WO2022050731A1 - 배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차 - Google Patents

배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차 Download PDF

Info

Publication number
WO2022050731A1
WO2022050731A1 PCT/KR2021/011877 KR2021011877W WO2022050731A1 WO 2022050731 A1 WO2022050731 A1 WO 2022050731A1 KR 2021011877 W KR2021011877 W KR 2021011877W WO 2022050731 A1 WO2022050731 A1 WO 2022050731A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
battery module
cover
battery cells
present
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/011877
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안수준
최범
손대희
신동환
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to US17/915,475 priority Critical patent/US20230124945A1/en
Priority to JP2022550011A priority patent/JP2023514713A/ja
Priority to CN202180015166.9A priority patent/CN115136401A/zh
Priority to EP21864690.9A priority patent/EP4148884A1/en
Publication of WO2022050731A1 publication Critical patent/WO2022050731A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/588—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries outside the batteries, e.g. incorrect connections of terminals or busbars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery pack, and a vehicle, and more particularly, to a battery module with improved safety against thermal runaway, fire, explosion, and the like.
  • lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are free, The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.
  • Such a lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which a positive electrode active material and a negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator interposed therebetween, and an exterior material for sealingly housing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
  • the lithium secondary battery may be classified into a cylindrical battery cell in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet.
  • a cylindrical battery cell may be manufactured in a cylindrical shape with a metal can in which an electrode assembly is embedded.
  • Such a cylindrical battery cell may be used to construct a battery module having a module case accommodating a plurality of secondary batteries and a bus bar configured to electrically connect the plurality of secondary batteries.
  • the prior art battery module includes a plurality of battery cells, and among the plurality of battery cells provided in the battery module, when thermal runaway, ignition, or explosion occurs in some of the battery cells, the high heat generated Secondary thermal runaway or secondary fire or explosion may occur as the gas, flame, or high-temperature internal material of Or, efforts are being made to prevent an explosion from being triggered.
  • an object of the present invention is to provide a battery module with improved safety against thermal runaway, fire, explosion, and the like.
  • the present invention for achieving the above object, as a battery module, each of which is provided with an electrode terminal and a plurality of battery cells in the form of being elongated in the vertical direction; an upper cover extending in a horizontal direction to cover the upper portions of the plurality of battery cells and having a plurality of exposure holes formed so that at least a portion of the upper portions of each of the plurality of battery cells is exposed to the outside; a lower cover extending in a horizontal direction to cover the lower portions of the plurality of battery cells and having a plurality of exposure holes formed so that at least a portion of the lower portions of each of the plurality of battery cells is exposed to the outside; and a filling member filled in the plurality of exposure holes to seal the plurality of exposure holes formed in at least one of the upper cover and the lower cover having electrical insulation properties; provides a battery module comprising a .
  • the filling member may be coated to cover at least one surface of an upper surface and a lower lower surface of the plurality of battery cells, and some surfaces of side surfaces of the plurality of battery cells.
  • At least one of the upper cover and the lower cover may include a filling part in which a portion in which the plurality of exposure holes are formed is inserted in an inner direction so as to form an accommodating space in which the filling member is filled.
  • the remaining side and lower portions of the plurality of battery cells except for the upper portion may be covered with an electrically insulating covering material.
  • the upper cover is provided with a plurality of accommodating parts having a tube shape extending in the vertical direction so that the upper portions of each of the plurality of battery cells are inserted, and the lower cover extends in the vertical direction so that the lower portions of the plurality of battery cells are inserted.
  • a plurality of accommodating parts having a tubular shape are provided, and at least one of the upper cover and the lower cover is the side of the battery cell from the accommodating part so as to surround a portion of the side of the battery cell inserted into the accommodating part.
  • a guide portion configured to protrude toward may be provided.
  • the accommodating part may be formed with an accommodating groove inserted so that a portion of the filling member is introduced.
  • At least one of the upper cover and the lower cover may include at least one input groove in which a portion of the outer periphery of the exposure hole is perforated so that the filling member is inserted into the receiving part.
  • the covering material may be provided with a band portion formed to be melted and flowed down the side of the battery cell when the battery cell rises above a predetermined temperature, and formed to be relatively thicker than the rest of the covering material.
  • the present invention provides a battery pack comprising at least one battery module according to the above-described embodiments as a battery pack.
  • the present invention provides a vehicle, characterized in that it includes at least one battery module according to the above-described embodiments as a vehicle.
  • the battery module of the present invention includes a filling member configured to seal the plurality of exposed openings of the upper cover or the lower cover, so that during use of the battery module, some of the plurality of cylindrical battery cells are Due to the above behavior, when the high-temperature gas and flame generated inside the battery can are ejected to the upper or lower portion of the cylindrical battery cell, it can be blocked by the filling member sealing the plurality of exposure ports. Accordingly, the present invention can prevent thermal runaway or fire from propagating as the temperature of another adjacent cylindrical battery cell increases by the ejection of high-temperature gas and flame from some cylindrical battery cells. Ultimately, the present invention can significantly increase the use safety of the battery module.
  • the guide part is provided in at least one of the upper cover and the lower cover, it is possible to help the filling member to be filled in the accommodating part. Furthermore, in the present invention, when high-temperature gas and flame are ejected through the upper or lower portion of the cylindrical battery cell, the ejected gas and flame are blocked by the filling member, and the gas and flame are counter-flowed inward along the inner surface of the receiving part If necessary, by the guide part, it is possible to block the backflow gas and the flame from coming into contact with other adjacent cylindrical battery cells. Accordingly, the safety of the battery module can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating the configurations of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically showing a cylindrical battery cell of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom perspective view schematically illustrating an upper cover of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating a lower cover of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a state in which the battery module is cut along the line C-C' of FIG. 1 .
  • FIG. 7 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a cut state of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a cut state of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a cut state of a battery module according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded perspective view schematically illustrating some configurations of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a cylindrical battery cell of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the filling member added to the upper cover is not shown.
  • the battery module 100 includes a plurality of cylindrical battery cells 110 , an upper cover 120 , a lower cover 130 , and a filling member 140 . ) is included.
  • each of the plurality of cylindrical battery cells 110 may be provided with an electrode terminal 111 .
  • the electrode terminal 111 may include a positive terminal 111a and a negative terminal 111b.
  • the plurality of cylindrical battery cells 110 may be arranged in a vertically erected form.
  • the plurality of cylindrical battery cells 110 may be arranged in a horizontal direction.
  • the plurality of cylindrical battery cells 110 may be arranged to be spaced apart from each other at a predetermined interval. For example, when viewed in the F direction of FIG. 1 , as shown in FIG. 2 , the plurality of cylindrical battery cells 110 are arranged in the front-rear direction (Y-axis direction) and the left-right direction (X-axis direction). can
  • the cylindrical battery cell 110 may include an electrode assembly 116 , a battery can 112 , and a cap assembly 113 .
  • the electrode assembly 116 may have a structure wound with a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the positive electrode tab 114 is attached to the positive electrode plate and connected to the cap assembly 113 , and the negative electrode tab is provided on the negative electrode plate A 115 may be attached and connected to the lower end of the battery can 112 .
  • the battery can 112 may have an empty space therein to accommodate the electrode assembly 116 .
  • the battery can 112 may have a cylindrical shape and an open top.
  • the battery can 112 may be made of a metal material such as steel or aluminum to secure rigidity.
  • the battery can 112 may have a negative electrode tab attached to a lower end thereof, so that the battery can 112 itself may function as the negative electrode terminal 111b as well as the upper and lower portions of the battery can 112 .
  • the cap assembly 113 may be coupled to the upper open portion of the battery can 112 to seal the open end of the battery can 112 .
  • the cap assembly 113 may have a circular or prismatic shape depending on the shape of the battery can 112, and includes sub-components such as a top cap C1, a vent unit C2, and a gasket C3. can do.
  • the top cap C1 may be positioned at the top of the cap assembly 113 and configured to protrude upward.
  • the top cap C1 may function as the positive electrode terminal 111a in the cylindrical battery cell 110 .
  • the top cap C1 may be electrically connected to another cylindrical battery cell 110 or a charging device through an external device, for example, a bus bar.
  • the top cap C1 may be formed of, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum.
  • the vent unit C2 when the internal pressure of the cylindrical battery cell 110, that is, the internal pressure of the battery can 112 increases to a predetermined level or more, the shape of the vent unit C2 is deformed (breaking). ), it may be configured to discharge the gas inside the battery can 112 to the outside through the opening D of the top cap C1.
  • the predetermined level of the internal pressure may be 5 to 10 atmospheres.
  • the gasket C3 may be made of a material having electrical insulation properties so that the edge portions of the top cap C1 and the vent unit C2 can be insulated from the battery can 112 .
  • the cap assembly 113 may further include a current blocking member C4.
  • the current interrupting member C4 is also called a CID (Current Interrupt Device), and when the internal pressure of the battery increases due to gas generation and the shape of the vent unit C2 is reversed, between the vent unit C2 and the current interrupting member C4 is broken or the current blocking member C4 is damaged, the electrical connection between the vent unit C2 and the electrode assembly 116 may be blocked.
  • CID Current Interrupt Device
  • the battery module 100 according to the present invention is not limited to the configuration of the cylindrical battery cell 110 having a specific shape. That is, various cylindrical battery cells 110 known at the time of filing of the present invention may be employed in the battery module 100 according to the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom perspective view schematically illustrating an upper cover of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a lower cover of the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the upper cover 120 may include an electrically insulating material.
  • the upper cover 120 may be made of, for example, a polyvinyl chloride material or a polyethylene terephthalate material.
  • the upper cover 120 may have an upper wall W1 extending in a horizontal direction to cover the upper portions of the plurality of cylindrical battery cells 110 .
  • a plurality of exposure holes 120h may be formed in the upper wall W1 so that at least a portion of the upper portion of each of the plurality of cylindrical battery cells 110 is exposed to the outside.
  • the exposure hole 120h may have a size such that a part or the whole of the upper surface of the cylindrical battery cell 110 can be exposed to the outside.
  • the lower cover 130 may have a lower wall W2 extending in the horizontal direction to cover the lower portions of the plurality of cylindrical battery cells 110 .
  • a plurality of exposure holes 130h may be formed in the lower wall W2 so that at least a portion of each of the lower portions of the plurality of cylindrical battery cells 110 is exposed to the outside.
  • the exposure hole 130h may have a size such that a part or the whole of the lower surface of the cylindrical battery cell 110 can be exposed to the outside.
  • the filling member 140 may include a material having electrical insulation properties.
  • the filling member 140 may be, for example, glue or hot-melt resin, or a silicone-based adhesive.
  • the filling member 140 may include at least one of a polysilicon resin, a polyamide-based resin, a polyimide-based resin, an epoxy-based resin, and an acrylic resin.
  • the filling member 140 may be configured to seal the plurality of exposure holes 120h formed in at least one of the upper cover 120 and the lower cover 130 .
  • the filling member 140 may be configured to seal the plurality of exposure holes 120h after being injected into the plurality of exposure holes 120h in a resin form and then cured.
  • the present invention includes the filling member 140 configured to seal the plurality of exposed openings 120h of the upper cover 120 or the lower cover 130, thereby making the battery module 100 ), some of the plurality of cylindrical battery cells 110, due to abnormal behavior (operation), high-temperature gas and flame generated inside the battery can 112 , in the upper or lower part of the cylindrical battery cell 110 .
  • the filling member 140 sealing the plurality of exposure openings 120h. Accordingly, the present invention prevents thermal runaway or fire from propagating as the temperature of other adjacent cylindrical battery cells 110 is increased by ejecting high-temperature gas and flame from some cylindrical battery cells 110 . can do.
  • the present invention can greatly increase the safety of use of the battery module 100 .
  • FIG. 6 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a state in which the battery module is cut along the line C-C' of FIG. 1 .
  • the plurality of cylindrical battery cells 110 and the covering material 150 of FIG. 6 are not shown in cross-sectional shape, but are shown in a front view, and the remaining upper cover 120 , lower cover 130 , and The filling member 140 is shown in cross-sectional view.
  • the filling member 140 of the battery module 100 of the present invention surrounds at least one of the upper surface and the lower surface of the plurality of cylindrical battery cells 110 . It may be coated on the surface to That is, the filling member 140, in the form of a resin, may be put into the exposure hole 120h, coated on at least one of the upper and lower surfaces of the cylindrical battery cell 110, and then cured. For example, as shown in FIG. 6 , the filling member 140 may be coated on the upper surface of the cylindrical battery cell 110 . Although not shown in the drawings, the filling member 140 may be coated on the lower surface of the battery can 112 of the cylindrical battery cell 110 .
  • the filling member 140 may be coated on some surfaces of the side surfaces of the plurality of cylindrical battery cells 110 to surround some surfaces.
  • the filling member 140 may be coated on the side of the cylindrical battery cell 110 so as to surround the side of the top.
  • the filling member 140 may be coated on the side of the battery can 112 of the cylindrical battery cell 110 so as to surround the side of the lower end.
  • the filling member 140 wraps the outer surface of the plurality of cylindrical battery cells 110 , so that among the plurality of cylindrical battery cells 110 , some cylindrical battery cells
  • the high-temperature gas or flame ejected from 110 may be prevented from being ejected to other adjacent cylindrical battery cells 110 by the filling member 140 . Accordingly, as the temperature of other adjacent cylindrical battery cells 110 is increased by the high-temperature gas and flame being ejected from some of the cylindrical battery cells 110, thermal runaway or propagation of fire can be prevented.
  • the battery module 100 may further include a plurality of bus bars 160 .
  • the bus bar 160 may be configured to form an electrical connection between the plurality of cylindrical battery cells 110 .
  • the bus bar 160 may include a conductive metal.
  • the bus bar 160 may include, for example, at least one of copper, nickel, and aluminum.
  • the bus bar 160 may have a plate shape or a wire shape elongated in one direction.
  • a wire-shaped bus bar 160 may be connected to each of the positive terminal 111a and the negative terminal 111b of the plurality of cylindrical battery cells 110 .
  • the filling member 140 in a state in which the wire-type bus bar 160 is connected to each of the positive terminal 111a and the negative terminal 111b, the filling member 140 is It may be applied to the surface of the cylindrical battery cell 110 .
  • the upper cover 120 and the lower cover 130 may include a filling part 120g.
  • the upper cover 120 may include a filling part 120g.
  • the filling part 120g may have a shape that is inserted in an inner direction to form an accommodation space filled with the filling member 140 .
  • the filling part 120g may have a shape in which at least one of the upper cover 120 and the lower cover 130, in which a plurality of exposure holes 120h are formed, is inserted in the inner direction. .
  • the 'inward direction' may mean a direction toward the center of the body of the upper cover 120 or the lower cover 130 .
  • the upper cover 120 may include a filling part 120g in which a portion in which a plurality of exposure holes 120h are formed is inserted in a downward direction.
  • the filling member 140 may be filled to be filled in the filling part 120g. That is, the filling member 140 may be cured after filling the upper surface of the upper cover 120 or the lower surface of the lower cover 130 to a predetermined thickness.
  • At least one of the upper cover 120 and the lower cover 130 includes the filling part 120g, so that the upper cover 120 or the lower cover 130 is provided.
  • a filling member 140 having a predetermined thickness may be formed on the outer surface where the plurality of exposure holes 120h are formed. Even if gas or flame is ejected to the outside through one exposure hole 120h, the inflow of high-temperature gas and flame into the other adjacent exposure holes 120h is applied to the filling member 140 filled in the filling part 120g. can be prevented by Accordingly, the present invention can prevent thermal runaway or fire from propagating to the adjacent cylindrical battery cell 110 .
  • each of the plurality of cylindrical battery cells 110 of the present invention may be covered with an electrically insulating covering material 150 .
  • the electrically insulating covering material 150 may be provided with a material having a heat-shrinkable property that the volume is reduced above a predetermined temperature.
  • the material having the heat-shrinkage property may be manufactured using a polyester-based resin, a polyolefin-based resin, or a polyphenylene sulfide-based resin.
  • the material having the heat-shrinkage property is any one or more of polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene terephthalate (PET), polyolefin, nylon, polyvinyl chloride (PVC) and polybutylene terephthalate (PBT).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the electrically insulating covering material 150 may be configured to cover the remaining sides and lower portions of the plurality of cylindrical battery cells 110 except for the upper portion. That is, the covering material 150 may be coated to cover the horizontal side and the lower surface of the battery can 112 of the cylindrical battery cell 110 .
  • the battery module 100 is charged and discharged during charging and discharging, some cylindrical.
  • the side of the cylindrical battery cell 110 is ruptured by the gas generated due to the abnormal behavior of the battery cell 110, the high-temperature gas or flame is not directly ejected into the other adjacent cylindrical battery cell 110. It may be blocked by the covering material 150 . Accordingly, in the present invention, by applying the covering material 150 to the remaining portion of the cylindrical battery cell 110 to which the filling member 140 is not applied, the safety of use of the battery module 100 can be greatly improved.
  • the upper cover 120 of the battery module 100 is configured such that upper portions of each of the plurality of cylindrical battery cells 110 are inserted.
  • a plurality of accommodating parts 121 having a tube shape may be provided.
  • the accommodating part 121 may have a tube shape extending downward from the lower surface of the upper wall W1 of the upper cover 120 .
  • the lower cover 130 may be provided with a plurality of accommodating parts 131 having a tubular shape configured to insert the lower portions of each of the plurality of cylindrical battery cells 110 .
  • the accommodating part 131 may have a tube shape extending upward from the upper surface of the lower wall W2 of the lower cover 130 .
  • FIG. 7 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a cut state of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module 100A of FIG. 7 is at least among the upper cover 120 and the lower cover 130 when compared with the upper cover 120 of the battery module 100 of FIG. 6 .
  • a guide part 122 may be further provided in any one of the receiving parts 121 .
  • the other components of the battery module 100A of FIG. 7 are the same as those of the battery module 100 of FIG. 6 , and thus descriptions of other components will be omitted.
  • the guide part 122 may have a protruding shape even surrounding a portion of the side of the cylindrical battery cell 110 inserted into the receiving part 121 .
  • the upper cover 120 may include a guide part 122 protruding toward the side of the cylindrical battery cell 110 at the lower end of the receiving part 121 .
  • any one of the receiving part 121 may have a shape in which the tubular end is bent in the center direction.
  • the filling member 140 is filled in each of the plurality of exposed openings 120h of the lower cover 130 , the lower cover 130 is the receiving part 121 of the receiving part 121 .
  • a guide part 122 configured to protrude toward the side of the cylindrical battery cell 110 may be provided.
  • the filling member 140 when the filling member 140 is filled between the accommodating part 121 and the cylindrical battery cell 110 , the filling member 140 is the accommodating part 121 . It may be configured not to escape to the outside. That is, the filling member 140 may be introduced in the form of a resin through the exposure hole 120h and be filled up to the end of the receiving part 121 in which the guide part 122 is formed.
  • the filling member 140 is accommodated in the accommodation. It may help to fill the inside of the part 121 . Furthermore, in the present invention, when high-temperature gas and flame are ejected through the upper or lower portion of the cylindrical battery cell 110 , the ejected gas and flame are blocked by the filling member 140 , and the receiving part 121 ), when the gas and the flame flow backward in the inward direction, it is possible to prevent the reversed gas and the flame from coming into contact with another adjacent cylindrical battery cell 110 by the guide part 122 . Accordingly, the safety of the battery module 100A may be improved.
  • FIG. 8 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a cut state of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the filling member 140 has the receiving part 121 .
  • the accommodating groove 121k may have an elongated shape along the tubular inner surface of the accommodating part 121 . That is, the receiving groove 121k may be configured such that the filling member 140 can be formed to a predetermined thickness along the outer surface of the side of the cylindrical battery cell 110 .
  • a receiving groove 121k may be provided in the receiving part 121 of the upper cover 120 . A portion of the filling member 140 may be filled in the receiving groove 121k.
  • the receiving groove 121k is formed in any one of the upper cover 120 and the lower cover 130, the receiving part ( A filling member 140 of a predetermined thickness may be formed at the end of the 121 , so that the gas or flame discharged from the cylindrical battery cell 110 by the formed filling member 140 moves inward through the receiving part 121 . backflow can be effectively prevented.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the upper cover 120C of the battery module according to another embodiment of the present invention of FIG. 9 is, compared to the battery module 100 of FIG. 2 , at least one input groove (123h) may be further formed.
  • the input groove 123h may be formed in at least one of the upper cover 120 and the lower cover 130 .
  • the input groove 123h may be perforated so that the filling member 140 is inserted into the receiving part 121 in which the cylindrical battery cell 110 is accommodated.
  • the input groove 123h may be formed by perforating a portion of the outer periphery of the exposure hole 120h.
  • four input grooves 123h may be formed on the outer periphery of the exposure hole 120h.
  • the filling member 140 can be smoothly introduced into the receiving part 121 by the input groove 123h formed on the outer periphery of the exposure opening 120h. there is. Accordingly, in the present invention, the filling member 140 can be appropriately applied to the cylindrical battery cell 110 accommodated in the receiving part 121 , so that the high-temperature gas or flame discharged from the cylindrical battery cell 110 . It can be effectively prevented from moving to another adjacent cylindrical battery cell (110).
  • FIG. 10 is a vertical partial cross-sectional view schematically illustrating a cut state of a battery module according to still another embodiment of the present invention.
  • the plurality of cylindrical battery cells 110 and the covering material 150 of FIG. 10 are not shown in cross-sectional shape, but are shown in a front view, and the remaining upper cover 120, lower cover 130, and The filling member 140 is shown in cross-sectional view.
  • the band part 151 is further included in the covering material 150 . can be provided.
  • the band portion 151 may be configured to melt and flow down the side of the cylindrical battery cell 110 when the cylindrical battery cell 110 rises above a predetermined temperature.
  • the band part 151 may be provided with a material that melts at about 200 to 300 degrees Celsius.
  • the band portion 151 may be a portion formed to be relatively thicker than the remaining portion of the covering material 150 .
  • the band part 151 may be formed to surround a side of the cylindrical battery cell 110 in a horizontal direction.
  • the present invention by further providing the band portion 151 in the covering material 150, thermal runaway or fire of some of the battery cells among the plurality of cylindrical battery cells 110 is generated. , when the side of the cylindrical battery cell ruptures, the band portion 151 may melt and flow down the side of the cylindrical battery cell 110 to cover the ruptured portion. Accordingly, direct ejection of high-temperature gas or flame to the other cylindrical battery cell 110 adjacent to the cylindrical battery cell 110 in which thermal runaway or fire has occurred can be minimized. Ultimately, the present invention can effectively increase the safety of the battery module 100 .
  • a battery pack (not shown) may include at least two or more of the battery modules 100 .
  • the battery pack may include a pack housing (not shown) having an accommodating space for accommodating at least two or more of the battery modules 100 .
  • the battery pack may further include various devices (not shown) for controlling the charging and discharging of the battery module 100 , for example, a battery management system (BMS), a current sensor, a fuse, and the like.
  • BMS battery management system
  • the battery pack according to an embodiment of the present invention may be included in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, in the vehicle according to the embodiment of the present invention, a battery pack including at least one battery pack according to the embodiment of the present invention described above may be mounted in a vehicle body.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 각각이 전극 단자가 구비되고 상하 방향으로 길게 세워진 형태의 복수의 전지셀, 복수의 전지셀의 각각의 상부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구가 형성된 상부 커버, 복수의 전지셀의 각각의 하부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구가 형성된 하부 커버 및 전기 절연성을 가지고, 상부 커버 및 하부 커버 중, 적어도 어느 하나에 형성된 복수의 노출구를 밀폐하도록 복수의 노출구에 충진된 충진부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열폭주, 화재, 폭발 등에 대한 안전성을 높인 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 09월 04일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2020-0113332호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 또한, 이러한 리튬 이차전지는, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 이러한 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
그리고, 리튬 이차전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지셀과 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류될 수 있다.
이 중, 원통형 전지셀은 전극 조립체가 내장 되는 금속 캔을 원통형으로 제작할 경우가 있다. 이러한 원통형 전지셀은, 복수의 이차전지를 수용하는 모듈 케이스 및 복수의 이차전지를 전기적으로 연결하도록 구성된 버스바를 구비한 배터리 모듈을 구성하는데 사용될 수 있다.
그러나, 종래기술의 배터리 모듈은, 복수의 전지셀을 구비하고, 이러한 배터리 모듈의 내부에 구비된 복수의 전지셀 중, 일부 전지셀에서 열폭주나, 발화, 폭발 등이 발생할 경우, 생성된 고열의 가스, 화염, 또는 고온의 내부 물질이 분사되어 인접한 전지셀로 전달됨에 따라 2차 열폭주나 2차 화재나 폭발 등이 일어나는 경우가 있어, 복수의 전지셀들이 연쇄적으로 열폭주, 발화, 또는 폭발이 유발되는 것을 방지하기 위한 노력이 가중되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열폭주, 화재, 폭발 등에 대한 안전성을 높인 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리 모듈로서, 각각이 전극 단자가 구비되고 상하 방향으로 길게 세워진 형태의 복수의 전지셀; 상기 복수의 전지셀의 상부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 형태를 가지고 상기 복수의 전지셀의 각각의 상부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구가 형성된 상부 커버; 상기 복수의 전지셀의 하부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 형태를 가지고 상기 복수의 전지셀의 각각의 하부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구가 형성된 하부 커버; 및 전기 절연성을 가지고, 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중, 적어도 어느 하나에 형성된 복수의 노출구를 밀폐하도록 상기 복수의 노출구에 충진된 충진부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 충진부재는, 상기 복수의 전지셀의 상부의 상면 및 하부의 하면 중 적어도 하나의 표면, 및 상기 복수의 전지셀의 측부의 측면의 일부 표면을 감싸도록 코팅될 수 있다.
상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중 적어도 어느 하나는, 상기 충진부재가 채워지는 수용 공간이 형성되도록 상기 복수의 노출구가 형성된 부분이 내부 방향으로 내입된 충진부가 구비될 수 있다.
상기 복수의 전지셀의 상부를 제외한 나머지 측부와 하부는 전기 절연성 피복재로 피복될 수 있다.
상기 상부 커버는 상기 복수의 전지셀 각각의 상부가 삽입되도록 상하 방향으로 연장된 관 형태를 가진 복수의 수용부가 구비되며, 상기 하부 커버는 상기 복수의 전지셀의 하부가 삽입되도록 상하 방향으로 연장된 관 형태를 가진 복수의 수용부가 구비되고, 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중, 적어도 어느 하나는, 상기 수용부에 삽입된 상기 전지셀의 측부의 일부분을 둘러싸도록 상기 수용부로부터 상기 전지셀의 측부를 향해 돌출되도록 구성된 가이드부가 구비될 수 있다.
상기 수용부는, 상기 충진부재의 일부분이 유입되도록 내입된 수용홈이 형성될 수 있다.
상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중, 적어도 어느 하나는, 상기 충진부재가 상기 수용부 내부로 투입되도록 상기 노출구의 외주부의 일부분이 천공된 적어도 하나 이상의 투입홈이 구비될 수 있다.
상기 피복재는, 상기 전지셀이 소정 온도 이상으로 상승될 경우, 용융되어 상기 전지셀의 측부를 타고 흘러내리도록 구성되고 나머지 부분 보다 상대적으로 두껍게 형성된 밴드부가 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예들에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 상부 커버 또는 하부 커버의 복수의 노출구를 밀폐하도록 구성된 충진부재를 포함함으로써, 배터리 모듈의 사용 중, 복수의 원통형 전지셀 중, 일부가 이상 거동에 의해, 전지 캔 내부에 생성된 고온의 가스와 화염이 원통형 전지셀의 상부 또는 하부로 분출될 경우, 복수의 노출구를 밀폐시킨 충진부재에 의해 막을 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 일부 원통형 전지셀에서 고온의 가스와 화염이 분출되는 것에 의해, 인접한 다른 원통형 전지셀의 온도가 상승됨에 따라, 열폭주 내지 화재가 전파되는 것을 방지할 수 있다. 궁극적으로, 본 발명은, 배터리 모듈의 사용 안전성을 크게 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 본 발명은, 상부 커버 및 하부 커버 중, 적어도 어느 하나에 가이드부가 구비됨에 따라, 충진부재가 수용부 내부에 충진 되도록 도울 수 있다. 더욱이, 본 발명은, 원통형 전지셀의 상부 또는 하부를 통해 고온의 가스와 화염이 분출될 경우, 분출된 가스와 화염이 충진부재에 의해 막혀, 수용부의 내면을 따라 가스와 화염이 내부 방향으로 역류될 경우, 가이드부에 의해, 역류된 가스와 화염이 인접한 다른 원통형 전지셀과 접촉되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈의 안전성을 높일 수 있다.
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 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성들을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 원통형 전지셀의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상부 커버를 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 하부 커버를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 도 1의 C-C' 라인을 따라 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성의 모습을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 10은, 본 발명의 또 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다.
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 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.
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 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 원통형 전지셀의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도면 설명의 편의를 위해, 도 2에서는, 상부 커버에 부가된 충진부재를 도시하지 않았다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 복수의 원통형 전지셀(110), 상부 커버(120), 하부 커버(130), 및 충진부재(140)를 포함한다.
구체적으로, 상기 복수의 원통형 전지셀(110) 각각은 전극 단자(111)가 구비될 수 있다. 상기 전극 단자(111)는 양극 단자(111a) 및 음극 단자(111b)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)은, 상하 방향으로 길게 세워진 형태로 배열될 수 있다. 상기 복수의 원통형 전지셀(110)은 수평 방향으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 원통형 전지셀(110)은 소정 간격으로 이격되어 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 1의 F 방향으로 바라볼 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)은 전후 방향(Y축 방향)과 좌우 방향(X축 방향)으로 배열될 수 있다.
여기서, 상기 원통형 전지셀(110)은, 전극 조립체(116), 전지 캔(112) 및 캡 조립체(113)를 구비할 수 있다.
상기 전극 조립체(116)는, 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 상태로 권취된 구조를 가질 수 있으며, 양극판에는 양극 탭(114)이 부착되어 캡 조립체(113)에 접속되고, 음극판에는 음극 탭(115)이 부착되어 전지 캔(112)의 하단에 접속될 수 있다.
상기 전지 캔(112)은, 내부에 빈 공간이 형성되어, 전극 조립체(116)를 수납할 수 있다. 특히, 상기 전지 캔(112)은, 원통형으로서, 상단이 개방된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전지 캔(112)은, 강성 등의 확보를 위해 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 전지 캔(112)은, 하단에 음극 탭이 부착되어, 전지 캔(112)의 상부 및 하부는 물론이고, 전지 캔(112) 자체가 음극 단자(111b)로서 기능할 수 있다.
상기 캡 조립체(113)는, 전지 캔(112)의 상단 개방부에 결합되어, 전지 캔(112)의 개방단을 밀폐시킬 수 있다. 이러한 캡 조립체(113)는, 전지 캔(112)의 형태에 따라 원형 또는 각형 등의 형태를 가질 수 있으며, 탑 캡(C1), 벤트 유닛(C2) 및 가스켓(C3) 등의 하위 구성을 포함할 수 있다.
여기서, 탑 캡(C1)은, 캡 조립체(113)의 최상부에 위치하여, 상부 방향으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 이러한 탑 캡(C1)은, 원통형 전지셀(110)에서 양극 단자(111a)로서 기능할 수 있다. 따라서, 탑 캡(C1)은, 외부 장치, 이를테면 버스바 등을 통해 다른 원통형 전지셀(110)나 충전 장치와 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 탑 캡(C1)은, 예를 들어 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 벤트 유닛(C2)은, 원통형 전지셀(110)의 내압, 즉, 전지 캔(112)의 내부 압력이 소정 수준 이상으로 증가하는 경우, 상기 벤트 유닛(C2)의 형태가 변형(파단)되어, 전지 캔(112) 내부의 가스를 탑 캡(C1)의 개구(D)를 통해 외부로 배출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 내부 압력의 소정 수준은, 5 기압 내지 10 기압일 수 있다.
더욱이, 상기 가스켓(C3)은, 탑 캡(C1) 및 벤트 유닛(C2)의 테두리 부분이 전지 캔(112)과 절연될 수 있도록 전기 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 캡 조립체(113)는 전류차단부재(C4)를 더 포함할 수 있다. 상기 전류차단부재(C4)는 CID(Current Interrupt Device)라고도 불리며, 가스 발생으로 전지의 내압이 증가하여 벤트 유닛(C2)의 형상이 역전되면, 벤트 유닛(C2)과 전류차단부재(C4) 사이의 접촉이 끊어지거나, 전류차단부재(C4)가 파손되어, 벤트 유닛(C2)과 전극 조립체(116) 사이의 전기적 접속은 차단될 수 있다.
이러한 원통형 전지셀(110)의 구성은, 본 발명의 출원 시점에 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 보다 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 3에 원통형 전지셀(110)의 일례를 도시하였으나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은 특정한 형태의 원통형 전지셀(110)의 구성으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 원통형 전지셀(110)이 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)에 채용될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상부 커버를 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다. 그리고, 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 하부 커버를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2와 함께 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 상부 커버(120)는, 전기 절연성의 소재를 구비할 수 있다. 상기 상부 커버(120)는, 예를 들면, 폴리염화비닐 소재 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 소재를 구비할 수 있다. 상기 상부 커버(120)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 상부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 상벽(W1)을 가질 수 있다. 상기 상벽(W1)에는 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 각각의 상부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구(120h)가 형성될 수 있다. 상기 노출구(120h)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 상면의 일부 또는 전체가 외부로 노출될 수 있는 크기를 가질 수 있다.
더욱이, 상기 하부 커버(130)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 하부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 형태의 하벽(W2)을 가질 수 있다. 상기 하벽(W2)에는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 각각의 하부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구(130h)가 형성될 수 있다. 상기 노출구(130h)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 하면의 일부 또는 전체가 외부로 노출될 수 있는 크기를 가질 수 있다.
그리고, 상기 충진부재(140)는, 전기 절연성을 가진 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 충진부재(140)는, 예를 들면, 글루(glue) 또는 핫멜트 수지(Hot-melt resin), 또는 실리콘계 접착제일 수 있다. 예를 들면, 상기 충진부재(140)는, 폴리실리콘 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 및 아크릴계 수지 중 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
나아가, 상기 충진부재(140)는, 상기 상부 커버(120) 및 상기 하부 커버(130) 중, 적어도 어느 하나에 형성된 복수의 노출구(120h)를 밀폐하도록 구성될 수 있다. 상기 충진부재(140)는, 수지 형태로 상기 복수의 노출구(120h)에 주입된 후, 경화되어, 복수의 노출구(120h)를 밀폐하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상부 커버(120) 또는 하부 커버(130)의 복수의 노출구(120h)를 밀폐하도록 구성된 충진부재(140)를 포함함으로써, 배터리 모듈(100)의 사용 중, 복수의 원통형 전지셀(110) 중, 일부가 이상 거동(작동)에 의해, 전지 캔(112) 내부에 생성된 고온의 가스와 화염이 원통형 전지셀(110)의 상부 또는 하부로 분출될 경우, 상기 복수의 노출구(120h)를 밀폐시킨 충진부재(140)에 의해 막을 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 일부 원통형 전지셀(110)에서 고온의 가스와 화염이 분출되는 것에 의해, 인접한 다른 원통형 전지셀(110)의 온도가 상승됨에 따라, 열폭주 내지 화재가 전파되는 것을 방지할 수 있다. 궁극적으로, 본 발명은, 배터리 모듈(100)의 사용 안전성을 크게 높일 수 있다.
도 6은, 도 1의 C-C' 라인을 따라 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다. 도면 설명의 편의를 위해, 도 6의 복수의 원통형 전지셀(110) 및 피복재(150)는 단면 형상으로 도시하지 않고, 정면도로 도시하고, 나머지 상부 커버(120), 하부 커버(130), 및 충진부재(140) 구성들은, 단면도로 나타냈다.
도 2와 함께 도 6을 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(100)의 충진부재(140)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 상부의 상면 및 하부의 하면 중 적어도 하나의 표면을 감싸도록 상기 표면에 코팅될 수 있다. 즉, 상기 충진부재(140)는, 수지 형태로, 상기 노출구(120h) 내로 투입되어, 상기 원통형 전지셀(110)의 상면 및 하면 중 적어도 하나의 표면에 도포된 후, 경화될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 충진부재(140)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 상면에 코팅될 수 있다. 도면에 나타내지 않았으나, 상기 충진부재(140)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 전지 캔(112)의 하면에 코팅될 수 있다.
또한, 상기 충진부재(140)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 측부의 측면의 일부 표면을 감싸도록 상기 일부 표면에 코팅될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 충진부재(140)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 측부 중, 상단의 측면을 둘러싸도록 상기 측면에 코팅될 수 있다. 도면에 나타내지 않았으나, 상기 충진부재(140)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 전지 캔(112)의 측부 중, 하단의 측면을 둘러싸도록 상기 측면에 코팅될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 충진부재(140)가 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 외면을 감싸므로 써, 복수의 원통형 전지셀(110) 중, 일부 원통형 전지셀(110)로부터 분출된 고온의 가스 내지 화염이 인접한 다른 원통형 전지셀(110)에 분출되는 것을 충진부재(140)에 의해 막을 수 있다. 이에 따라, 일부 원통형 전지셀(110)에서 고온의 가스와 화염이 분출되는 것에 의해, 인접한 다른 원통형 전지셀(110)의 온도가 상승됨에 따라, 열폭주 내지 화재가 전파되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 다시 도 2와 함께 도 6을 참조하면, 상기 배터리 모듈(100)은, 복수의 버스바(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 버스바(160)는 상기 복수의 원통형 전지셀(110) 간의 전기적 연결을 이루도록 구성될 수 있다. 상기 버스바(160)는 전도성 금속을 구비할 수 있다. 상기 버스바(160)는 예를 들면, 구리, 니켈, 및 알루미늄 중, 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 버스바(160)는 일방향으로 길게 연장된 플레이트 형상 또는 와이어 형태를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 복수의 원통형 전지셀(110)의 양극 단자(111a) 및 음극 단자(111b) 각각에 와이어 형태의 버스바(160)가 연결될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 양극 단자(111a) 및 음극 단자(111b) 각각에 와이어 형태의 버스바(160)가 연결된 상태에서, 상기 충진부재(140)가 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 표면에 도포될 수 있다.
한편, 다시 도 1과 도 2를 참조하면, 상기 상부 커버(120) 및 상기 하부 커버(130) 중 적어도 어느 하나는, 충진부(120g)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에서와 같이, 상부 커버(120)는 충진부(120g)가 구비될 수 있다. 상기 충진부(120g)는 상기 충진부재(140)가 채워지는 수용 공간이 형성되도록 내부 방향으로 내입된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 충진부(120g)는, 상기 상부 커버(120) 및 상기 하부 커버(130) 중 적어도 어느 하나의 복수의 노출구(120h)가 형성된 부분이 내부 방향으로 내입된 형태일 수 있다.
여기서, '내부 방향'은, 상기 상부 커버(120) 또는 상기 하부 커버(130)의 몸체의 중심을 향한 방향을 의미할 수 있다. 예를 들면, 도 2에서와 같이, 상부 커버(120)는 복수의 노출구(120h)가 형성된 부분이 하부 방향으로 내입된 충진부(120g)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 충진부재(140)는, 상기 충진부(120g)에 채워질 수 있도록 충진될 수 있다. 즉, 상기 충진부재(140)는, 상기 상부 커버(120)의 상면, 또는 상기 하부 커버(130)의 하면에 소정 두께로 충진된 후, 경화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상부 커버(120) 및 하부 커버(130) 중, 적어도 어느 하나가 충진부(120g)를 구비함으로써, 상부 커버(120) 또는 하부 커버(130)의 복수의 노출구(120h)가 형성된 외면에 소정 두께의 충진부재(140)가 형성될 수 있는 바, 복수의 원통형 전지셀(110) 중, 일부 원통형 전지셀(110)로부터 분출된 고온의 가스 내지 화염이 하나의 노출구(120h)를 통해 외부로 분출되더라도, 인접한 다른 노출구(120h)들로 고온의 가스 및 화염이 유입되는 것을 충진부(120g)에 충진된 충진부재(140)에 의해 막을 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 열폭주 내지 화재가 인접한 원통형 전지셀(110)로 전파되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 다시 도 2와 함께 도 6을 참조하면, 본 발명의 복수의 원통형 전지셀(110) 각각은, 전기 절연성 피복재(150)로 피복될 수 있다. 예를 들면, 상기 전기 절연성 피복재(150)는, 소정 온도 이상에서 부피가 축소되는 열수축 성질을 가진 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 열수축 성질을 가진 소재는, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 또는 폴리페닐렌설파이드계 수지를 사용하여 제조될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 열수축 성질을 가진 소재는, 폴리염화바이닐, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리올레핀, 나일론, 폴리염화비닐(PVC) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 중, 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기 절연성 피복재(150)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 상부를 제외한 나머지 측부와 하부를 감싸도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 피복재(150)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 전지 캔(112)의 수평 방향의 측면과 하면을 감싸도록 피복될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 복수의 원통형 전지셀(110) 각각의 측부와 하부에 피복재(150)가 피복됨에 따라, 배터리 모듈(100)이 충방전 시에, 일부 원통형 전지셀(110)의 이상 거동에 의해, 생성된 가스에 의해 원통형 전지셀(110)의 측부가 파열될 경우, 인접한 다른 원통형 전지셀(110)로 고온의 가스나 화염이 직접적으로 분출되지 않도록 상기 피복재(150)에 의해 저지될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 충진부재(140)가 도포되지 않은, 원통형 전지셀(110)의 나머지 부분에 피복재(150)를 적용함에 따라, 배터리 모듈(100)의 사용 안전성을 크게 높일 수 있다.
한편, 도 2와 함께 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 상부 커버(120)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 각각의 상부가 삽입되도록 구성된 관 형태를 가진 복수의 수용부(121)가 구비될 수 있다. 상기 수용부(121)는, 상기 상부 커버(120)의 상벽(W1)의 하면으로부터 하부 방향으로 연장된 관 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 하부 커버(130)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 각각의 하부가 삽입되도록 구성된 관 형태를 가진 복수의 수용부(131)가 구비될 수 있다. 상기 수용부(131)는, 상기 하부 커버(130)의 하벽(W2)의 상면으로부터 상부 방향으로 연장된 관 형태를 가질 수 있다.
도 7은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다.
도 7을 참조하면, 도 7의 배터리 모듈(100A)은, 도 6의 배터리 모듈(100)의 상부 커버(120)와 비교할 경우, 상기 상부 커버(120) 및 상기 하부 커버(130) 중, 적어도 어느 하나의 수용부(121)에 가이드부(122)가 더 구비될 수 있다. 도 7의 배터리 모듈(100A)의 나머지 다른 구성들은, 도 6의 배터리 모듈(100)과 동일하므로, 다른 구성의 설명은 생략하도록 한다.
또한, 상기 가이드부(122)는, 상기 수용부(121)에 삽입된 상기 원통형 전지셀(110)의 측부의 일부분을 둘러싸도 돌출된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 7을 참조하면, 상기 상부 커버(120)는, 상기 수용부(121)의 하단부에 상기 원통형 전지셀(110)의 측부를 향해 돌출되어 형성된 가이드부(122)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 가이드부(122)는, 상부 커버(120) 및 상기 하부 커버(130) 중, 어느 하나의 수용부(121)는, 관 형의 단부가 중심 방향으로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 도시하진 않았으나, 상기 하부 커버(130)의 복수의 노출구(120h) 각각에 상기 충진부재(140)가 충진될 경우, 상기 하부 커버(130)는 상기 수용부(121)의 상기 수용부(121)로부터 상기 원통형 전지셀(110)의 측부를 향해 돌출되도록 구성된 가이드부(122)가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 가이드부(122)는, 상기 충진부재(140)가 상기 수용부(121)와 상기 원통형 전지셀(110) 사이에 충진될 경우, 상기 충진부재(140)가 상기 수용부(121) 외부로 빠져나가지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 충진부재(140)는, 수지 형태로 상기 노출구(120h)를 통해 유입되어 상기 가이드부(122)가 형성된 상기 수용부(121)의 단부까지 충진될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상부 커버(120) 및 하부 커버(130) 중, 적어도 어느 하나에 가이드부(122)가 구비됨에 따라, 상기 충진부재(140)가 상기 수용부(121) 내부에 충진되도록 도울 수 있다. 더욱이, 본 발명은, 상기 원통형 전지셀(110)의 상부 또는 하부를 통해 고온의 가스와 화염이 분출될 경우, 분출된 가스와 화염이 상기 충진부재(140)에 의해 막혀, 상기 수용부(121)의 내면을 따라 상기 가스와 화염이 내부 방향으로 역류될 경우, 상기 가이드부(122)에 의해, 역류된 가스와 화염이 인접한 다른 원통형 전지셀(110)과 접촉되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(100A)의 안전성을 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100B)은, 상부 커버(120) 및 하부 커버(130) 중, 어느 하나의 수용부(121)에는, 상기 충진부재(140)의 일부분이 유입되도록 내입된 수용홈(121k)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 수용홈(121k)은, 상기 수용부(121)의 관형의 내면을 따라 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 수용홈(121k)은, 상기 원통형 전지셀(110)의 측부의 외면을 따라 상기 충진부재(140)가 소정의 두께로 형성될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 상부 커버(120)의 수용부(121)에는, 수용홈(121k)이 구비될 수 있다. 상기 수용홈(121k)에는 충진부재(140)의 일부가 채워질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상부 커버(120) 및 하부 커버(130) 중, 어느 하나의 수용부(121)에 수용홈(121k)이 형성됨에 따라, 상기 수용부(121)의 단부에 소정 두께의 충진부재(140)가 형성될 수 있어, 형성된 충진부재(140)에 의해, 원통형 전지셀(110)로부터 배출된 가스나 화염이 수용부(121)를 통해 내부 방향으로 역류하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성의 모습을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2와 함께 도 9를 참조하면, 도 9의 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상부 커버(120C)는, 도 2의 배터리 모듈(100)과 비교하여, 적어도 하나 이상의 투입홈(123h)이 더 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 투입홈(123h)은, 상기 상부 커버(120) 및 상기 하부 커버(130) 중, 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다. 상기 투입홈(123h)은, 상기 충진부재(140)가 상기 원통형 전지셀(110)이 수용되는 수용부(121) 내부로 투입되도록 천공될 수 있다. 상기 투입홈(123h)은, 상기 노출구(120h)의 외주부의 일부분이 천공되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 상부 커버(120)는 4개의 투입홈(123h)이 상기 노출구(120h)의 외주부에 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 노출구(120h)의 외주부에 형성된 투입홈(123h)에 의해, 충진부재(140)가 상기 수용부(121) 내부로 원활하게 유입될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 상기 수용부(121)에 수용된 원통형 전지셀(110)에 상기 충진부재(140)가 적절히 도포될 수 있어, 상기 원통형 전지셀(110)로부터 배출된 고온의 가스나 화염이 인접한 다른 원통형 전지셀(110)로 이동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 절단된 모습을 개략적으로 나타낸 수직 부분 단면도이다. 도면 설명의 편의를 위해, 도 10의 복수의 원통형 전지셀(110) 및 피복재(150)는 단면 형상으로 도시하지 않고, 정면도로 도시하고, 나머지 상부 커버(120), 하부 커버(130), 및 충진부재(140) 구성들은, 단면도로 나타냈다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100D)은, 도 6에 도시된 배터리 모듈(100D)과 비교하여, 상기 피복재(150)에 밴드부(151)가 더 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 밴드부(151)는, 상기 원통형 전지셀(110)이 소정 온도 이상으로 상승될 경우, 용융되어 상기 원통형 전지셀(110)의 측부를 타고 흘러내리도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 밴드부(151)는, 섭씨 약 200도 내지 300도에서 용융되는 소재를 구비할 수 있다. 상기 밴드부(151)는, 상기 피복재(150)의 나머지 부분 보다 상대적으로 두껍게 형성된 부분일 수 있다. 예를 들면, 상기 밴드부(151)는, 상기 원통형 전지셀(110)의 수평 방향의 측부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 피복재(150)에 별도로 밴드부(151)를 더 구비 시킴으로써, 복수의 원통형 전지셀(110) 중, 일부 전지셀의 열폭주나 화재가 발생되어, 원통형 전지셀의 측부가 파열될 경우, 상기 밴드부(151)가 용융되어 상기 원통형 전지셀(110)의 측부를 타고 흘러 내려가 파열된 부분을 피복 시킬 수 있다. 이에 따라, 열폭주나 화재가 발생된 원통형 전지셀(110)에 인접한 다른 원통형 전지셀(110)로, 고온의 가스나 화염이 직접 분출되는 것을 최소화 시킬 수 있다. 궁극적으로, 본 발명은, 배터리 모듈(100)의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 배터리 팩(미도시)은, 상기 배터리 모듈(100)을 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩은, 적어도 둘 이상의 상기 배터리 모듈(100)을 수용하는 수용 공간이 구비된 팩 하우징(미도시)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈(100)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치(미도시), 예컨대 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 포함될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는 차체 내에 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 배터리 팩을 탑재할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 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.
이상과 같이, 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 (10)

  1. 각각이 전극 단자가 구비되고 상하 방향으로 길게 세워진 형태의 복수의 전지셀;
    상기 복수의 전지셀의 상부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 형태를 가지고 상기 복수의 전지셀의 각각의 상부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구가 형성된 상부 커버;
    상기 복수의 전지셀의 하부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 형태를 가지고 상기 복수의 전지셀의 각각의 하부의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 복수의 노출구가 형성된 하부 커버; 및
    전기 절연성을 가지고, 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중, 적어도 어느 하나에 형성된 복수의 노출구를 밀폐하도록 상기 복수의 노출구에 충진된 충진부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충진부재는,
    상기 복수의 전지셀의 상부의 상면 및 하부의 하면 중 적어도 하나의 표면, 및 상기 복수의 전지셀의 측부의 측면의 일부 표면을 감싸도록 코팅된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중 적어도 어느 하나는,
    상기 충진부재가 채워지는 수용 공간이 형성되도록 상기 복수의 노출구가 형성된 부분이 내부 방향으로 내입된 충진부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지셀의 상부를 제외한 나머지 측부와 하부는 전기 절연성 피복재로 피복된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 커버는 상기 복수의 전지셀 각각의 상부가 삽입되도록 상하 방향으로 연장된 관 형태를 가진 복수의 수용부가 구비되며,
    상기 하부 커버는 상기 복수의 전지셀의 하부가 삽입되도록 상하 방향으로 연장된 관 형태를 가진 복수의 수용부가 구비되고,
    상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중, 적어도 어느 하나는,
    상기 수용부에 삽입된 상기 전지셀의 측부의 일부분을 둘러싸도록 상기 수용부로부터 상기 전지셀의 측부를 향해 돌출되도록 구성된 가이드부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수용부는, 상기 충진부재의 일부분이 유입되도록 내입된 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 상부 커버 및 상기 하부 커버 중, 적어도 어느 하나는,
    상기 충진부재가 상기 수용부 내부로 투입되도록 상기 노출구의 외주부의 일부분이 천공된 적어도 하나 이상의 투입홈이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 피복재는,
    상기 전지셀이 소정 온도 이상으로 상승될 경우, 용융되어 상기 전지셀의 측부를 타고 흘러내리도록 구성되고 나머지 부분 보다 상대적으로 두껍게 형성된 밴드부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항 내지 제8항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한 것을 특징으로 하는 자동차.
PCT/KR2021/011877 2020-09-04 2021-09-02 배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차 WO2022050731A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/915,475 US20230124945A1 (en) 2020-09-04 2021-09-02 Battery module, battery pack, and vehicle
JP2022550011A JP2023514713A (ja) 2020-09-04 2021-09-02 バッテリーモジュール、バッテリーパック、及び自動車
CN202180015166.9A CN115136401A (zh) 2020-09-04 2021-09-02 电池模块、电池组以及车辆
EP21864690.9A EP4148884A1 (en) 2020-09-04 2021-09-02 Battery module, battery pack, and vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0113332 2020-09-04
KR1020200113332A KR20220031435A (ko) 2020-09-04 2020-09-04 배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022050731A1 true WO2022050731A1 (ko) 2022-03-10

Family

ID=80491247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/011877 WO2022050731A1 (ko) 2020-09-04 2021-09-02 배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230124945A1 (ko)
EP (1) EP4148884A1 (ko)
JP (1) JP2023514713A (ko)
KR (1) KR20220031435A (ko)
CN (1) CN115136401A (ko)
TW (1) TW202224247A (ko)
WO (1) WO2022050731A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180138143A (ko) * 2017-06-20 2018-12-28 도요타 지도샤（주） 세트 전지, 전지 모듈 및 세트 전지의 제조 방법
CN109326753A (zh) * 2018-10-31 2019-02-12 重庆金康动力新能源有限公司 电池模组
WO2019211555A1 (fr) * 2018-05-03 2019-11-07 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede d'assemblage d'une batterie
CN210379143U (zh) * 2019-06-21 2020-04-21 苏州安靠电源有限公司 防火型电池模组
KR102123684B1 (ko) * 2019-03-30 2020-06-16 우석대학교 산학협력단 소화 기능을 갖춘 ess 배터리 장치
KR20200113332A (ko) 2019-03-25 2020-10-07 주식회사홍성엔지니어링 오일펌프 성능 검사 시스템

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3929839B2 (ja) * 2001-06-28 2007-06-13 松下電器産業株式会社 電池及び電池パック
CN102055003A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 财团法人工业技术研究院 具有导热胶的电池组
EP3146574A1 (en) * 2014-05-21 2017-03-29 Thermal Ceramics, Inc. Passive insulation materials
JP6260830B2 (ja) * 2014-10-28 2018-01-17 豊田合成株式会社 電池の接着固定構造
JP6380219B2 (ja) * 2015-04-23 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 組電池の製造方法および組電池
CN105514312A (zh) * 2015-12-08 2016-04-20 合普新能源科技有限公司 一种车用锂离子电池模块及其半成品模块

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180138143A (ko) * 2017-06-20 2018-12-28 도요타 지도샤（주） 세트 전지, 전지 모듈 및 세트 전지의 제조 방법
WO2019211555A1 (fr) * 2018-05-03 2019-11-07 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede d'assemblage d'une batterie
CN109326753A (zh) * 2018-10-31 2019-02-12 重庆金康动力新能源有限公司 电池模组
KR20200113332A (ko) 2019-03-25 2020-10-07 주식회사홍성엔지니어링 오일펌프 성능 검사 시스템
KR102123684B1 (ko) * 2019-03-30 2020-06-16 우석대학교 산학협력단 소화 기능을 갖춘 ess 배터리 장치
CN210379143U (zh) * 2019-06-21 2020-04-21 苏州安靠电源有限公司 防火型电池模组

Also Published As

Publication number Publication date
CN115136401A (zh) 2022-09-30
US20230124945A1 (en) 2023-04-20
JP2023514713A (ja) 2023-04-07
EP4148884A1 (en) 2023-03-15
TW202224247A (zh) 2022-06-16
KR20220031435A (ko) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019203460A1 (ko) 디개싱 유로를 구비한 배터리 팩
WO2021221370A1 (ko) 개선된 고정 구조 및 가스 배출 구조를 갖는 배터리 팩, 그리고 이를 포함하는 전자 디바이스 및 자동차
WO2022031056A1 (ko) 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
WO2013157722A1 (ko) 이차전지, 이에 적용되는 이차전지용 부품 및 이차전지의 제조 방법
WO2017069397A1 (ko) 이차 전지용 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈
WO2018230797A1 (ko) 안전성이 향상된 배터리 모듈 및 배터리 팩
WO2020256304A1 (ko) 가스배출통로를 구비한 베이스 플레이트를 포함한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치
WO2018216870A1 (ko) 안전성이 향상된 배터리 모듈
WO2022080908A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2021075780A1 (ko) 배터리 팩 및 전자 디바이스 및 자동차
WO2022075635A1 (ko) 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템
WO2018151415A1 (ko) 열팽창성 테이프를 포함하는 안전성이 개선된 배터리 셀 및 이의 제조방법
WO2018199425A1 (ko) 안전성이 향상된 배터리 셀
WO2020197040A1 (ko) 버스 바 모듈과 그 제조 방법
WO2023033458A1 (ko) 열폭주 시 산소 유입 차단을 위한 구조가 적용된 배터리 모듈
WO2022098027A1 (ko) 이차전지 모듈, 이를 포함하는 이차전지 팩 및 자동차
WO2022149923A1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2022250287A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022050731A1 (ko) 배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차
WO2022211250A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2022080870A1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
WO2021221446A1 (ko) 배터리 팩, 그것을 포함하는 전자 디바이스, 및 자동차
WO2021256779A1 (ko) 배터리 팩, 전자 디바이스, 및 자동차
WO2021060712A1 (ko) 베이스 절연 부재가 구비된 배터리 모듈
WO2022060003A1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 이를 포함하는 자동차

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21864690

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022550011

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021864690

Country of ref document: EP

Effective date: 20221207

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE