벤팅부를 통해 배출된 가스를 외부로 배출시키도록 구성된 가스 배출 유로;를 포함하며, 상기 가스 배출 유로는, 상기 팩 하우징에 결합되는 바디부; 및 상기 바디부와 연결되며, 상기 팩 하우징의 길이 방향으로 연장된 관 형태의 메인 유로;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 배터리 셀은 길이 방향의 적어도 일측에 상기 벤팅부를 포함하고, 상기 벤팅홀은 상기 팩 하우징의 폭 방향의 적어도 일측에 상기 팩 하우징의 길이 방향을 따라 상기 복수의 배터리 셀 각각과 대응하도록 복수 개로 구비되며, 상기 복수의 배터리 셀은 상기 벤팅부가 상기 팩 하우징의 폭 방향으로 놓인 상태에서 상기 벤팅홀과 인접하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 벤팅부와 상기 벤팅홀 사이에 배치되어, 상기 벤팅부에서 배출된 가스를 상기 벤팅홀로 유도하는 가스 유도부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 벤팅홀은 상기 팩 하우징의 높이 방향으로 형성되며, 상기 가스 유도부는 상기 벤팅홀과 나란한 방향으로 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 팩 하우징은, 하부 플레이트; 및 상기 팩 하우징의 길이 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트 상에서 상기 팩 하우징의 폭 방향으로 이격 배치되며, 상기 벤팅홀을 포함하는 가이드 바;를 포함하고, 상기 가스 유도부는 상기 벤팅홀에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 유도부는, 경사면을 포함하며, 상기 벤팅부와 대향하는 제1 부분; 및 직선면을 포함하며, 상기 벤팅홀에 결합되는 제2 부분;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하부 플레이트는 상기 가이드 바가 배치된 면의 반대측 면에 홈부를 포함하며, 상기 바디부는 상기 홈부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 배출 유로는 상기 메인 유로에서 연장되는 연장부를 더 포함하며, 상기 벤팅부를 통해 배출된 가스는 상기 가스 배출 유로의 일단부를 통해 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 배출 유로는, 상기 메인 유로에서 상기 팩 하우징의 길이 방향으로 연장된 제1 연장부; 및 상기 메인 유로에서 상기 팩 하우징의 폭 방향으로 연장된 제2 연장부; 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 배출 유로는 상기 가스 배출 유로로 유입된 가스가 일 방향으로 유동하도록 역류 방지 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량은 전술한 배터리 팩을 포함하고, 상기 벤팅부를 통해 배출된 가스는 측면으로 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 화재를 유발할 수 있는 고온의 가스 등을 안전하게 외부로 배출시킴으로써 열적 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팩 하우징의 사시도이다.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 도 3의 배면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 및 가스 유도부를 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가스 배출 유로를 나타낸 도면이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어를 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서, 서로 다른 실시예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명할 수 있다. 즉, 복수의 도면들에서 동일한 참조번호를 가지는 구성요소를 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 모두 하나의 실시예를 의미하는 것은 아니다.
이하의 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르지 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. "포함한다"또는 "구성한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하의 설명에서 상측, 상부, 하측, 하부, 측면, 전면, 후면 등의 표현은 도면에 도시된 방향을 기준으로 표현한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명은 배터리 셀에서 발생한 고온의 가스 등을 외부로 안전하게 배출시킬 수 있는 구조의 배터리 팩에 관한 것이다. 이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팩 하우징의 사시도이고, 도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이고, 도 4는 도 3의 배면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 팩 하우징(1100) 및 팩 하우징(1100)에 배치되는 복수의 배터리 셀(1200)을 포함할 수 있다. 또한, 도면에는 생략되었으나, 배터리 팩(1000)은 복수의 배터리 셀(1200)을 덮도록 팩 하우징(1100)의 상부에 결합되는 팩 커버(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 팩 하우징(1100)에 결합되는 가스 배출 유로(1400)를 포함할 수 있다. 가스 배출 유로(1400)는 복수의 배터리 셀(1200)에서 발생한 고온의 가스 등(화염재를 포함)을 안전하게 외부로 배출시킬 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 복수의 배터리 셀(1200)이 팩 하우징(1100)에 직접 조립된 형태일 수 있다. 다시 말하면, 배터리 셀(1200)은 배터리 모듈을 형성하여 배터리 모듈 단위로 팩 하우징(1100)에 조립되지 않고, 개별 배터리 셀(1200) 단위로 팩 하우징(1100)에 조립될 수 있다.
팩 하우징(1100)은 바닥면을 형성하는 하부 플레이트(1120) 및 측면을 형성하는 사이드 프레임(1130, 1140)을 포함할 수 있다. 이하에서, 제1 사이드 프레임(1130)은 팩 하우징(1100)의 폭 방향에 배치되는 프레임을, 제2 사이드 프레임(1140)은 팩 하우징(1100)의 길이 방향에 배치되는 프레임을 지칭할 수 있다.
팩 하우징(1100)은 복수의 배터리 셀(1200)이 배치되는 내부공간(1110)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 내부공간(1110)은 하부 플레이트(1120) 및 사이드 프레임(1130, 1140)에 의해 형성될 수 있다.
팩 하우징(1100) 및 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)은 제1 방향(또는 x 방향)으로 연장될 수 있으며, 복수의 배터리 셀(1200)은 내부공간(1110)에서 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 (복수의) 배터리 셀(1200)은 각형 배터리 셀일 수 있다. 각형 배터리 셀은 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 케이스(1210)가 납작하고 각진 형태를 갖는 배터리 셀을 의미할 수 있다. 복수의 배터리 셀(1200)은 케이스(1210)의 넓은 면이 서로 대면하도록 내부공간(1110)에서 제1 방향을 따라 배치될 수 있다.
배터리 셀(1200)은 길이 방향의 양측에 전극 단자(1230)를 포함할 수 있다. 자세하게, 배터리 셀(1200)의 케이스(1210)는 길이 방향 양측이 개방된 형태일 수 있으며, 개방된 부분에는 케이스(1210)의 내부를 밀폐하도록 캡 플레이트(1220)가 결합될 수 있다. 전극 단자(1230)는 캡 플레이트(1220)의 외부에 구비될 수 있다. 복수의 배터리 셀(1200)은 캡 플레이트(1220)의 외부에 구비된 전극 단자(1230)를 통해 전기적으로 상호 연결될 수 있다.
또한, 배터리 셀(1200)은 길이 방향의 적어도 일측, 바람직하게는 길이 방향 양측에 벤팅부(1240)를 포함할 수 있다. 벤팅부(1240)는 전극 단자(1230)와 함께 캡 플레이트(1220)에 구비될 수 있으며, 캡 플레이트(1220) 상에서 전극 단자(1230)를 기준으로 일측(또는 하측)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(1200)은 전극 단자(1230)보다 벤팅부(1240)가 하부 플레이트(1120)에 더욱 인접하도록 팩 하우징(1100)에 배치될 수 있다.
배터리 셀(1200) 내부에서 발생한 고온의 가스 등은 벤팅부(1240)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 벤팅부(1240)는 케이스(1210) 내부가 소정 압력 이상일 때 파단되어 케이스(1210) 내부에서 발생한 고온의 가스 등을 외부로 배출시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리 셀(1200)의 벤팅부(1240)는 가스 유도부(1500)에 의해 덮일 수 있다. 가스 유도부(1500)는 벤팅부(1240)를 통해 배출되는 고온의 가스 등의 유동 방향을 변경하여 고온의 가스 등이 팩 하우징(1100)에 구비된 벤팅홀(1310)로 유입되도록 유도할 수 있다. 가스 유도부(1500)에 관한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
도면들을 참조하면, 복수의 배터리 셀(1200)은 길이 방향이 제2 방향(또는 y 방향)과 나란하도록 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향은 팩 하우징(1100) 및 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)의 폭 방향일 수 있으며, 복수의 배터리 셀(1200)은 길이 방향이 팩 하우징(1100) 및 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)의 폭 방향과 나란하도록 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)에 배치될 수 있다.
따라서, 배터리 셀(1200)의 길이 방향 양측에 결합되는 캡 플레이트(1220)는 배터리 셀(1200)이 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)에 배치된 상태에서 팩 하우징(1100)의 폭 방향에 배치되는 제1 사이드 프레임(1130)과 마주볼 수 있으며, 이에 따라 캡 플레이트(1220)에 구비되는 벤팅부(1240) 또한 팩 하우징(1100)의 폭 방향에 배치되는 제1 사이드 프레임(1130)과 마주볼 수 있다. 즉, 벤팅부(1240)는 제2 방향을 향하도록 배치되며, 고온의 가스 등은 벤팅부(1240)를 통해 제2 방향으로 배출될 수 있다.
도 2를 참조하면, 팩 하우징(1100)은 내부공간(1110)에 팩 하우징(1100)을 높이 방향(또는 z 방향)으로 관통하는 복수의 벤팅홀(1310)을 포함할 수 있다. 이하에서, 제3 방향은 팩 하우징(1100)의 높이 방향을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리 셀(1200) 내부에서 발생한 고온의 가스 등은 벤팅부(1240)를 통해 배출되어 벤팅홀(1310) 및 후술할 가스 배출 유로(1400)를 차례로 거쳐 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.
복수의 벤팅홀(1310)은 가이드 바(1300)에 구비될 수 있다. 가이드 바(1300)는 제1 방향으로 연장된 형태이며, 복수의 벤팅홀(1310)은 가이드 바(1300) 상에서 제1 방향을 따라 소정 간격으로 구비될 수 있다. 벤팅홀(1310) 사이의 간격은 배터리 셀(1200) 사이의 간격과 대략 동일할 수 있다.
가이드 바(1300)는 한 쌍으로 구비되며, 하부 플레이트(1120) 상에서 제2 방향으로 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 가이드 바(1300)의 일측은 내부공간(1110)을 향하고, 타측은 제1 사이드 프레임(1130)과 맞닿을 수 있다. 즉, 복수의 배터리 셀(1200)은 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)에 배치된 상태에서 가이드 바(1300)를 사이에 두고 제1 사이드 프레임(1130)과 마주볼 수 있다.
복수의 벤팅홀(1310)은 각각 복수의 배터리 셀(1200)의 벤팅부(1240)와 연통될 수 있다. 이를 위해, 복수의 배터리 셀(1200)은 전술한 것과 같이 벤팅부(1240)이 구비된 캡 플레이트(1220)의 일측이 하부 플레이트(1120)에 인접하도록 팩 하우징(1100)의 내부공간(1110)에 배치될 수 있다. 또한, 이에 따라 벤팅부(1240)는 가이드 바(1300)에 구비된 복수의 벤팅홀(1310)과 인접할 수 있다.
복수의 배터리 셀(1200)은 길이 방향 양측에서 가이드 바(1300)에 고정될 수 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 복수의 배터리 셀(1200)의 벤팅부(1240)는 가스 유도부(1500)에 의해 덮일 수 있다. 가스 유도부(1500)는 벤팅홀(1310)에 결합된 상태로 가이드 바(1300) 또는 팩 하우징(1100)과 일체로 제작된 구성이거나, 가이드 바(1300) 또는 팩 하우징(1100)과 별물로 제작된 구성일 수 있다. 즉, 가스 유도부(1500)는 팩 하우징(1100)에 구비 또는 결합된 상태에서 배터리 셀(1200)의 벤팅부(1240)를 덮도록 배치될 수 있다.
가스 유도부(1500)가 가이드 바(1300) 또는 팩 하우징(1100)과 별물로 제작되는 실시예와 관련하여, 도 2를 참조하면, 벤팅홀(310)은 복수의 배터리 셀(1200) 측으로 열린 부분(opened portion)(1311)을 포함할 수 있으며, 이 열린 부분(1311)에 가스 유도부(1500)가 결합될 수 있다. 복수의 배터리 셀(1200)은 길이 방향 양측에서 가스 유도부(1500)와 결합됨으로써 가이드 바(1300)에 고정될 수 있다.
배터리 셀(1200)의 관점에서 이와 같은 구조는 외부 충격이나 진동에 의한 움직임을 최소화할 수 있고, 나아가 위치 이탈을 방지할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1000)의 관점에서 배터리 셀(1200)의 벤팅부(1240)를 통해 배출된 고온의 가스 등이 가스 유도부(1500)에 의해 밀폐된 공간에서 곧바로 벤팅홀(1310)로 향하는 구조이므로, 가스 등이 배터리 셀(1200)에서 팩 하우징(1100)으로 유동하는 과정에서 내부공간(1110)으로 누출되는 것을 최소화할 수 있다.
이하에서는, 도 5를 참조하여, 가스 유도부(1500)의 형상 등을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 및 가스 유도부를 나타낸 도면이다.
가스 유도부(1500)는 벤팅부(1240)를 덮도록 배치될 수 있으며, 벤팅부(1240)를 덮은 상태에서 배터리 셀(1200)과 결합될 수 있다. 가스 유도부(1500)는 벤팅부(1240)를 통해 배출되는 고온의 가스 등의 유동 방향을 변경하여 벤팅홀(1310)로 유도할 수 있다.
가스 유도부(1500)는 내부가 중공 형태로 일측은 벤팅부(1240)(자세하게는, 파단된 벤팅부(1240))와, 타측은 벤팅홀(1310)과 연통될 수 있다. 따라서, 벤팅부(1240)를 통해 배출되는 고온의 가스 등은 가스 유도부(1500)를 거쳐 벤팅홀(1310)로 유도될 수 있다.
벤팅부(1240)를 통해 배출된 고온의 가스 등은 가스 유도부(1500)를 거치면서 유동 방향이 대략 90˚만큼 변경될 수 있다. 예를 들어, 도면을 기준으로, 벤팅부(1240)는 제2 방향을 향하고, 벤팅홀(1310)은 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 형성되므로, 벤팅부(1240)로 배출된 가스 등은 가스 유도부(1500)를 거치면서 유동 방향이 제2 방향에서 제3 방향으로 변경될 수 있다.
도 5를 참조하면, 가스 유도부(1500)는 제3 방향을 따라 경사면을 포함하는 제1 부분(1510) 및 직선면을 포함하는 제2 부분(1520)을 포함할 수 있다. 제1 부분(1510)의 경사면과 제2 부분(1520)의 직선면은 모두 배터리 셀(1200)과 마주보는 면일 수 있다. 가스 유도부(1500)의 제1 부분(1510)은 벤팅부(1240)와 마주보도록 배치되어 벤팅부(1240)를 통해 배출되는 가스의 방향을 효율적으로 전환시킬 수 있다. 예를 들어, 벤팅부(1240)를 통해 배출된 가스는 제1 부분(1510)의 경사면에 먼저 닿게 되므로, 가스 유도부(1500)에 의해 벤팅홀(1310)로 원활하게 유도될 수 있다. , 한편, 가스 유도부(1500)의 제2 부분(1520)은 벤팅홀(1310)과 결합되는 부분일 수 있다.
한편, 벤팅홀(1310)을 통과한 고온의 가스 등은 가스 배출 유로(1400)로 유입될 수 있다.
가스 배출 유로(1400)는 팩 하우징(1100)에 결합될 수 있으며, 자세하게, 하부 플레이트(1120)에 결합될 수 있다. 하부 플레이트(1120)는 내부공간(1110)을 향하는 일면과 일면의 반대측에 해당하는 타면을 포함할 수 있다. 하부 플레이트(1120)의 일면에는 가이드 바(1300)가 배치되고, 타면에는 홈부(1121)가 구비될 수 있다.
홈부(1121)는 가이드 바(1300)가 배치되는 영역과 대응되는 영역에 구비될 수 있다. 홈부(1121)는 가이드 바(1300)와 같이 제1 방향으로 연장될 수 있으며, 홈부(1121) 상에는 복수의 벤팅홀(1310)이 제1 방향을 따라 소정 간격으로 구비될 수 있다. 복수의 벤팅홀(1310)은 팩 하우징(1100)을 z 방향으로 관통하도록 형성됨에 따라 벤팅홀(1310)의 일측은 가이드 바(1300)에 구비되고, 타측은 하부 플레이트(1120)의 홈부(1121)에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출 유로(1400)는 하부 플레이트(1120)의 홈부(1121)에 배치되어 팩 하우징(1100)에 결합될 수 있다. 가스 배출 유로(1400)는 홈부(1121)에 구비된 복수의 벤팅홀(1310)과 연통될 수 있으며, 이에 따라 복수의 벤팅홀(1310)을 통과한 고온의 가스 등은 가스 배출 유로(1400)를 따라 충분히 유동한 뒤 외부로 배출될 수 있다.
가스 배출 유로(1400)는 홈부(1121)에 배치되는 바디부(1410) 및 고온의 가스 등이 유동하는 메인 유로(1420)를 포함할 수 있다.
바디부(1410)는 홈부(1121)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 적어도 일부 영역에서 홈부(1121)에 구비된 복수의 벤팅홀(1310)과 연통될 수 있다.
메인 유로(1420)는 바디부(1410)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도면들을 참조하면, 메인 유로(1420)는 바디부(1410)의 측면에 연결될 수 있으며, 이에 따라 복수의 벤팅홀(1310)을 통과한 고온의 가스 등은 메인 유로(1420)로 유입될 수 있다.
메인 유로(1420)는 바디부(1410)와 나란하게 제1 방향으로 연장된 관(tube) 형태일 수 있다. 메인 유로(1420)로 유입된 고온의 가스 등은 제1 방향을 따라 유동한 뒤 가스 배출 유로(1400)의 또는 메인 유로(1420)의 일단부(1421)를 통해 배출될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 메인 유로(1420)는 제1 방향(또는 팩 하우징(1100)의 길이 방향)으로 연장된 형태를 가지고, 이에 고온의 가스 등은 메인 유로(1420) 내에서 충분히 유동한 뒤 외부로 배출될 수 있다. 고온의 가스 등은 메인 유로(1420) 내에서 유동하면서 온도 및 이동속도가 감소될 수 있으며, 이에 따라 가스 등의 안전한 배출이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1000)이 차량에 탑재된 상태에서 메인 유로(1420)의 일단부(1421)는 차량의 측면 방향을 향할 수 있다. 즉, 차량의 측면(x 방향 또는 y방향)을 통해 가스가 최종적으로 배출되므로 탑승객의 안전이 확보될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가스 배출 유로(1400)는 메인 유로(1420)에서 연장되는 연장부(1422)를 더 포함할 수 있다. 연장부(1422)는 메인 유로(1420)와 일단부(1421) 사이에 배치될 수 있다.
연장부(1422)는 메인 유로(1420)와 나란하게 제1 방향으로 연장된 제1 연장부(1422a)와 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장된 제2 연장부(1422b)를 포함할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가스 배출 유로를 나타낸 도면이다.
도 6a는 가스 배출 유로(1400)가 메인 유로(1420)만을 포함(연장부(1422)를 포함하지 않음)하는 실시예를 나타낸다. 도 6a를 참조하면, 가스 배출 유로(1400)는 바디부(1410) 및 바디부(1410)와 연결되며 제1 방향으로 연장된 메인 유로(1420)를 포함할 수 있다. 메인 유로(1420)로 유입된 고온의 가스 등은 메인 유로(1420) 내에서 제1 방향으로 유동하여 일단부(1421)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 6b 내지 도 6d는 가스 배출 유로(1400)가 메인 유로(1420) 및 연장부(1422)를 포함하는 실시예들을 나타낸다. 가스 배출 유로(1400)는 도 6b에 도시된 것과 같이 메인 유로(1420)와 일단부(1421) 사이에 제1 연장부(1422a)를 더 포함하거나, 도 6c에 도시된 것과 같이 메인 유로(1420)와 일단부(1421) 사이에 제2 연장부(1422b)를 더 포함할 수 있다. 또는, 도 6d에 도시된 것과 같이, 메인 유로(1420)와 일단부(1421) 사이에 제1 연장부(1422a) 및 제2 연장부(1422b)를 모두 포함할 수 있다.
도 6b 내지 도 6d에 도시된 실시예에 따르면, 가스 배출 유로(1400)가 연장부(1422)를 더 포함함에 따라 고온의 가스 등이 유동하는 경로의 길이가 증가할 수 있으며, 배터리 팩(1000)의 안정성이 더욱 증대될 수 있다.
추가 실시예로, 가스 배출 유로(1400)는 가스 등이 일 방향으로 유동하도록 가스 등의 역류를 방지하기 위한 구조를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스 등의 역류를 방지하기 위한 구조로 역류 방지 밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 역류 방지 밸브는 메인유로(1420) 및/또는 연장부(1422)에 한 군데 이상으로 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 복수의 배터리 셀(1200)에서 배출된 고온의 가스 등은 벤팅홀(1310)을 통해 곧바로 외부로 배출되지 않고, 벤팅홀(1310)과 연통된 메인 유로(1420)를 따라 유동한 뒤 외부로 배출되도록 이루어질 수 있다. 따라서, 고온의 가스 등을 보다 안전하게 배출시킬 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1000: 배터리 팩
1100: 팩 하우징
1200: 배터리 셀
1240: 벤팅부
1300: 가이드 바
1310: 벤팅홀
1400: 가스 배출 유로
1410: 바디부
1420: 메인 유로
1422: 연장부
1500: 가스 유도부

Claims (11)

  1. 벤팅부를 포함하는 복수의 배터리 셀;
    길이 방향을 따라 복수의 배터리 셀이 배치되며, 상기 벤팅부와 연통되는 벤팅홀을 포함하는 팩 하우징; 및
    상기 벤팅홀과 연통되며, 상기 벤팅부를 통해 배출된 가스를 외부로 배출시키도록 구성된 가스 배출 유로;를 포함하며,
    상기 가스 배출 유로는, 상기 팩 하우징에 결합되는 바디부; 및
    상기 바디부와 연결되며, 상기 팩 하우징의 길이 방향으로 연장된 관 형태의 메인 유로;를 포함하는, 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀은 길이 방향의 적어도 일측에 상기 벤팅부를 포함하고, 상기 벤팅홀은 상기 팩 하우징의 폭 방향의 적어도 일측에 상기 팩 하우징의 길이 방향을 따라 상기 복수의 배터리 셀 각각과 대응하도록 복수 개로 구비되며,
    상기 복수의 배터리 셀은 상기 벤팅부가 상기 팩 하우징의 폭 방향으로 놓인 상태에서 상기 벤팅홀과 인접하도록 배치되는, 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벤팅부와 상기 벤팅홀 사이에 배치되어, 상기 벤팅부에서 배출된 가스를 상기 벤팅홀로 유도하는 가스 유도부를 더 포함하는, 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 벤팅홀은 상기 팩 하우징의 높이 방향으로 형성되며,
    상기 가스 유도부는 상기 벤팅홀과 나란한 방향으로 길이를 갖는, 배터리 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 팩 하우징은, 하부 플레이트; 및
    상기 팩 하우징의 길이 방향으로 연장되어 상기 하부 플레이트 상에서 상기 팩 하우징의 폭 방향으로 이격 배치되며, 상기 벤팅홀을 포함하는 가이드 바;를 포함하고,
    상기 가스 유도부는 상기 벤팅홀에 결합되는, 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스 유도부는,
    경사면을 포함하며, 상기 벤팅부와 대향하는 제1 부분; 및
    직선면을 포함하며, 상기 벤팅홀에 결합되는 제2 부분;을 포함하는, 배터리 팩.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하부 플레이트는 상기 가이드 바가 배치된 면의 반대측 면에 홈부를 포함하며,
    상기 바디부는 상기 홈부에 배치되는, 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출 유로는 상기 메인 유로에서 연장되는 연장부를 더 포함하며, 상기 벤팅부를 통해 배출된 가스는 상기 가스 배출 유로의 일단부를 통해 외부로 배출되는, 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가스 배출 유로는, 상기 메인 유로에서 상기 팩 하우징의 길이 방향으로 연장된 제1 연장부; 및
    상기 메인 유로에서 상기 팩 하우징의 폭 방향으로 연장된 제2 연장부; 중 적어도 하나를 더 포함하는, 배터리 팩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출 유로는, 상기 가스 배출 유로로 유입된 가스가 일 방향으로 유동하도록 역류 방지 밸브를 더 포함하는, 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하며,
    상기 벤팅부를 통해 배출된 가스는 측면으로 배출되는, 차량.
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