KR20240081284A - Battery module, battery pack and vehicle comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 배터리 셀 복수개를 포함하는 셀 적층체; 상기 전극 리드와 전기적으로 연결되는 버스바 및 상기 버스바가 안착되는 버스바 프레임을 포함하며, 상기 셀 적층체의 일 측을 커버하도록 구성되는 버스바 프레임 어셈블리; 및 상기 버스바 프레임 어셈블리를 커버하도록 구성되는 내화성 커버 및 상기 전극 리드 및 상기 버스바 중 적어도 어느 하나와 결합되는 금속 부재를 포함하는 내화성 커버 어셈블리; 를 포함한다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a cell stack including a plurality of battery cells each having electrode leads; a bus bar frame assembly including a bus bar electrically connected to the electrode lead and a bus bar frame on which the bus bar is seated, and configured to cover one side of the cell stack; and a fire-resistant cover configured to cover the bus bar frame assembly and a fire-resistant cover assembly including a metal member coupled to at least one of the electrode lead and the bus bar. Includes.
Description
본 발명은 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a battery pack including the same, and a vehicle.
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.As the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and portable phones is rapidly increasing, and the commercialization of robots and electric vehicles is in full swing, research on high-performance secondary batteries capable of repeated charging and discharging is actively underway.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 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.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among these, lithium secondary batteries have little memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so they can be freely charged and discharged. It is receiving attention for its extremely low self-discharge rate and high energy density.
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 positive and negative electrode plates coated with the positive and negative electrode active materials 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.
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. Generally, lithium secondary batteries can be classified into can-type secondary batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type secondary 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 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차나 전력저장장치(Energy Storage System; ESS)와 같은 중대형 장치에도 구동용이나 에너지 저장용으로 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 이차 전지는 다수가 전기적으로 연결된 상태에서 모듈 케이스 내부에 함께 수납되는 형태로, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 모듈이 다수 연결되어 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.Recently, secondary batteries have been widely used for driving or energy storage not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium to large devices such as electric vehicles and energy storage systems (ESS). A plurality of these secondary batteries can be electrically connected and stored together inside a module case to form one battery module. Additionally, multiple such battery modules can be connected to form one battery pack.
그런데, 이와 같이 다수의 이차 전지(배터리 셀) 또는 다수의 배터리 모듈이 좁은 공간에 밀집되어 있는 경우, 열적 이벤트에 취약할 수 있다. 특히, 어느 하나의 배터리 셀에서 열폭주(thermal runaway) 등의 이벤트가 발생하는 경우, 고온의 가스나 화염, 열 등이 생성될 수 있다. 만일, 이러한 가스나 화염, 열 등이 다른 배터리 셀이나 배터리 모듈로 전달되는 경우, 열 전파(thermal propagation, TP)와 같은 폭발적인 연쇄 반응 상황이 나타날 수 있다. However, when a large number of secondary batteries (battery cells) or a large number of battery modules are crowded in a small space, they may be vulnerable to thermal events. In particular, when an event such as thermal runaway occurs in one battery cell, high temperature gas, flame, or heat may be generated. If these gases, flames, or heat are transferred to other battery cells or battery modules, an explosive chain reaction situation such as thermal propagation (TP) may occur.
더욱이, 전기 자동차와 같은 중대형 배터리 팩의 경우, 출력 및/또는 용량 증대를 위해 많은 수의 배터리 셀과 배터리 모듈이 포함되어 열적 연쇄 반응에 대한 위험성은 더욱 커질 수 있다. 뿐만 아니라, 전기 자동차 등에 탑재된 배터리 팩의 경우, 주변에 운전자 등과 같은 사용자가 존재할 수 있다. 따라서, 특정 배터리 셀이나 모듈에서 발생한 열적 이벤트가 적절하게 제어되지 못하고 연쇄 반응이 발생할 경우, 큰 재산상 피해는 물론이고 인명 피해까지 야기될 수 있다.Moreover, in the case of medium to large battery packs such as electric vehicles, a large number of battery cells and battery modules are included to increase output and/or capacity, so the risk of thermal chain reaction may increase further. In addition, in the case of a battery pack mounted on an electric vehicle, there may be users such as a driver nearby. Therefore, if a thermal event occurring in a specific battery cell or module is not properly controlled and a chain reaction occurs, it may cause not only significant property damage but also loss of life.
이러한 측면에서, 현재 자동차용 배터리 팩이나 모듈 등의 기술분야에서 TP 성능 확보는 주요 화두이다. 특히, 파우치 셀을 사용하는 배터리 팩이나 모듈에서는 TP 성능 확보에 어려움을 겪고 있으며, 이를 해결하기 위해 배터리 셀 자체의 TP 성능 확보뿐 아니라, 배터리 팩과 배터리 모듈 측면에서도 기구적인 TP 솔루션 개발이 함께 요구되고 있다.In this respect, securing TP performance is currently a major topic in technology fields such as automotive battery packs and modules. In particular, it is difficult to secure TP performance in battery packs or modules that use pouch cells, and to solve this, it is necessary to not only secure the TP performance of the battery cell itself, but also develop a mechanical TP solution in terms of the battery pack and battery module. It is becoming.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 효과적인 TP 솔루션이 제공될 수 있도록 구조가 개선된 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was created in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a battery module with an improved structure so that an effective TP solution can be provided, as well as a battery pack and automobile 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.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 배터리 셀 복수개를 포함하는 셀 적층체; 상기 전극 리드와 전기적으로 연결되는 버스바 및 상기 버스바가 안착되는 버스바 프레임을 포함하며, 상기 셀 적층체의 일 측을 커버하도록 구성되는 버스바 프레임 어셈블리; 및 상기 버스바 프레임 어셈블리를 커버하도록 구성되는 내화성 커버 및 상기 전극 리드 및 상기 버스바 중 적어도 어느 하나와 결합되는 금속 부재를 포함하는 내화성 커버 어셈블리; 를 포함한다.A battery module according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems includes a cell stack including a plurality of battery cells having electrode leads; a bus bar frame assembly including a bus bar electrically connected to the electrode lead and a bus bar frame on which the bus bar is seated, and configured to cover one side of the cell stack; and a fire-resistant cover configured to cover the bus bar frame assembly and a fire-resistant cover assembly including a metal member coupled to at least one of the electrode lead and the bus bar. Includes.
상기 금속 부재, 상기 전극 리드 및 상기 버스바의 중첩 영역에는 상기 금속 부재 및 상기 전극 리드를 관통하여 상기 버스바에 이르는 용접부가 형성될 수 있다.A welding portion may be formed in an overlapping area of the metal member, the electrode lead, and the bus bar, penetrating the metal member and the electrode lead and reaching the bus bar.
상기 금속 부재는, 상기 내화성 커버에 인서트 결합될 수 있다.The metal member may be insert-coupled to the fire-resistant cover.
상기 금속 부재는, 인서트 사출에 의해 상기 내화성 커버와 일체로 형성될 수 있다.The metal member may be formed integrally with the fire-resistant cover by insert injection molding.
상기 내화성 커버는, 상기 버스바 프레임의 상단으로부터 상기 셀 적층체를 향하는 방향으로 연장되어 상기 셀 적층체의 상면을 적어도 부분적으로 커버하도록 구성되는 제1 연장부를 구비할 수 있다.The fire-resistant cover may include a first extension portion configured to extend from the top of the bus bar frame in a direction toward the cell stack and at least partially cover the upper surface of the cell stack.
상기 배터리 셀은, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하도록 구성되는 셀 케이스; 및 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 셀 케이스의 외측으로 인출되는 상기 전극 리드; 를 포함할 수 있다.The battery cell includes an electrode assembly; a cell case configured to accommodate the electrode assembly; and the electrode lead connected to the electrode assembly and extended to the outside of the cell case. may include.
상기 셀 케이스는, 상기 전극 조립체가 수용되는 수용부; 및 상기 수용부의 둘레로부터 외측으로 연장되는 실링부; 를 포함할 수 있다.The cell case includes a receiving portion in which the electrode assembly is accommodated; and a sealing portion extending outward from the periphery of the receiving portion; may include.
상기 제1 연장부는, 상기 실링부 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 위치하는 영역인 테라스부와 대응되는 영역을 커버하도록 연장될 수 있다.The first extension part may be extended to cover an area of the sealing part corresponding to a terrace part, which is an area located in a direction in which the electrode lead is pulled out.
상기 배터리 모듈은, 상기 내화성 커버 어셈블리와 상기 버스바 프레임 어셈블리 사이에 개재되는 써멀 베리어를 포함할 수 있다.The battery module may include a thermal barrier interposed between the fire-resistant cover assembly and the bus bar frame assembly.
상기 써멀 베리어는, 실리콘을 포함할 수 있다.The thermal barrier may include silicon.
상기 써멀 베리어는, 상기 금속 부재가 삽입되도록 구성되는 베리어 홀을 구비할 수 있다.The thermal barrier may have a barrier hole configured to insert the metal member.
상기 금속 부재는 상기 내화성 커버의 두께 및 상기 써멀 베리어의 두께의 합과 대응되는 두께를 가질 수 있다.The metal member may have a thickness corresponding to the sum of the thickness of the fire-resistant cover and the thickness of the thermal barrier.
상기 배터리 모듈은, 상기 셀 적층체를 수용하도록 구성되며, 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 형성되는 개방부를 구비하는 모듈 하우징을 포함할 수 있다.The battery module may include a module housing configured to accommodate the cell stack and having an opening formed in a direction in which the electrode lead is drawn out.
상기 버스바 프레임 어셈블리는, 상기 개방부를 커버하도록 구성될 수 있다.The bus bar frame assembly may be configured to cover the opening.
상기 모듈 하우징은, 상기 셀 적층체의 하면과 마주보는 면에 형성되는 벤팅부를 구비할 수 있다.The module housing may include a venting portion formed on a surface facing the lower surface of the cell stack.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 포함한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a battery module according to an embodiment of the present invention as described above.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 포함한다.A vehicle according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a battery pack according to an embodiment of the present invention as described above.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈의 열전파 억제 성능이 향상될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the heat propagation suppression performance of the battery module can be improved.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 버스바 프레임의 전면에 부착하는 내화성 커버의 체결 구조를 보다 강건하게 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the fastening structure of the fire-resistant cover attached to the front of the bus bar frame can be made more robust.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 디렉셔널 벤팅(directional ventiong)이 가능해질 수 있으며, 이로써 예상 못한 지점으로의 벤팅 발생에 따른 위험성을 감소시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, directional venting may be possible, thereby reducing the risk of venting to unexpected points.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 내화성 커버를 고정시키는 공정과 배터리 셀들의 전기적 연결 공정이 동시에 이루어질 수 있어 조립성 및 생산성이 향상될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the process of fixing the fire-resistant cover and the process of electrically connecting the battery cells can be performed at the same time, thereby improving assembly efficiency and productivity.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 내화성 커버의 고정을 위한 별도의 고정 구조 마련 및 스크류, 볼트 등의 체결 부재의 적용이 불필요하다.According to another aspect of the present invention, there is no need to provide a separate fixing structure or apply fastening members such as screws or bolts for fixing the fire-resistant cover.
본 발명에 따르면, 열적 이벤트(thermal event)로부터의 안전성이 향상된 배터리 모듈과 그 응용 장치가 제공될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈이 자동차에 적용되는 경우, 탑승자의 안전을 보다 효과적으로 보장할 수 있다.According to the present invention, a battery module and its application device with improved safety from thermal events can be provided. In particular, when the battery module according to the present invention is applied to a vehicle, the safety of occupants can be more effectively guaranteed.
다만, 본 발명을 통해 도출되는 유리한 효과는 상술한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 유리한 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the advantageous effects derived through the present invention are not limited to the above-described effects, and other advantageous effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.
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 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 내화성 커버 어셈블리가 전극 리드 및 버스바 결합체에 결합된 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 바와는 달리 용접부가 금속 부재, 전극 리드 및 버스바의 중첩 영역에서 각각의 부품들을 관통하여 형성된 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 내화성 커버 어셈블리에 연장부가 구비된 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 내화성 커버 어셈블리에 구비된 연장부가 배터리 셀의 테라스부와 대응되는 영역을 커버하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 배터리 셀의 예시적 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 내화성 커버 어셈블리에 추가적으로 써멀 베리어가 더 적용된 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 배터리 모듈에 있어서, 금속 부재와 써멀 베리어, 전극 리드, 그리고 버스바의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 배터리 모듈에 적용되는 모듈 하우징 및 엔드 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 모듈 하우징에 벤팅부가 구비된 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 모듈 하우징에 구비된 벤팅부가 배터리 셀의 테라스부와 대응되는 영역에 형성되는 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 나타내는 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 diagram showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a structure in which the fire-resistant cover assembly of the present invention is coupled to an electrode lead and bus bar assembly.
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure in which a welded portion penetrates each component in an overlapping area of a metal member, an electrode lead, and a bus bar, unlike that shown in FIG. 2 .
Figure 4 is a diagram showing a structure in which an extension part is provided in the fire-resistant cover assembly of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a structure in which an extension part provided in the fire-resistant cover assembly of the present invention covers an area corresponding to the terrace part of a battery cell.
6 is a diagram showing an exemplary form of a battery cell of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing a structure in which a thermal barrier is additionally applied to the fire-resistant cover assembly.
FIG. 8 is a diagram showing the positional relationship between a metal member, a thermal barrier, an electrode lead, and a bus bar in the battery module shown in FIG. 7.
Figure 9 is a diagram showing a module housing and end plate applied to the battery module of the present invention.
Figure 10 is a diagram showing a structure in which a venting portion is provided in the module housing of the present invention.
Figure 11 is a diagram showing the structure in which the venting part provided in the module housing of the present invention is formed in the area corresponding to the terrace part of the battery cell.
Figure 12 is a diagram showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram showing a car according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 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. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only some 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 options that can replace them are available. It should be understood that equivalents and variations may exist.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 셀 적층체(100), 버스바 프레임 어셈블리(200) 및 내화성 커버 어셈블리(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
상기 셀 적층체(100)는 전극 리드(111)를 구비하는 배터리 셀(110) 복수 개를 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(110)은 예를 들어 파우치 타입의 배터리 셀일 수 있다. 상기 셀 적층체(100)는 서로 인접한 배터리 셀(110) 사이에 개재되는 패드(120)를 포함할 수 있다. 상기 패드(120)는 배터리 셀(110)의 스웰링(swelling)에 따른 부피 팽창을 흡수할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 기능을 고려하여 상기 패드(120)는 탄성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 상기 패드(120)는 내화성 재질을 포함할 수 있다. 상기 패드(120)는 열 전도성이 낮은 재질을 포함할 수 있으며, 이로써 서로 인접한 배터리 셀(110) 간의 열 전이를 지연시키는 써멀 베리어로서 기능할 수 있다. 상기 패드(120)는 배터리 셀(110)과 대응되는 면적을 가질 수 있다.The
상기 버스바 프레임 어셈블리(200)는 전극 리드(111)와 전기적으로 연결되는 버스바(220) 및 버스바(220)가 안착되는 버스바 프레임(210)을 포함할 수 있다. 상기 버스바 프레임 어셈블리(200)는 셀 적층체(100)의 일 측을 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 버스바 프레임(210)은 상기 셀 적층체(100)의 일 측을 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 버스바 프레임(210)은 비전도성 재질을 포함할 수 있다.The bus
본 발명의 배터리 모듈(10)이 패드(120)를 구비하는 경우, 버스바 프레임(210)은 패드(120)의 길이 방향(X축에 나란한 방향) 단부가 삽입되도록 구성되는 패드 삽입부를 구비할 수 있다. 이 경우, 패드(120)는 배터리 셀(110)의 길이 방향(X축에 나란한 방향) 단부를 커버하도록 구성될 수 있으며, 이로써 서로 인접한 한 쌍의 배터리 셀(110) 사이의 열 전달이 패드(120)에 의해 효과적으로 차단될 수 있다.When the
상기 버스바(220)는 전기적으로 연결하고자 하는 배터리 셀(110)의 개수에 따라 복수개가 구비될 수 있다. 상기 버스바(220)는 버스바 프레임(210)을 사이에 두고 셀 적층체(100)와 반대 편에 위치할 수 있다. 상기 전극 리드(111)는 버스바 프레임(210)에 형성된 슬릿을 통과하여 버스바(220)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 서로 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀(110) 각각에 구비된 전극 리드(111) 한 쌍이 하나의 버스바(220) 상에 결합됨으로써 서로 이웃하는 한 쌍의 배터리 셀(110)이 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 버스바 프레임 어셈블리(200)는 한 쌍이 구비될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 버스바 프레임 어셈블리(200)는 각각 셀 적층체(100)의 일 측 및 타 측을 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 한 쌍의 버스바 프레임 어셈블리(200) 중 적어도 어느 하나는 단자(230)를 포함할 수 있다. 상기 단자(230)는 한 쌍이 구비될 수 있다. 본 발명의 배터리 모듈(10)을 구성하는 복수의 배터리 셀(110)들의 전기적 연결 방식에 따라 한 쌍의 단자(230)는 하나의 버스바 프레임 어셈블리(200)에 구비될 수도 있고, 한 쌍의 버스바 프레임 어셈블리(200) 각각에 하나씩 구비될 수도 있다. 상기 단자(230)는, 예를 들어 셀 적층체(100)를 구성하는 복수의 배터리 셀(110)들 중 최 외각에 배치되는 배터리 셀(110)의 전극 리드(111)와 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 단자(230)는 버스바 프레임(210) 상에 직접 결합될 수도 있고, 이와는 달리 버스바 프레임(210) 상에 결합된 버스바(220)에 결합될 수도 있다.The bus
상기 내화성 커버 어셈블리(300)는 내화성 커버(310) 및 금속 부재(320)를 포함할 수 있다. 상기 내화성 커버(310)는 버스바 프레임 어셈블리(200)를 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 버스바 프레임 어셈블리(200)가 한 쌍으로 구비되는 경우, 상기 내화성 커버 어셈블리(300) 역시 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상기 내화성 커버(310)는, 써멀 이벤트(thermal event)이 발생에 따른 고온의 환경에서 버스바 프레임(210)을 보호하고 지지해주도록 구성될 수 있다. 상기 내화성 커버(310)는 버스바 프레임(210)과 비교하여 더 높은 융점을 갖도록 구성될 수 있다. 상기 내화성 커버(310)는 예를 들어 내화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 내화성 커버(310)는 대면하는 버스바 프레임(210)의 면적과 같거나 더 큰 면적을 가질 수 있으며, 이로써 버스바 프레임(210)이 내화성 커버(310)의 외측으로 노출되지 않도록 할 수 있다.The fire-
상기 금속 부재(320)는 내화성 커버(310)에 결합될 수 있다. 상기 금속 부재(320)는 내화성 커버에 인서트 결합될 수 있다. 상기 금속 부재(320)는 인서트 사출에 의해 내화성 커버(310)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 금속 부재(320)는 전도성을 갖는 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속 부재(320)는 예를 들어 알루미늄을 포함할 수 있다. 상기 금속 부재(320)는 복수개 구비될 수 있다. The
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 금속 부재(320)는 전극 리드(111) 및 버스바(220) 중 적어도 어느 하나와 결합될 수 있다. 상기 금속 부재(320)는 외부 단자(230)와 결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 금속 부재(320)는 용접에 의해 미리 형성된 버스바(220)와 전극 리드(111)의 결합체 또는 용접에 의해 미리 형성된 외부 단자(230)와 전극 리드(111)의 결합체 상에 추가적인 용접에 의해 결합될 수 있다. Referring to Figures 1 and 2, the
도 3을 참조하면, 이와는 달리 금속 부재(320), 전극 리드(111) 및 버스바(220)(또는 단자(230))의 중첩 영역에는 금속 부재(320) 및 전극 리드(111)를 관통하여 버스바(220)(또는 단자(230))에 이르는 용접부(W)가 형성될 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 버스바(220)(또는 단자(230)), 전극 리드(111) 및 금속 부재(320) 간의 결합을 위한 한번의 용접 공정을 통해 부품 간의 전기적 연결 및 내화성 커버 어셈블리(300)의 고정이 모두 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3, unlike this, in the overlapping area of the
본 발명의 도면에서는 상기 금속 부재(320)가 내화성 커버(310)의 외측면을 통해 외부로 노출되는 경우만이 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 금속 부재(320)는 내화성 커버(310)의 양 면 중 버스바 프레임 어셈블리(200)와 대향하는 면을 통해서만 노출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 내화성 커버(310)의 외측 면, 즉 버스바 프레임 어셈블리(200)를 향하는 면과 반대 면에서 불필요한 전기적 연결이 발생될 우려가 없다. In the drawing of the present invention, only the case where the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 버스바 프레임 어셈블리(200)를 커버하도록 구성되는 내화성 커버 어셈블리(300)를 구비함으로써 써멀 이벤트 등에 의한 고온 환경에서 버스바 프레임(210)이 구조적으로 붕괴되는 것을 방지하거나 또는 붕괴 시점을 지연시킬 수 있다. 다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은, 내화성 커버 어셈블리(300)에 구비된 금속 부재(320)가 버스바 프레임 어셈블리(200)에 구비된 금속 성분을 포함하는 부품과 결합되도록 구성됨으로써 버스바 프레임(210)이 손상된 이 후에도 셀 적층체(100)로부터 외부로 또는 외부로부터 셀 적층체(100)를 향하는 방향으로 고온의 가스 및/또는 화염 등이 이동하는 것을 방지할 수 있다.As described above, the
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 앞서 설명한 실시예에 따른 배터리 모듈과 비교하여 추가적인 요소를 더 구비하는 배터리 모듈(10)이 나타나 있다. 상기 배터리 모듈(10)은, 내화성 커버(310)의 구조에 있어서 앞선 실시예에 따른 배터리 모듈과는 차이가 있다.Next, referring to FIGS. 4 and 5 , a
이러한 배터리 모듈(10)에 있어서, 내화성 커버(310)는 제1 연장부(311)를 구비할 수 있다. 상기 제1 연장부(311)는 버스바 프레임(210)의 상단으로부터 셀 적층체(100)를 향하는 방향으로 연장되어 셀 적층체(100)의 상면(X-Y 평면과 나란한 면)을 적어도 부분적으로 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 연장부(311)가 구비되는 경우, 배터리 셀(110)의 길이 방향(X축과 나란한 방향) 일 측 단부에서 발생된 벤팅 가스가 셀 적층체(100)의 상방으로 분출되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.In this
상기 제1 연장부(311)는, 배터리 셀(110)의 실링부(12b) 전체 영역 중 전극 리드(111)가 인출되는 방향에 위치하는 영역에 해당하는 테라스부(T)(도 5 참조)가 셀 적층체(100)의 상방으로 노출되지 않도록 연장될 수 있다. The
도 4 및 도 5와 함께 도 6을 참조하면, 상기 배터리 셀(110)은 전극 조립체(미도시), 전극 조립체를 수용하도록 구성되는 셀 케이스(112) 및 전극 조립체와 연결되어 셀 케이스(112)의 외측으로 인출되도록 구성되는 전극 리드(111)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(110)은, 전극 리드(111)를 부분적으로 감싸며 전극 리드(111)와 셀 케이스(112)의 실링 영역 사이에 개재되는 리드 필름(113)을 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(110)은 앞서 설명한 바와 같이 파우치 타입의 배터리 셀일 수 있다. 상기 전극 리드(111)는 한 쌍이 구비될 수 있으며, 이 경우, 본 발명의 도면에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전극 리드(111)는 셀 케이스(112)로부터 서로 반대 방향으로 인출될 수 있다. 다만, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 전극 리드(111)는 동일한 방향으로 인출될 수도 있다.Referring to FIG. 6 along with FIGS. 4 and 5, the
한 쌍의 전극 리드(111)가 동일한 방향으로 인출되는 경우, 버스바 프레임 어셈블리(200)는 하나 구비될 수 있다. 한 쌍의 전극 리드(111)가 서로 반대 방향으로 인출되는 경우, 버스바 프레임 어셈블리(200)는 한 쌍이 구비될 수 있다. When a pair of electrode leads 111 are pulled out in the same direction, one bus
상기 셀 케이스(112)는 전극 조립체가 수용되도록 구성되는 수용부(112a) 및 수용부(112a)의 둘레로부터 외측으로 연장되는 실링부(112b)를 포함할 수 있다. 실링부(112b)의 전체 영역 중 전극 리드(111)가 인출되는 방향에 위치하는 영역을 앞서 설명한 바와 같이 테라스부(T)라고 정의할 수 있다. 본 발명에 도시된 바와 같이 셀 케이스(112)의 평면 상(shape)이 대략 직사각형인 경우, 예를 들어 셀 케이스(112)의 테두리에 형성되는 실링 영역(112b) 중 일 측 변의 일 단부로부터 타 단부에 이르는 영역 전체를 가리켜 테라스부(T)라고 칭할 수 있다.The
이러한 테라스부(T)는 전극 리드(111)가 인출되는 영역에 해당하므로 셀 케이스(112)를 구성하는 상부 케이스와 하부 케이스의 접합 부위의 구조가 나머지 실링 영역처럼 평탄하지 않고 굴곡진 형태를 가질 수 있다. 이러한 구조적 특성으로 인해 테라스부(T)는 배터리 셀(110)의 내압 증가 시에 나머지 실링부(112b)와 비교하여 더 빠른 시점에 파단될 수 있다. 더욱이, 파우치 타입의 배터리 셀(110)에 있어서, 테라스부(T)와 전극 조립체(미도시) 사이에는 배터리 셀(110) 내부에서 발생된 가스가 모일 수 있는 가스 포집 공간이 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 가스 포집 공간에 모인 가스의 압력에 의해 테라스부(T)에서 벤팅이 우선적으로 발생할 수 있다. 상기 제1 연장부(311)는, 이처럼 테라스부(T)를 통해 벤팅 가스가 배출되는 경우에 있어서 벤팅 가스가 배터리 모듈(10)의 상방(Z축 양의 방향)으로 향하는 것을 억제할 수 있으며, 이로써 디렉셔널 벤팅(directional venting)을 유도할 수 있다. Since this terrace portion T corresponds to the area where the
상기 제1 연장부(311)는 셀 적층체(100)의 상단에 밀착될 수 있다. 상기 배터리 셀(110)에 있어서, 셀 케이스(112)의 실링부(112b) 중 측부에 위치하는 실링부(112b), 즉 셀 적층체(100)의 높이 방향(Z축에 나란한 방향) 양 단부에 위치하는 실링부(112b)는 수용부(112a)를 향하도록 폴딩(folding)될 수 있다. 상기 제1 연장부(311)는 이처럼 폴딩된 실링부(112b)에 밀착되도록 구성될 수 있다. The
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 셀 적층체(100)가 패드(120)를 포함하는 경우, 패드(120)의 높이(Z축 방향을 따른 길이)는 셀 적층체(100)의 높이와 대응될 수 있다. 이 경우, 제1 연장부(311)는 셀 적층체(100)를 구성하는 배터리 셀(110) 및 패드(120) 각각의 상단에 밀착되도록 구성될 수 있다. As described above, when the
이처럼 제1 연장부(311)가 셀 적층체(100)의 상단에 밀착되도록 구성됨으로써 테라스부(T)를 통해 배출되는 벤팅 가스가 셀 적층체(100)의 상방으로 누설되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 이로써 디렉셔널 벤팅 효과를 극대화 할 수 있다.In this way, the
한편, 상기 내화성 커버(310)는 단자(230)를 수용하도록 구성되는 제1 수용부(310a)를 구비할 수 있다. 본 발명의 배터리 모듈(10)이 단자(230)를 구비하는 경우에 있어서, 단자(230)의 연장 방향 및/또는 연장 길이 등에 따라 내화성 커버(310)에 단자(230)가 통과될 수 있는 홀이 형성될 필요가 있을 수 있다. 상기 제1 수용부(310a)는 단자(230)와 대응되는 형상을 갖는 홀일 수 있다. 상기 제1 수용부(310a)는 단자(230)의 개수에 따라 한 개 또는 두 개가 구비될 수 있다. 상기 제1 수용부(310a)는 단자(230)의 연장 방향 및/또는 길이 등에 따라 제1 연장부(311)에 형성될 수도 있고, 제1 연장부(311) 이 외의 영역에 형성될 수도 있다.Meanwhile, the fire-
상기 내화성 커버(310)에 제1 수용부(310a)가 구비되는 경우, 내화성 커버 어셈블리(300)가 금속 재질을 포함하는 단자(230)를 통해 셀 적층체(100)와 버스바 프레임 어셈블리(200)의 결합체에 결합될 수 있다. 따라서, 고온 환경에서 버스바 프레임(210)에 파손이 발생되더라도 내화성 커버 어셈블리(300)의 배치 위치가 유지될 수 있다. 또한, 상기 제1 수용부(310a)가 구비되는 경우, 금속 부재(320)를 전극 리드(111) 및/또는 버스바(220)와 용접하는 공정을 수행함에 있어서, 용접 대상물들의 위치를 정렬하는 공정이 용이해질 수 있으며, 이로써 생산성 및 품질이 향상될 수 있다.When the fire-
다음으로, 도 7을 참조하면, 앞선 실시예들과 비교하여 써멀 베리어(400)를 더 포함하는 배터리 모듈(10)이 나타나 있다. 상기 배터리 모듈(10)은 내화성 커버 어셈블리(300)와 버스바 프레임 어셈블리(200) 사이에 개재되는 써멀 베리어(400)를 포함할 수 있다. 상기 써멀 베리어(400)는 써멀 이벤트에 따른 고온 환경에서 셀 적층체(100)와 배터리 모듈(10) 사이의 열 전이를 최소화 하도록 구성될 수 있다. 상기 써멀 베리어(400)는 예를 들어 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 버스바 프레임 어셈블리(200)가 한 쌍으로 구비되는 경우, 상기 써멀 베리어(400) 역시 한 쌍으로 구비될 수 있다.Next, referring to FIG. 7, a
상기 써멀 베리어(400)는 제2 연장부(410)를 구비할 수 있다. 상기 제2 연장부(410)는 버스바 프레임(210)의 상단으로부터 셀 적층체(100)를 향하는 방향으로 연장되어 셀 적층체(100)의 상면(X-Y 평면과 나란한 면)을 적어도 부분적으로 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 연장부(420)가 구비되는 경우, 배터리 셀(110)의 길이 방향(X축과 나란한 방향) 일 측 단부에서 발생된 벤팅 가스가 셀 적층체(100)의 상방으로 분출되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. The
상기 제2 연장부(410)는, 배터리 셀(110)의 실링부(112b)의 전체 영역 중 전극 리드(111)가 인출되는 방향에 위치하는 영역에 해당하는 테라스부(T)(도 5 참조)가 셀 적층체(100)의 상방으로 노출되지 않도록 연장될 수 있다. 상기 제2 연장부(410)는, 이처럼 테라스부(T)를 통해 벤팅 가스가 배출되는 경우에 있어서 벤팅 가스가 배터리 모듈(10)의 상방(Z축 양의 방향)으로 향하는 것을 억제할 수 있으며, 이로써 디렉셔널 벤팅(directional venting)을 유도할 수 있다. The
상기 제2 연장부(410)는 셀 적층체(100)의 상단에 밀착될 수 있다. 상기 배터리 셀(110)에 있어서, 셀 케이스(112)의 실링부(112b) 중 측부에 위치하는 실링부(112b), 즉 셀 적층체(100)의 높이 방향(Z축에 나란한 방향) 양 단부에 위치하는 실링부(112b)는 수용부(112a)를 향하도록 폴딩(folding)될 수 있다. 상기 제2 연장부(410)는 이처럼 폴딩된 실링부(112b)에 밀착되도록 구성될 수 있다. The
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 셀 적층체(100)가 패드(120)를 포함하는 경우, 패드(120)의 높이(Z축 방향을 따른 길이)는 셀 적층체(100)의 높이와 대응될 수 있다. 이 경우, 제2 연장부(410)는 셀 적층체(100)를 구성하는 배터리 셀(110) 및 패드(120) 각각의 상단에 밀착되도록 구성될 수 있다. As described above, when the
이처럼 제2 연장부(410)가 셀 적층체(100)의 상단에 밀착되도록 구성됨으로써 테라스부(T)를 통해 배출되는 벤팅 가스가 셀 적층체(100)의 상방으로 누설되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 이로써 디렉셔널 벤팅 효과를 극대화 할 수 있다.In this way, the
한편, 본 발명의 배터리 모듈(10)에 있어서, 내화성 커버(310)의 제1 연장부(311)와 써멀 베리어(400)의 제2 연장부(410)가 모두 구비되는 경우 제1 연장부(311)는 제2 연장부(410)를 적어도 부분적으로 커버하도록 구성될 수 있다. 이처럼 제1 연장부(311)와 제2 연장부(410)가 중첩되는 경우, 벤팅 가스가 셀 적층체(100)의 상방으로 이동하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.Meanwhile, in the
상기 써멀 베리어(400)는 단자(230)를 수용하도록 구성되는 제2 수용부(400a)를 구비할 수 있다. 본 발명의 배터리 모듈(10)이 단자(230)를 구비하는 경우에 있어서, 단자(230)의 연장 방향 및/또는 연장 길이 등에 따라 써멀 베리어(400)에 단자(230)가 통과될 수 있는 홀이 형성될 필요가 있을 수 있다. 상기 제2 수용부(400a)는 단자(230)의 개수에 따라 한 개 또는 두 개가 구비될 수 있다. 상기 제2 수용부(400a)는 단자(230)의 연장 방향 및/또는 길이 등에 따라 제2 연장부(410)에 형성될 수도 있고, 제2 연장부(410) 이 외의 영역에 형성될 수도 있다.The
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 써멀 베리어(400)는 내화성 커버 어셈블리(300)의 금속 부재(320)가 삽입되도록 구성되는 베리어 홀(400b)을 구비할 수 있다. 상기 베리어 홀(400b)은 금속 부재(320)의 개수와 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 상기 베리어 홀(400b)은 금속 부재(320)의 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 내화성 커버 어셈블리(300)의 금속 부재(320)는 써멀 베리어(400)의 베리어 홀(400b)을 통과하여 전극 리드(111) 및/또는 버스바(220)와 결합될 수 있다. 상기 금속 부재(320)는 내화성 커버(310)의 두께 및 써멀 베리어(400)의 두께의 합과 대응되는 두께를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 금속 부재(320)가 전극 리드(111) 및/또는 버스바(220)와 결합하였을 때 내화성 커버 어셈블리(300), 써멀 베리어(400), 전극 리드(111)(또는 버스바(220))가 서로 밀착될 수 있으며, 이로써 데드 스페이스의 발생을 방지할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8 , the
상술한 바와 같이, 본 발명의 배터리 모듈(10)이 내화성 커버 어셈블리(300)와 써멀 베리어(400)를 모두 구비하는 경우, 열 전파(thermal propagation)을 더욱 효과적으로 제한할 수 있다. 다른 측면에서, 내화성 커버(310)와 써멀 베리어(400) 간의 밀착 구조를 통해 부품의 추가 적용에 따른 에너지 밀도 감소를 최소화 할 수 있다.As described above, when the
다음으로, 도 9를 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(10)에 구비되는 모듈 하우징(500) 및 엔드 플레이트(600)가 나타나 있다.Next, referring to FIG. 9, the
상기 모듈 하우징(500)은 셀 적층체(100) 또는 셀 적층체(100)와 버스바 프레임 어셈블리(200)의 결합체를 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 모듈 하우징(500)은 전극 리드(111)가 인출되는 방향에 형성되는 개방부를 구비할 수 있다. 이러한 개방부는 모듈 하우징(500)의 길이 방향(X축에 나란한 방향) 일 측 또는 양 측에 구비될 수 있다. 앞서 설명한 버스바 프레임 어셈블리(200)는 모듈 하우징(500)의 개방부를 커버하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 도면에서는 상기 모듈 하우징(500)이 투 피스(two piece)로 구성된 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 모듈 하우징(500)은 개방부가 구비된 일체의 하우징일 수 있다.The
도 9와 함께 도 10을 참조하면, 상기 모듈 하우징(500)은 셀 적층체(100)의 하면(X-Y 평면과 나란한 면)과 마주보는 면에 형성되는 벤팅부(510)를 구비할 수 있다. 상기 벤팅부(510)는 예를 들어 모듈 하우징(500)을 구성하는 플레이트의 두께를 부분적으로 감소시킴으로써 형성될 수 있다. 다만, 상기 벤팅부(510)의 구조가 이로써 한정되는 것은 아니며, 모듈 하우징(500)에 있어서 주변 영역보다 취약한 소재를 적용함으로써 벤팅부(510)를 형성할 수도 있다. 그 밖에도, 상기 벤팅부(510)는 모듈 하우징(500)을 관통하여 설치되며 내압이 임계 압력 이상에서 개방되도록 구성되는 밸브일 수도 있다. 상기 밸브는 배터리 모듈(10)의 내부에서 외부를 향하는 방향으로만 개방 가능하도록 구성되는 일 방향 밸브일 수 있다. 상기 벤팅부(510)는 한 개 또는 복수 개가 구비될 수 있다. Referring to FIG. 10 together with FIG. 9 , the
도 11을 참조하면, 상기 벤팅부(510)는 배터리 셀(110)의 테라스부(T)와 대응되는 위치에 구비될 수 있다. 본 발명의 내화성 커버(310)가 셀 적층체(100)의 상부에서 테라스부(T)와 대응되는 영역을 커버하도록 구성되고, 벤팅부(510)가 모듈 하우징(500)의 하면에서 테라스부(T)와 대응되는 위치에 구비되는 경우, 디렉셔널 벤팅의 유도 효과가 증대될 수 있다. 또한, 가스 배출의 신속성 역시 향상될 수 있다.Referring to FIG. 11 , the venting
다시 도 9를 참조하면, 을 참조하면, 상기 엔드 플레이트(600)는 셀 적층체(100), 버스바 프레임 어셈블리(200), 내화성 커버 어셈블리(300)를 포함하는 결합체가 모듈 하우징(500)에 수용된 상태에서 모듈 하우징(500)의 개방부를 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 엔드 플레이트(600)는 모듈 하우징(500)에 구비되는 개방부의 개수와 대응되는 개수로 구비될 수 있다. Referring again to FIG. 9 , the
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)을 포함한다. 상기 배터리 팩(1)은 배터리 모듈(10)을 수용하도록 구성되는 팩 하우징(20)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 배터리 팩(1)이 이로써 한정되는 것은 아니다. 상기 배터리 팩(1)은 복수의 배터리 모듈(10)을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 배터리 모듈(10)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 12, a
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(V)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)을 포함한다. 상기 자동차(V)는 배터리 팩(1)에 의해 전력을 공급 받아 동작하도록 구성될 수 있다. 상기 자동차(V)는 예를 들어 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차(HEV)일 수 있다.Referring to FIG. 13, a vehicle V according to an embodiment of the present invention includes a
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.
V: 자동차
1: 배터리 팩
20: 팩 하우징
10: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
111: 전극 리드
112: 셀 케이스
112a: 수용부
112b: 실링부
T: 테라스부
113: 리드 필름
120: 패드
200: 버스바 프레임 어셈블리
210: 버스바 프레임
220: 버스바
230: 단자
300: 내화성 커버 어셈블리
310: 내화성 커버
310a: 제1 수용부
311: 연장부
320: 금속 부재
W: 용접부
400: 써멀 베리어
410: 제2 연장부
400a: 제2 수용부
400b: 베리어 홀
500: 모듈 하우징
510: 벤팅부
600: 엔드 플레이트V: car
1: Battery pack
20: pack housing
10: Battery module
110: battery cell
111: electrode lead
112: cell case
112a: receiving portion
112b: Sealing part
T: Terrace part
113: lead film
120: pad
200: Busbar frame assembly
210: Busbar frame
220: Bus bar
230: terminal
300: Fire resistant cover assembly
310: fire resistant cover
310a: first receiving portion
311: extension part
320: Metal member
W: weld area
400: Thermal barrier
410: second extension part
400a: second receiving portion
400b: Barrier Hall
500: module housing
510: venting part
600: End plate
Claims (16)
상기 전극 리드와 전기적으로 연결되는 버스바 및 상기 버스바가 안착되는 버스바 프레임을 포함하며, 상기 셀 적층체의 일 측을 커버하도록 구성되는 버스바 프레임 어셈블리; 및
상기 버스바 프레임 어셈블리를 커버하도록 구성되는 내화성 커버 및 상기 전극 리드 및 상기 버스바 중 적어도 어느 하나와 결합되는 금속 부재를 포함하는 내화성 커버 어셈블리;
를 포함하는 배터리 모듈.A cell stack including a plurality of battery cells provided with electrode leads;
a bus bar frame assembly including a bus bar electrically connected to the electrode lead and a bus bar frame on which the bus bar is seated, and configured to cover one side of the cell stack; and
a fire-resistant cover assembly including a fire-resistant cover configured to cover the bus bar frame assembly and a metal member coupled to at least one of the electrode lead and the bus bar;
A battery module containing a.
상기 금속 부재, 상기 전극 리드 및 상기 버스바의 중첩 영역에는 상기 금속 부재 및 상기 전극 리드를 관통하여 상기 버스바에 이르는 용접부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
A battery module, characterized in that a welding portion is formed in an overlapping area of the metal member, the electrode lead, and the bus bar, penetrating the metal member and the electrode lead and reaching the bus bar.
상기 금속 부재는,
상기 내화성 커버에 인서트 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
The metal member is,
A battery module characterized in that the insert is coupled to the fire-resistant cover.
상기 금속 부재는,
인서트 사출에 의해 상기 내화성 커버와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
The metal member is,
A battery module, characterized in that it is formed integrally with the fire-resistant cover by insert injection.
상기 내화성 커버는,
상기 버스바 프레임의 상단으로부터 상기 셀 적층체를 향하는 방향으로 연장되어 상기 셀 적층체의 상면을 적어도 부분적으로 커버하도록 구성되는 제1 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
The fire-resistant cover is,
A battery module, characterized in that it has a first extension portion extending from the top of the bus bar frame in a direction toward the cell stack and configured to at least partially cover the upper surface of the cell stack.
상기 배터리 셀은, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하도록 구성되는 셀 케이스; 및 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 셀 케이스의 외측으로 인출되는 상기 전극 리드; 를 포함하며,
상기 셀 케이스는, 상기 전극 조립체가 수용되는 수용부; 및 상기 수용부의 둘레로부터 외측으로 연장되는 실링부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 5,
The battery cell includes an electrode assembly; a cell case configured to accommodate the electrode assembly; and the electrode lead connected to the electrode assembly and extended to the outside of the cell case. Includes,
The cell case includes a receiving portion in which the electrode assembly is accommodated; and a sealing portion extending outward from the periphery of the receiving portion; A battery module comprising:
상기 제1 연장부는,
상기 실링부 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 위치하는 영역인 테라스부와 대응되는 영역을 커버하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 6,
The first extension part,
A battery module, characterized in that it extends to cover an area of the sealing part corresponding to a terrace part, which is an area located in a direction in which the electrode lead is drawn out.
상기 배터리 모듈은,
상기 내화성 커버 어셈블리와 상기 버스바 프레임 어셈블리 사이에 개재되는 써멀 베리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
The battery module is,
A battery module comprising a thermal barrier interposed between the fire-resistant cover assembly and the bus bar frame assembly.
상기 써멀 베리어는,
실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 8,
The thermal barrier is,
A battery module comprising silicon.
상기 써멀 베리어는,
상기 금속 부재가 삽입되도록 구성되는 베리어 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 8,
The thermal barrier is,
A battery module comprising a barrier hole configured to insert the metal member.
상기 금속 부재는 상기 내화성 커버의 두께 및 상기 써멀 베리어의 두께의 합과 대응되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 10,
The battery module, wherein the metal member has a thickness corresponding to the sum of the thickness of the fire-resistant cover and the thickness of the thermal barrier.
상기 배터리 모듈은,
상기 셀 적층체를 수용하도록 구성되며, 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 형성되는 개방부를 구비하는 모듈 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 1,
The battery module is,
A battery module comprising a module housing configured to accommodate the cell stack and having an opening formed in a direction in which the electrode lead is drawn out.
상기 버스바 프레임 어셈블리는,
상기 개방부를 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 12,
The busbar frame assembly,
A battery module, characterized in that it is configured to cover the opening.
상기 내화성 커버는, 상기 버스바 프레임의 상단으로부터 상기 셀 적층체를 향하는 방향으로 연장되어 상기 셀 적층체의 상면을 적어도 부분적으로 커버하도록 구성되는 제1 연장부를 구비하며,
상기 모듈 하우징은, 상기 셀 적층체의 하면과 마주보는 면에 형성되는 벤팅부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 13,
The fire-resistant cover has a first extension portion configured to extend from the top of the bus bar frame in a direction toward the cell stack and at least partially cover the upper surface of the cell stack,
The module housing is a battery module, characterized in that it is provided with a venting portion formed on a side facing the lower surface of the cell stack.
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