WO2020242035A1 - 열 폭주 현상 발생 시 내부로 투입된 냉각수가 흐를 수 있는 경로를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 ess - Google Patents

열 폭주 현상 발생 시 내부로 투입된 냉각수가 흐를 수 있는 경로를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 ess Download PDF

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battery module
cooling water
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이진규
김수한
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module having a path through which coolant injected into the inside of a thermal runaway phenomenon can flow, a battery pack including the same, and an energy storage system (ESS), and more specifically, a thermal runaway phenomenon occurs.
  • ESS energy storage system
  • an abnormality such as a short circuit occurs in some battery cells, and the temperature continuously increases, resulting in a thermal runaway phenomenon when the temperature of the battery cells exceeds the critical temperature. .
  • a thermal runaway phenomenon occurs in some battery cells, a safety issue may arise.
  • the cell stack accommodated inside the battery module has a structure in which a pad is interposed between a certain number of battery cells as one unit module to secure a space capable of absorbing swelling between adjacent unit modules. .
  • the present invention is to prevent the flame from spreading larger by quickly lowering the temperature inside the battery module when a flame due to thermal runaway occurs in some battery cells inside the battery module. It is for work purposes.
  • a battery module according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems includes a unit module stack formed by stacking a plurality of unit modules stacked with a plurality of battery cells; A swelling absorption pad interposed between the unit modules adjacent to each other; And a module housing accommodating the unit module stack and the swelling absorbing pad. Including, the swelling absorption pad includes a cooling water flow path extending along the longitudinal direction.
  • the cooling water flow path may include an inlet part provided on one side of the swelling absorption pad in the length direction; An outlet portion provided on the other side of the swelling absorption pad in the longitudinal direction; And a cooling unit that connects between the inlet and the outlet and has a larger cross-sectional area compared to the inlet and the outlet. It may include.
  • the cooling water flow path may have an open shape such that the cooling water flowing through the cooling water flow path directly contacts a pair of battery cells in contact with the swelling absorption pad.
  • the inlet may be positioned higher than the outlet.
  • the battery module may include an air inlet formed through the module housing at one side in the stacking direction of the unit module stack; And an air outlet formed through the module housing at the other side in the stacking direction of the unit module stack. It may include.
  • the battery module may include an expansion pad disposed inside the air inlet and the air outlet, and expands according to contact with the coolant introduced into the battery module to close the air inlet and the air outlet.
  • the battery module may include a pair of busbar frames respectively coupled to one side and the other side in the width direction of the unit module stack.
  • the air inlet and air outlet may be formed at positions corresponding to an empty space formed between the busbar frame and the module housing.
  • the battery module may include a cooling water pipe insertion hole passing through the module housing from one side or the other side in the stacking direction of the unit module stack and communicating with an empty space formed between the busbar frame and the module housing. .
  • a battery pack according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a plurality of battery modules according to an embodiment of the present invention as described above.
  • the ESS according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a plurality of battery modules according to an embodiment of the present invention as described above.
  • the temperature inside the battery module can be quickly lowered to prevent the flame from spreading further.
  • cooling water is injected into the battery module, which has a structure in which a pad for absorbing swelling is interposed between adjacent unit modules, the battery can not flow smoothly through the adjacent unit modules due to the pad.
  • the temperature inside the module can be quickly reduced.
  • a structure that can block the air flow path for the thermal runaway phenomenon can be effectively prevented the propagation.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an energy storage system (ESS) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a connection structure between a water tank and a battery module and a relationship between the water tank and a controller in the battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a sensor, a controller, and a water tank in a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are perspective views illustrating a battery module applied to a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating an internal structure of a battery module applied to a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 and 9 are views showing a specific structure of a swelling absorption pad applied to a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an expansion pad applied to a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a connection structure between a water tank and a battery module, and a relationship between a valve, a controller, and a water tank in a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • an energy storage system includes a plurality of battery packs 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a battery pack 100 includes a pack housing 110, a battery module 120, a water tank 130, a controller 140, It includes a cooling water pipe 150 and a sensor 160.
  • the pack housing 110 is a frame having a substantially rectangular shape that defines the appearance of the battery pack 100, and has a plurality of battery modules 120, a water tank 130, a controller 140, and a cooling water pipe ( 150) and a space in which the sensor 160 can be installed is formed.
  • the plurality of battery modules 120 are provided, and the plurality of battery modules 120 are stacked up and down in the pack housing 110 to form one module stack. A detailed structure of the battery module 120 will be described later in detail with reference to FIGS. 4 to 10.
  • the water tank 130 is provided in the pack housing 110 and stores coolant to be supplied to the battery module 120 when a thermal runaway phenomenon of the battery module 120 occurs.
  • the water tank 130 may be disposed on the upper part of the module stack for fast and smooth supply of cooling water. In this case, even if a separate coolant pump is not used, coolant may be quickly supplied into the battery module 120 due to free fall and water pressure of the coolant. Of course, a separate cooling water pump may be applied to the water tank 130 in order to supply the cooling water more quickly and smoothly.
  • the controller 140 may be connected to the sensor 160 and the water tank 130 to output a control signal for opening the water tank 130 according to a sensing signal from the sensor 160. In addition to these functions, the controller 140 may additionally perform a function as a battery management system (BMS) that is connected to each of the battery modules 120 to manage charge/discharge.
  • BMS battery management system
  • the controller 140 when a gas is detected inside the battery pack 100 due to a thermal runaway phenomenon generated in at least one of the plurality of battery modules 120 or a temperature rise above a reference value is detected, the water tank 130 A control signal for opening) is output, and accordingly, coolant can be supplied into the battery module 120.
  • the coolant is sequentially supplied from the battery module 120 located at the top to the battery module 120 located at the relatively bottom. Accordingly, the flame of the battery module 120 is extinguished and the battery module 120 is cooled, so that the thermal runaway phenomenon can be prevented from spreading to the entire battery pack 100.
  • the cooling water pipe 150 connects between the water tank 130 and the battery module 120 and functions as a passage for transferring the cooling water supplied from the water tank 130 to the battery module 120.
  • one end of the cooling water pipe 150 is connected to a water tank, and the other end is branched by the number of battery modules 120 and connected to each of the plurality of battery modules 120.
  • the sensor 160 senses an increase in temperature and/or gas ejection and transmits a detection signal to the controller 140 Sent to.
  • the sensor 160 may be a temperature sensor or a gas detection sensor, and may have a combination of a temperature sensor and a gas detection sensor.
  • the sensor 160 is installed inside the pack housing 110 to detect an increase in temperature or gas generation inside the battery pack 100.
  • the sensor 160 may be attached inside or outside each of the plurality of battery modules 120 in order to quickly sense the temperature of the battery module 120 and/or the gas generated from the battery module 120.
  • the battery module 120 includes a plurality of battery cells 121, a bus bar frame 122, a module housing 123, an air inlet 124, and an air outlet. It may be implemented in a form including the 125 and the expansion pad 127. In addition, the battery module 120 may further include a swelling absorption pad 126 in addition to the above-described components.
  • the plurality of battery cells 121 are provided, and the plurality of battery cells 121 are stacked to form one unit module 121A, and a plurality of such unit modules 121A are stacked to form one unit module stack. Achieve.
  • a pouch type battery cell may be applied as the battery cell 121.
  • the battery cell 121 includes a pair of electrode leads 121a which are respectively drawn out to both sides in the length direction.
  • the bus bar frame 122 is provided with a pair, and each bus bar frame 122 covers the other side below one side in the width direction of the unit module stack.
  • the electrode lead 121a of the battery cell 121 is drawn out through a slit formed in the bus bar frame 122, is bent, and fixed on the bus bar frame 122 by welding or the like. That is, the plurality of battery cells 121 may be electrically connected by the bus bar frame 122.
  • the module housing 123 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and accommodates a unit module stack therein. Air inlets 124 and air outlets 125 are formed on one side and the other side of the module housing 123 in the length direction.
  • the air inlet 124 is formed on one side in the stacking direction of the module stack, that is, on one side in the length direction of the battery module 120, and is formed in a hole shape through the module housing 123.
  • the air outlet 125 is formed on the other side in the stacking direction of the module stack, that is, the other side in the length direction of the battery module 120, and is formed in the shape of a hole passing through the module housing 123.
  • the air inlet 124 and the air outlet 125 are located on opposite sides across diagonally along the length direction of the mutual battery module 120.
  • an empty space is formed between the busbar frame 122 and the module housing 123. That is, air for cooling the battery cell 121 is between the busbar frame 122 and one of the six surfaces of the module housing 123 that faces one side and the other side in the length direction of the battery cell 121 An empty space to flow is formed.
  • the empty spaces are respectively formed on both sides of the battery module 120 in the width direction.
  • the air inlet 124 is formed at a position corresponding to an empty space formed on one side of the battery module 120 in the width direction, and the air outlet 125 is formed on the other side of the battery module 120 in the width direction. It is formed in a position corresponding to the empty space.
  • the air introduced into the interior through the air inlet 124 is formed on the other side in the width direction of the battery module 120 from an empty space formed on one side of the battery module 120 in the width direction. After cooling the battery cell 121 while moving to the space, it is discharged to the outside of the battery module 120 through the air outlet 125. That is, the battery module 120 corresponds to an air-cooled battery module.
  • the cooling water pipe 150 passes through the module housing 123 from one side or the other side in the stacking direction of the module stack and communicates with the empty space formed between the bus bar frame 122 and the module housing 123. .
  • a cooling water pipe insertion hole 123a into which the cooling water pipe 150 can be inserted is formed on the surface of the module housing 123 on which the air inlet 124 is formed or the air outlet 125 is formed.
  • the cooling water pipe insertion hole 123a communicates with the empty space, and the cooling water pipe 150 is inserted into the battery module 120 through the cooling water pipe insertion hole 123a.
  • the cooling water pipe insertion hole 123a may be formed on the opposite side of the air inlet 124 or on the opposite side of the air outlet 125 along the width direction of the battery module 120.
  • the cooling water introduced into the battery module 120 through the cooling water pipe 150 is from an empty space formed on one side of the battery module 120 in the width direction as shown in FIGS. 4 and 5. ) Flows into the empty space formed on the other side in the width direction and fills the inside of the battery module 120.
  • the battery module 120 may include a swelling absorption pad 126 interposed between unit modules 121A forming a module stack.
  • the swelling absorption pad 126 may include, for example, a material such as silicon, graphite, expanded polypropylene (EPP), expanded polystylene (EPS), and the like, and the swell of the battery cell 121 It has elasticity to absorb the volume expansion along the ring.
  • the swelling absorption pad 126 defines a path through which the coolant can flow to cool the battery cell 121 while the coolant passes between the unit modules 121A adjacent to each other. It includes a cooling water flow path P to be provided.
  • the cooling water flow path P includes an inlet 126a formed on one side of the swelling absorption pad 126 in the longitudinal direction, an outlet 126b formed on the other side of the swelling absorption pad 126 in the longitudinal direction, and an inflow. It includes a cooling part 126c connecting between the part 126a and the outlet part 126b.
  • the cooling water flow path P has an open shape such that the cooling water flowing through the cooling water flow path P directly contacts a pair of battery cells 121 in contact with the swelling absorption pad 126.
  • the coolant introduced into the empty space formed on one side of the battery module 120 in the width direction passes through the inlet 126a, the cooling part 126c, and the outlet 126b in sequence, and then the width direction of the battery module 120 While moving to the empty space formed on the side, it comes into contact with the battery cell 121, and through this, the battery cell 121 is cooled.
  • the cooling unit 126c has a larger cross-sectional area compared to the inlet unit 126a and the outlet unit 126b in order to stay as long as possible the coolant introduced between the battery cells 121 adjacent to each other through the inlet unit 126a. Have.
  • the flow rate of the coolant introduced through the inlet 126a is slowed in the cooling unit 126c, and has sufficient time to contact the battery cell 121. In this way, the coolant that has completed heat exchange with the battery cell 121 is discharged through the outlet portion 126b.
  • the inlet portion 126a may be formed to be positioned higher than the outlet portion 126b.
  • the cooling water flow path P has a structure in which the inlet 126a is located above the outlet 126b, the flow of the cooling water may be more smooth, thereby improving cooling efficiency. have.
  • the expansion pad 127 is disposed inside the air inlet 124 and the air outlet 125, and has a size smaller than the open area of the air inlet 124 and the air outlet 125.
  • the expansion pad 127 includes an air inlet 124 and an air outlet in order to facilitate the flow of air through the air inlet 124 and the air outlet 125 in a normal use state of the battery module 120. It is preferable to have a size of less than 30% of the open area of 125).
  • the expansion pad 127 is expanded by contacting the cooling water introduced into the battery module 120 to close the air inlet 124 and the air outlet 125.
  • the expansion pad 126 contains a resin exhibiting a very large expansion rate when absorbing moisture, and when a sufficient amount of moisture is provided, the expansion pad 126 contains a resin whose volume increases by at least twice the initial volume.
  • the resin used for the expansion pad 127 may be, for example, polyester staple fiber.
  • the battery pack according to another embodiment of the present invention differs only in that the valve 170 is installed in the cooling water pipe 150 compared to the battery pack 100 according to the embodiment of the present invention described above. , The other components are substantially the same.
  • the valve 170 is provided with as many as the number of battery modules 120, and each of the valves 170 is installed adjacent to the plurality of battery modules 120 to prevent cooling water flowing into the plurality of battery modules 120. Allow or block the flow individually.
  • At least one sensor 160 is provided for each battery module 120.
  • the sensor 160 is provided for each battery module 120, it is possible to supply coolant only to some battery modules 120 in which a thermal runaway phenomenon has occurred.
  • the controller 140 receives a detection signal from some of the sensors 160, it is determined that a thermal runaway phenomenon has occurred in the battery module 120 to which the sensor 160 transmitting the detection signal is attached, and a plurality of Among the valves 170 of, the valve 170 installed adjacent to the battery module 120 in which the thermal runaway phenomenon has occurred is opened so that the coolant can be injected.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀이 적층된 단위 모듈이 복수개 적층되어 형성된 단위 모듈 적층체; 서로 인접한 상기 단위 모듈 사이에 개재되는 스웰링 흡수 패드; 및 상기 단위 모듈 적층체 및 스웰링 흡수 패드를 수용하는 모듈 하우징; 을 포함하며, 상기 스웰링 흡수 패드는, 길이 방향을 따라 연장 형성된 냉각수 유로를 구비한다.

Description

열 폭주 현상 발생 시 내부로 투입된 냉각수가 흐를 수 있는 경로를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 ESS
본 발명은, 열 폭주 현상 발생 시 내부로 투입된 냉각수가 흐를 수 있는 경로를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 ESS(energe storage system)에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 열 폭주 현상이 발생된 배터리 모듈의 내부로 물이 투입된 경우에 있어서, 투입된 냉각수가 서로 인접한 단위 모듈 사이로 원활하게 이동할 수 있는 구조를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 ESS에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 5월 30일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제 10-2019-0063999호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
또한, 본 출원은 2019년 6월 10일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제 10-2019-0068053호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
복수의 배터리 셀을 포함하는 형태의 배터리 모듈에 있어서, 일부 배터리 셀에 단락 발생 등의 이상이 생겨 지속적으로 온도가 상승하고 이로 인해 배터리 셀의 온도가 임계 온도를 넘어서게 되면 열 폭주 현상이 발생하게 된다. 이와 같이 일부 배터리 셀에 있어서 열 폭주 현상이 발생하게 되면, 안전성 이슈가 발생할 수 있다.
일부 배터리 셀에서 일어난 열 폭주 현상에 따라 화염 등이 발생하게 되면 이는 인접한 배터리 셀들의 온도를 급격히 상승시키게 되고, 이로 인해 짧은 시간 내에 인접한 셀들로 열 폭주 현상이 전파될 수 있다.
결국, 일부 배터리 셀에서 발생된 열 폭주 현상에 신속히 대처하지 못하는 경우, 배터리 셀보다 더 큰 용량의 전지 단위인 배터리 모듈이나 배터리 팩의 발화 및 폭발 등의 재해로 이어질 수 있으며, 이는 재산적 피해뿐만 아니라 안전성의 문제까지도 야기할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈 내부에 있는 일부 배터리 셀에서 열 폭주 현상에 따른 화염이 발생하는 경우 배터리 모듈 내부의 온도를 신속히 낮추어 화염이 더 크게 번지는 것을 막는 것이 급선무이다.
배터리 모듈 내부에 수용되는 셀 적층체는, 일정 개수의 배터리 셀을 하나의 단위 모듈로 하여 서로 인접한 단위 모듈 사이마다 스웰링(swelling)을 흡수할 수 있는 공간 확보를 위한 패드가 개재된 구조를 갖는다.
이러한 구조를 갖는 배터리 모듈에 있어서, 내부에 열 폭주 현상이 발생되는 경우 배터리 모듈의 내부로 냉각수가 투입되더라도 패드로 인해 인접한 단위 모듈 사이를 통해 냉각수가 원활하게 흐를 수 없는 문제가 있다.
따라서, 이러한 패드 삽입 구조를 채용하면서도 냉각수의 원활한 흐름을 보장할 수 있는 구조를 갖는 배터리 모듈의 개발이 요구되는 실정이다.
아울러, 공냉식 구조를 채택하고 있는 배터리 모듈의 경우, 배터리 모듈 내부의 온도를 낮추고 화염을 진화하기 위해 냉각수를 투입하더라도 냉각수가 내부에 머무르지 않고 새어 나올 수 있는 공기 유로가 존재한다. 따라서, 열 폭주 현상이 발생된 배터리 모듈의 내부로 냉각수를 투입하였을 때, 이러한 공기 유로가 차단될 수 있는 구조를 갖는 배터리 팩 구조의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 모듈 내부에 있는 일부 배터리 셀에서 열 폭주 현상에 따른 화염이 발생하는 경우 배터리 모듈 내부의 온도를 신속히 낮추어 화염이 더 크게 번지는 것을 막는 것을 일 목적으로 한다.
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.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀이 적층된 단위 모듈이 복수개 적층되어 형성된 단위 모듈 적층체; 서로 인접한 상기 단위 모듈 사이에 개재되는 스웰링 흡수 패드; 및 상기 단위 모듈 적층체 및 스웰링 흡수 패드를 수용하는 모듈 하우징; 을 포함하며, 상기 스웰링 흡수 패드는, 길이 방향을 따라 연장 형성된 냉각수 유로를 구비한다.
상기 냉각수 유로는, 상기 스웰링 흡수 패드의 길이 방향 일 측에 구비되는 유입부; 상기 스웰링 흡수 패드의 길이 방향 타 측에 구비되는 유출부; 및 상기 유입부와 유출부 사이를 연결하며 상기 유입부 및 유출부와 비교하여 더 넓은 단면적을 갖는 냉각부; 를 포함할 수 있다.
상기 냉각수 유로는 상기 냉각수 유로를 통해 흐르는 냉각수가 상기 스웰링 흡수 패드와 접하는 한 쌍의 배터리 셀과 직접 접촉되도록 개방된 형태를 가질 수 있다.
상기 유입부는 상기 유출부와 비교하여 더 상부에 위치할 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 단위 모듈 적층체의 적층 방향 일 측에서 상기 모듈 하우징을 관통하여 형성되는 에어 인렛; 및 상기 단위 모듈 적층체의 적층 방향 타 측에서 상기 모듈 하우징을 관통하여 형성되는 에어 아웃렛; 을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 에어 인렛 및 에어 아웃렛의 내측에 배치되며, 상기 배터리 모듈 내로 유입된 냉각수와의 접촉에 따라 팽창하여 상기 에어 인렛 및 에어 아웃렛을 폐쇄하는 팽창 패드를 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 단위 모듈 적층체의 폭 방향 일 측 및 타 측에 각각 결합되는 한 쌍의 버스바 프레임을 포함할 수 있다.
상기 에어 인렛 및 에어 아웃렛은, 상기 버스바 프레임과 모듈 하우징 사이에 형성되는 빈 공간과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 단위 모듈 적층체의 적층 방향 일 측 또는 타 측으로부터 상기 모듈 하우징을 관통하여 상기 버스바 프레임과 모듈 하우징 사이에 형성되는 빈 공간과 연통하는 냉각수 관 삽입 홀을 구비할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 복수개 포함한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS는, 상술한 바와 같은 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 복수개 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 모듈 내부에 있는 일부 배터리 셀에서 열 폭주 현상에 따른 화염이 발생하는 경우 배터리 모듈 내부의 온도를 신속히 낮추어 화염이 더 크게 번지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 인접한 단위 모듈 사이에 스웰링 흡수를 위한 패드가 개재되는 구조를 갖는 배터리 모듈의 내부로 냉각수가 투입되었을 때 패드로 인해 인접한 단위 모듈 사이를 통해 냉각수가 원활하게 흐를 수 없는 문제를 해결함으로써 배터리 모듈 내부의 온도를 신속하게 낮춰줄 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 공냉식 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩에 있어서, 열 폭주 현상이 발생된 배터리 모듈의 내부로 냉각수를 투입하였을 때, 냉각수가 배터리 모듈의 내부에 머물 수 있도록 냉각을 위한 공기 유로가 차단될 수 있는 구조를 적용함으로써 효과적으로 열 폭주 현상의 전파를 막을 수 있게 된다.
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 ESS(energy storage system)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서, 물탱크와 배터리 모듈 간의 연결구조 및 물탱크와 컨트롤러 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서, 센서, 컨트롤러 및 물탱크 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈의 내부 구조가 나타나도록 도시된 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 스웰링 흡수 패드의 구체적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 적용되는 팽창 패드를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서, 물탱크와 배터리 모듈 간의 연결 구조, 그리고 밸브, 컨트롤러 및 물탱크 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
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.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS(energy storage system)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)을 복수 개 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은, 팩 하우징(110), 배터리 모듈(120), 물탱크(130), 컨트롤러(controller)(140), 냉각수 관(150) 및 센서(160)를 포함한다.
상기 팩 하우징(110)은, 배터리 팩(100)의 외관을 정의하는 대략 직사각 형태의 프레임으로서, 그 내부에 복수의 배터리 모듈(120), 물탱크(130), 컨트롤러(140), 냉각수 관(150) 및 센서(160)가 설치될 수 있는 공간을 형성한다.
상기 배터리 모듈(120)은, 복수 개 구비되며, 복수의 배터리 모듈(120)은 팩 하우징(110) 내에서 상하로 적층되어 하나의 모듈 적층체를 이룬다. 상기 배터리 모듈(120)의 구체적인 구조에 대해서는 도 4 내지 도 10을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
상기 물탱크(130)는, 팩 하우징(110) 내에 구비되며, 배터리 모듈(120)의 열 폭주 현상 발생 시에 배터리 모듈(120)에 공급될 냉각수를 저장한다. 상기 물탱크(130)는, 신속하고 원활한 냉각수의 공급을 위해 모듈 적층체의 상부에 배치될 수 있다. 이 경우, 별도의 냉각수 펌프를 이용하지 않더라도 자유 낙하 및 냉각수의 수압에 의해 냉각수를 신속하게 배터리 모듈(120) 내부로 공급할 수 있다. 물론, 더욱 신속하고 원활하게 냉각수를 공급하기 위해 물탱크(130)에 별도의 냉각수 펌프가 적용될 수도 있다.
상기 컨트롤러(140)는, 센서(160) 및 물탱크(130)와 연결되어 센서(160)의 센싱 신호에 따라 물탱크(130)를 개방시키도록 하는 제어신호를 출력할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(140)는, 이러한 기능 외에도, 배터리 모듈(120) 각각과 연결되어 충/방전을 관리하는 BMS(battery management system)로서의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있다.
상기 컨트롤러(140)는, 복수의 배터리 모듈(120) 중 적어도 하나에서 발생된 열 폭주 현상으로 인해 배터리 팩(100) 내부에 가스가 감지되거나 또는 기준치 이상으로 온도 상승이 감지되는 경우 물탱크(130)를 개방시키는 제어신호를 출력하고, 이에 따라 냉각수가 배터리 모듈(120) 내부로 공급될 수 있도록 한다.
상기 컨트롤러(140)의 제어신호에 따라 물탱크(130)가 개방되는 경우, 냉각수는 상대적으로 상부에 위치하는 배터리 모듈(120)로부터 상대적으로 하부에 위치하는 배터리 모듈(120)로 순차적으로 공급된다. 따라서, 상기 배터리 모듈(120) 재부의 화염의 진화 및 배터리 모듈(120)의 냉각이 이루어지게 되며, 이로써 열 폭주 현상이 배터리 팩(100) 전체로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
상기 냉각수 관(150)은, 물탱크(130)와 배터리 모듈(120) 사이를 연결하며, 물탱크(130)로부터 공급되는 냉각수를 배터리 모듈(120)로 이송시키는 통로로서 기능한다. 이러한 기능의 수행을 위해, 상기 냉각수 관(150)의 일 단은 물탱크와 연결되고, 타 단은 배터리 모듈(120)의 개수만큼 분기되어 복수의 배터리 모듈(120) 각각에 연결된다.
상기 센서(160)는, 상술한 바와 같이, 복수의 배터리 모듈(120) 중 적어도 일부에서 열 폭주 현상이 발생되는 경우, 온도의 상승 및/또는 가스의 분출을 감지하고 감지 신호를 컨트롤러(140)에 송출한다. 이러한 기능의 수행을 위해, 상기 센서(160)는, 온도 센서 또는 가스 감지 센서일 수 있으며, 온도 센서와 가스 감지 센서가 조합된 형태를 가질 수도 있다.
상기 센서(160)는, 배터리 팩(100) 내부의 온도 상승 또는 가스 발생을 감지하기 위해 팩 하우징(110)의 내부에 설치된다. 상기 센서(160)는 배터리 모듈(120)의 온도 및/또는 배터리 모듈(120)로부터 발생되는 가스를 신속하게 센싱하기 위해 복수의 배터리 모듈(120) 각각의 내측 또는 외측에 부착될 수 있다.
다음은, 도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)에 적용되는 배터리 모듈(120)에 대해서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 상기 배터리 모듈(120)은, 복수의 배터리 셀(121), 버스바 프레임(122), 모듈 하우징(123), 에어 인렛(air inlet)(124), 에어 아웃렛(125) 및 팽창 패드(127)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 배터리 모듈(120)은, 상술한 구성요소들 이 외에 스웰링 흡수 패드(126)를 추가적으로 더 포함할 수도 있다.
상기 배터리 셀(121)은, 복수개가 구비되며, 복수의 배터리 셀(121)은 적층되어 하나의 단위 모듈(121A)을 이루고, 이러한 단위 모듈(121A)이 복수개 적층되어 하나의 단위 모듈 적층체를 이룬다. 상기 배터리 셀(121)로는, 예를 들어 파우치 타입 배터리 셀이 적용될 수 있다. 상기 배터리 셀(121)은, 길이 방향 양 측으로 각각 인출되는 한 쌍의 전극 리드(121a)를 구비한다.
상기 버스바 프레임(122)은, 한 쌍이 구비되며, 각각의 버스바 프레임(122)은 단위 모듈 적층체의 폭 방향 일 측 밑 타 측을 커버한다. 상기 배터리 셀(121)의 전극 리드(121a)는 버스바 프레임(122)에 형성된 슬릿을 통해 인출되며, 절곡되어 버스바 프레임(122) 상에 용접 등에 의해 고정된다. 즉, 상기 복수의 배터리 셀(121)들은 버스바 프레임(122)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 모듈 하우징(123)은, 대략 직육면체 형상을 가지며, 내부에 단위 모듈 적층체를 수용한다. 상기 모듈 하우징(123)의 길이 방향 일측 면 및 타측 면에는 에어 인렛(124) 및 에어 아웃렛(125)이 형성된다.
상기 에어 인렛(124)은, 모듈 적층체의 적층 방향 일 측, 즉 배터리 모듈(120)의 길이 방향 일 측에 형성되며, 모듈 하우징(123)을 관통하는 홀 형태로 형성된다. 상기 에어 아웃렛(125)은 모듈 적층체의 적층 방향 타 측, 즉 배터리 모듈(120)의 길이 방향 타 측에 형성되며, 모듈 하우징(123)을 관통하는 홀 형태로 형성된다.
상기 에어 인렛(124)과 에어 아웃렛(125)은 상호 배터리 모듈(120)의 길이 방향을 따라 대각선으로 가로 질러 반대 편에 위치한다.
한편, 상기 버스바 프레임(122)과 모듈 하우징(123) 사이에는 빈 공간이 형성된다. 즉, 상기 모듈 하우징(123)의 6개의 면 중 배터리 셀(121)의 길이 방향 일 측 및 타 측과 대면하는 면과 버스바 프레임(122) 사이에는 배터리 셀(121)의 냉각을 위한 공기가 흐를 수 있는 빈 공간이 형성된다. 상기 빈 공간은, 배터리 모듈(120)의 폭 방향 양 측에 각각 형성된다.
상기 에어 인렛(124)은, 배터리 모듈(120)의 폭 방향 일 측에 형성되는 빈 공간과 대응되는 위치에 형성되고, 에어 아웃렛(125)은 배터리 모듈(120)의 폭 방향 타 측에 형성되는 빈 공간과 대응되는 위치에 형성된다.
상기 배터리 모듈(120)에 있어서, 에어 인렛(124)을 통해 내부로 유입된 공기는 배터리 모듈(120)의 폭 방향 일 측에 형성된 빈 공간으로부터 배터리 모듈(120)의 폭 방향 타 측에 형성된 빈 공간으로 이동하면서 배터리 셀(121)을 냉각시킨 후 에어 아웃렛(125)을 통해 배터리 모듈(120)의 외부로 빠져나간다. 즉, 상기 배터리 모듈(120)은 공냉식 배터리 모듈에 해당하는 것이다.
상기 냉각수 관(150)은, 모듈 적층체의 적층 방향 일 측 또는 타 측으로부터 모듈 하우징(123)을 관통하여 버스바 프레임(122)과 모듈 하우징(123) 사이에 형성되는 상기 빈 공간과 연통한다. 상기 모듈 하우징(123)의 6개의 면 중 에어 인렛(124)이 형성된 면 또는 에어 아웃렛(125)이 형성된 면에는 냉각수 관(150)이 삽입될 수 있는 냉각수 관 삽입 홀(123a)이 형성된다. 이러한 냉각수 관 삽입 홀(123a)은 상기 빈 공간과 연통하며, 냉각수 관(150)은 냉각수 관 삽입 홀(123a)을 통해 배터리 모듈(120)의 내부로 삽입된다. 상기 냉각수 관 삽입 홀(123a)은 배터리 모듈(120)의 폭 방향을 따라 에어 인렛(124)의 반대편 또는 에어 아웃렛(125)의 반대편에 형성될 수 있다.
상기 냉각수 관(150)을 통해 배터리 모듈(120)의 내부로 유입된 냉각수는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(120)의 폭 방향 일 측에 형성된 빈 공간으로부터 배터리 모듈(120)의 폭 방향 타 측에 형성된 빈 공간쪽으로 흘러 들어가 배터리 모듈(120)의 내부를 채운다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 배터리 모듈(120)은, 모듈 적층체를 이루는 단위 모듈(121A) 사이에 개재되는 스웰링 흡수 패드(126)를 구비할 수 있다. 상기 스웰링 흡수 패드(126)는, 예를 들어 실리콘(silicon), 그라파이트(graphite), EPP(expanded polypropylene), EPS(expanded polystylene) 등의 재질을 포함할 수 있으며, 배터리 셀(121)의 스웰링에 따른 부피 팽창을 흡수할 수 있도록 탄성을 갖는다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 스웰링 흡수 패드(126)는, 서로 인접한 단위 모듈(121A) 사이로 냉각수가 통과하면서 배터리 셀(121)을 냉각할 수 있도록 하기 위해 냉각수가 흐를 수 있는 경로를 제공하는 냉각수 유로(P)를 구비한다.
상기 냉각수 유로(P)는 스웰링 흡수 패드(126)의 길이 방향 일 측에 형성되는 유입부(126a), 스웰링 흡수 패드(126)의 길이 방향 타 측에 형성되는 유출부(126b) 및 유입부(126a)와 유출부(126b) 사이를 연결하는 냉각부(126c)를 포함한다.
상기 냉각수 유로(P)는, 냉각수 유로(P)를 통해 흐르는 냉각수가 스웰링 흡수 패드(126)와 접하는 한 쌍의 배터리 셀(121)과 직접 접촉되도록 개방된 형태를 갖는다.
상기 배터리 모듈(120)의 폭 방향 일 측에 형성된 빈 공간으로 유입된 냉각수는 유입부(126a), 냉각부(126c) 및 유출부(126b)를 순차적으로 거쳐 배터리 모듈(120)의 폭 방향 타 측에 형성된 빈 공간으로 이동하면서 배터리 셀(121)과 접촉하게 되고, 이를 통해 배터리 셀(121)의 냉각이 이루어진다.
상기 냉각부(126c)는 유입부(126a)를 통해 서로 인접한 배터리 셀(121) 사이로 들어온 냉각수가 가능한 오래 머물 수 있도록 하기 위해 유입부(126a) 및 유출부(126b)와 비교하여 더 넓은 단면적을 갖는다.
이로써, 상기 유입부(126a)를 통해 유입된 냉각수는 냉각부(126c)에서 그 유속이 느려지게 되고, 배터리 셀(121)과 접촉될 수 있는 충분한 시간을 갖게 된다. 이처럼 배터리 셀(121)과 열교환을 마친 냉각수는 유출부(126b)를 통해 빠져나가게 된다.
한편, 도 9를 참조하면, 상기 유입부(126a)는 유출부(126b)와 비교하여 더 상부에 위치하도록 형성될 수도 있다. 이와 같이, 상기 냉각수 유로(P)가 유입부(126a)가 유출부(126b)보다 상부에 위치하는 구조를 갖는 경우 냉각수의 흐름이 좀 더 원활해 질 수 있으며, 이로써 냉각 효율의 향상을 가져올 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 팽창 패드(127)는, 에어 인렛(124)과 에어 아웃렛(125)의 내측에 배치되며, 에어 인렛(124)과 에어 아웃렛(125)의 개방 면적보다 작은 사이즈를 갖는다. 상기 팽창 패드(127)는, 배터리 모듈(120)의 정상적인 사용 상태에서 에어 인렛(124)과 에어 아웃렛(125)을 통한 공기의 흐름이 원활할 수 있도록 하기 위해 에어 인렛(124)과 에어 아웃렛(125)의 개방 면적 대비 30% 미만의 사이즈를 갖는 것이 바람직하다.
상기 팽창 패드(127)는, 배터리 모듈(120)의 내부로 유입된 냉각수와 접촉함으로써 팽창되어 에어 인렛(124) 및 에어 아웃렛(125)을 폐쇄한다. 상기 팽창 패드(126)는, 수분을 흡수하는 경우 매우 큰 팽창율을 나타내는 수지를 함유하는 것으로서, 충분한 양의 수분이 제공되는 경우 초기 부피 대비 적어도 2배 이상 그 부피가 증가하는 수지를 함유한다. 상기 팽창 패드(127)에 이용되는 수지로는, 예를 들어 폴리에스테르 스테이플 파이버(polyester staple fiber)를 들 수 있다.
상기 팽창 패드(127)의 적용으로 인해, 적어도 일부 배터리 모듈(120)에서 열 폭주 현상이 발생되어 배터리 모듈(120)의 내부로 냉각수가 유입되는 경우, 에어 인렛(124) 및 에어 아웃렛(125)은 폐쇄된다. 이처럼 상기 에어 인렛(124)과 에어 아웃렛(125)이 폐쇄되는 경우 배터리 모듈(120)의 내부로 유입된 냉각수는 외부로 빠져나가지 않고 배터리 모듈(120)의 내부에 고이게 되며, 이로써 배터리 모듈(120)에 발생된 열 폭주 현상의 빠른 해소가 가능하게 된다.
다음은, 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 비교하여 냉각수 관(150) 내에 밸브(170)가 설치되어 있다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명함에 있어서는, 밸브(170)와 관련하여 중점적으로 설명을 하고 앞선 실시예에서와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 밸브(170)는, 배터리 모듈(120)의 개수만큼 복수개가 구비되며, 각각의 밸브(170)는 복수의 배터리 모듈(120)과 인접 설치되어 복수의 배터리 모듈(120)로 유입되는 냉각수의 흐름을 개별적으로 허용 또는 차단한다.
이처럼, 복수의 밸브(170)를 독립적으로 동작시키기 위해서, 센서(160)는 각각의 배터리 모듈(120)마다 적어도 하나 이상 구비된다. 이처럼 상기 센서(160)가 각각의 배터리 모듈(120)마다 구비되는 경우, 열 폭주 현상이 발생된 일부 배터리 모듈(120)에만 냉각수를 투입하는 것이 가능하게 된다.
즉, 상기 컨트롤러(140)는 일부 센서(160)로부터 감지 신호를 수신하게 되면, 감지 신호를 송출한 센서(160)가 부착된 배터리 모듈(120)에서 열 폭주 현상이 발생된 것으로 판단하고, 복수의 밸브(170)들 중 열 폭주 현상이 발생된 배터리 모듈(120)에 인접 설치된 밸브(170)를 개방하여 냉각수가 투입될 수 있도록 한다.
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.

Claims (18)

  1. 복수의 배터리 셀이 적층된 단위 모듈이 복수개 적층되어 형성된 단위 모듈 적층체;
    서로 인접한 상기 단위 모듈 사이에 개재되는 스웰링 흡수 패드; 및
    상기 단위 모듈 적층체 및 스웰링 흡수 패드를 수용하는 모듈 하우징;
    을 포함하며,
    상기 스웰링 흡수 패드는,
    길이 방향을 따라 연장 형성된 냉각수 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수 유로는,
    상기 스웰링 흡수 패드의 길이 방향 일 측에 구비되는 유입부;
    상기 스웰링 흡수 패드의 길이 방향 타 측에 구비되는 유출부; 및
    상기 유입부와 유출부 사이를 연결하며 상기 유입부 및 유출부와 비교하여 더 넓은 단면적을 갖는 냉각부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수 유로는 상기 냉각수 유로를 통해 흐르는 냉각수가 상기 스웰링 흡수 패드와 접하는 한 쌍의 배터리 셀과 직접 접촉되도록 개방된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유입부는 상기 유출부와 비교하여 더 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 단위 모듈 적층체의 적층 방향 일 측에서 상기 모듈 하우징을 관통하여 형성되는 에어 인렛; 및
    상기 단위 모듈 적층체의 적층 방향 타 측에서 상기 모듈 하우징을 관통하여 형성되는 에어 아웃렛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 에어 인렛 및 에어 아웃렛의 내측에 배치되며, 상기 배터리 모듈 내로 유입된 냉각수와의 접촉에 따라 팽창하여 상기 에어 인렛 및 에어 아웃렛을 폐쇄하는 팽창 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 단위 모듈 적층체의 폭 방향 일 측 및 타 측에 각각 결합되는 한 쌍의 버스바 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 에어 인렛 및 에어 아웃렛은,
    상기 버스바 프레임과 모듈 하우징 사이에 형성되는 빈 공간과 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 단위 모듈 적층체의 적층 방향 일 측 또는 타 측으로부터 상기 모듈 하우징을 관통하여 상기 버스바 프레임과 모듈 하우징 사이에 형성되는 빈 공간과 연통하는 냉각수 관 삽입 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 팩 하우징;
    상기 팩 하우징 내에 적층된 복수의 배터리 모듈;
    상기 복수의 배터리 모듈을 포함하는 모듈 적층체의 상부에 배치되며 냉각수를 저장하는 물탱크;
    상기 물탱크와 배터리 모듈 사이를 연결하는 냉각수 관;
    상기 팩 하우징 내에 설치되어 복수의 배터리 모듈 중 적어도 일부에서 발생된 열 폭주 현상을 감지하는 적어도 하나의 센서; 및
    상기 센서에 의해 열 폭주 현상이 감지되면 상기 냉각수 관을 통해 냉각수가 상기 배터리 모듈의 내부로 유입되도록 제어신호를 출력하는 컨트롤러;
    를 포함하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 팩은, 상기 냉각수 관 내에 설치되는 복수의 밸브를 포함하며,
    상기 복수의 밸브 각각은 상기 모듈 적층체를 이루는 복수의 배터리 모듈과 인접 설치되어 상기 복수의 배터리 모듈로 유입되는 냉각수의 흐름을 개별적으로 허용 또는 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 복수의 밸브 중 상기 센서에 의해 열 폭주 현상이 감지된 배터리 모듈과 인접 설치된 밸브를 개방하도록 하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    복수의 배터리 셀이 적층된 단위 모듈이 복수개 적층되어 형성된 단위 모듈 적층체;
    서로 인접한 상기 단위 모듈 사이에 개재되는 스웰링 흡수 패드; 및
    상기 단위 모듈 적층체 및 스웰링 흡수 패드를 수용하는 모듈 하우징;
    을 포함하며,
    상기 스웰링 흡수 패드는,
    그 길이 방향을 따라 연장 형성된 냉각수 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 냉각수 유로는,
    상기 스웰링 흡수 패드의 길이 방향 일 측에 구비되는 유입부;
    상기 스웰링 흡수 패드의 길이 방향 타 측에 구비되는 유출부; 및
    상기 유입부와 유출부 사이를 연결하며 상기 유입부 및 유출부와 비교하여 더 넓은 단면적을 갖는 냉각부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 냉각수 유로는 상기 냉각수 유로를 통해 흐르는 냉각수가 상기 스웰링 흡수 패드와 접하는 한 쌍의 배터리 셀과 직접 접촉되도록 개방된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 유입부는 상기 유출부와 비교하여 더 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 ESS.
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