WO2022060003A1 - 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

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윤형철
김재상
손영수
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery pack, and a vehicle including the same, and more particularly, to a battery module with increased safety against fire or explosion, a battery pack including the same, and a vehicle.
  • This application is an application for priority claiming Korean Patent Application No. 10-2020-0121769 filed on September 21, 2020, and all contents disclosed in the specification and drawings of the application are incorporated herein by reference.
  • 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.
  • Such a large-capacity battery module has a plurality of battery cells, and when a fire or explosion occurs in some of the plurality of battery cells, fragments of the high-temperature electrode assembly, flame, and high-temperature gas are discharged to other adjacent battery cells. could increase the temperature of Accordingly, there is a problem in that thermal runaway, fire, etc. of other adjacent battery cells may be propagated and a secondary explosion may occur, thereby increasing the damage.
  • an object of the present invention is to provide a battery module having improved safety against fire or explosion, a battery pack including the same, and a vehicle, as devised to solve the above problems.
  • connection plate having electrical conductivity to electrically connect the plurality of battery cells, a main body extending in a horizontal direction, and a connection part extending from the main body to contact the electrode terminals;
  • connection plate is mounted on the outside, accommodates the plurality of battery cells therein, a plurality of exposure holes configured to expose each electrode terminal of the plurality of battery cells to the outside, and the connection from the outer periphery of the exposure hole It includes a module case provided with a cover portion protruding toward the plate.
  • cover part may be configured in a form in which a hollow is formed and at least an upper end is opened.
  • the module case may have a bent part bent and extended in a horizontal direction from the protruding end of the cover to cover a portion of the exposed opening of the module case.
  • connection plate In addition, the connection plate,
  • connection ports are provided in which a part of the main body is formed with an opening and the connection part is located inside the opening,
  • the cover part may be configured such that the open end is inserted into the connection port.
  • connection plate
  • An extension portion extending from the connection port toward the battery cell may be provided to screen the internal material ejected from the battery cell.
  • the battery module may further include a thermal conductive pad mounted on the outside of the connection plate having thermal conductivity and having a plurality of communication holes each configured to communicate with the connection hole.
  • the communication hole may be formed to be relatively smaller than the size of the opening of the connector.
  • the heat conduction pad each extending from the outer periphery of the communication hole toward the center of the communication hole to screen the internal material ejected from the battery cell, at least two or more screen parts positioned spaced apart from each other may be provided.
  • the battery pack of the present invention for achieving the above object includes one or more of the battery modules.
  • the vehicle of the present invention for achieving the above object includes one or more of the battery modules.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a state of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a state of a battery cell of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial vertical cross-sectional view schematically illustrating a partial state cut in the front-rear direction of the battery module of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a state of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partial perspective view schematically illustrating a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a partial vertical cross-sectional view schematically showing a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a state of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state of a battery cell of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module 100 includes a plurality of battery cells 110 , a connection plate 120 , and a module case 130 .
  • the battery cell 110 may include an electrode assembly 116 , a battery can 112 , and a cap assembly 113 .
  • the battery cell 110 may be a cylindrical battery cell.
  • the battery cell 110, the electrode terminal 111 may be located on each of the upper and lower portions.
  • the plurality of battery cells 110 may be electrically connected to each other by a connection plate 120 made of a metal material.
  • the plurality of battery cells 110 may be electrically connected in series, in parallel, or in series and in parallel through the connection plate 120 .
  • 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 has a negative electrode tab attached to a lower end thereof, so that the battery can 112 itself as well as the lower portion of the battery can 112 may function as a negative electrode terminal.
  • 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 a positive terminal in the battery cell 110 .
  • the top cap C1 may be electrically connected to another battery cell 110 or a charging device through an external device, for example, the connection plate 120 .
  • the top cap C1 may be formed of, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum. In the case of a severe explosion or fire of the battery cell 110 , at least a part of the top cap C1 may be torn or detached from the battery can 112 to the outside, and the battery can 112 may be opened.
  • the vent unit C2 when the internal pressure of the 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) As a result, the gas inside the battery can 112 may be discharged 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 battery cell 110 having a specific shape. That is, various 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.
  • connection plate 120 may have electrical conductivity to electrically connect the plurality of battery cells 110 .
  • the connection plate 120 may include, for example, aluminum, nickel, and copper.
  • the connection plate 120 may include a body part 121 and a connection part 122 .
  • the main body 121 may have a plate shape extending in a horizontal direction.
  • the main body 121 may be mounted on the upper or lower portion of the module case 130 .
  • the connection part 122 may extend from the body part 121 to contact the electrode terminal 111 .
  • the connection part 122 may have a bifurcated structure protruding from the body part 121 .
  • the connection part 122 may be welded to the electrode terminal 111 . At this time, as a welding method, resistance welding can be used, for example.
  • connection plate 120 may be mounted outside.
  • each of the two connection plates 120 may be mounted on the upper and lower portions of the module case 130 .
  • the module case 130 may be configured to accommodate the plurality of battery cells 110 therein.
  • the module case 130 may include an upper frame 133 and a lower frame 134 .
  • Each of the upper frame 133 and the lower frame 134 may include a plurality of hollows 135 configured to insert a portion of the plurality of battery cells 110 .
  • the module case 130 may be provided with a plurality of exposure holes 131 .
  • Each of the plurality of exposure holes 131 may be formed by perforating a portion of the module case 130 so that the electrode terminals 111 of each of the plurality of battery cells 110 are exposed to the outside. For example, as shown in FIG.
  • a plurality of exposure holes 131 may be provided on each of the upper surface of the upper frame 133 and the lower surface of the lower frame 134 .
  • a space between the upper surface of the upper frame 133 and the connection plate 120 may serve as a venting space in front of the battery cell 110 .
  • the module case 130 includes a cover part 132 having a shape protruding toward the connection plate 120 .
  • the cover part 132 When the battery cell 110 explodes and an internal material is ejected to the outside due to the occurrence of an abnormal behavior of the battery cell 110 , the cover part 132 includes another battery adjacent to the battery cell 110 through the other adjacent exposure hole 131 . It may be configured to prevent the internal material from moving into the cell 110 .
  • the cover part 132 may be formed to surround the exposure hole 131 .
  • the cover part 132 may have a rib shape protruding upward from the outer surface of the module case 130 .
  • the present invention can greatly improve safety.
  • connection part 122 of the connection plate 120 is not shown in FIG. 4 for convenience of drawing description.
  • the cover part 132 of the battery module 100 of the present invention may be configured in a form in which a hollow H is formed and at least an upper end thereof is opened.
  • the upper end of the cover part 132 may be configured to be in contact with a lower surface of the connection plate 120 , or may be positioned so as to be spaced apart from the lower surface of the connection plate 120 to secure a tolerance distance.
  • the cover part 132 can suppress the discharge of the high-temperature active material to the adjacent battery cell 110 while maintaining the gas and flame ejection functions generated during ignition.
  • the cover part 132 constitutes an isolated mechanism structure for each battery cell 110 so as to suppress the scattering of the active material mass. Through this, since the chain ignition can be suppressed, the safety of the battery module 100 of the present invention can be greatly improved.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a state of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the cover part 132 may include a bent part 132a.
  • the bent part 132a may be configured to cover a portion of the exposure hole 131 of the module case 130 .
  • the bent part 132a may extend from an upper end of the cover part 132 to be bent in a horizontal direction.
  • the bent part 132a may be configured to cover a portion of the open end of the cover part 132 .
  • the bent part 132a may be bent from the open end of the upper part of the cover part 132 toward the center so that the opening of the open end becomes narrower.
  • the present invention in the present invention, even if an explosion occurs in some of the plurality of battery cells 110 and an internal material (eg, an active material) is ejected, by the bent part 132a, the It is possible to effectively reduce the amount discharged to the outside of the module case (130). Accordingly, it is possible to effectively reduce the movement of the internal material ejected from the battery cell 110 in which the explosion has occurred to another adjacent battery cell 110 .
  • the present invention can provide the battery module 100 with greatly improved safety.
  • FIG. 6 is a partial perspective view schematically illustrating a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the cover part 132 of the battery module 100 may include a receiving groove 132b.
  • the accommodating groove 132b may be formed with a portion inside so that the connection part 122 of the connection plate 120 can pass or be accommodated.
  • the accommodating groove 132b of the cover part 132 may be formed by inserting a portion of the upper end in the downward direction.
  • connection part 122 of the connection plate 120 is connected to the electrode terminal 111 of the battery cell 110 and It can facilitate the work of connecting.
  • connection plate 120 of the battery module 100 may include a plurality of connection ports 123 .
  • the connector 123 may be formed by opening a portion of the main body 121 .
  • the connector 123 may be configured such that the connector 122 is positioned inside the opening. That is, the connection part 122 may have a shape extending from the outer periphery of the connection hole 123 formed in the body part 121 .
  • cover part 132 may be configured such that an upwardly protruding portion is inserted into the connector 123 .
  • the cover part 132 may be configured such that the open end is inserted into the connection port 123 .
  • the upper end of the cover part 132 may be positioned parallel to the upper surface of the body part 121 of the connection plate 120 .
  • the open end of the cover part 132 is inserted into the connection port 123 of the connection plate 120, so that the cover part 132 and the connection plate ( 120) can effectively reduce the gap between the liver. Accordingly, in the present invention, even if an explosion occurs in some of the plurality of battery cells 110 , a high-temperature active material, gas, and It can effectively prevent flames from moving. Accordingly, the safety of the present invention can be greatly improved.
  • connection plate 120 of the battery module 100 may further include an extension part 124 when compared with the connection plate 120 of FIG. 4 .
  • the extension part 124 may be configured to screen the internal material ejected from the battery cell 110 .
  • the extension part 124 may be bent and extended from the connector 123 toward the battery cell 110 .
  • the extension part 124 of the connection plate 120 is provided, even if an explosion occurs in some of the plurality of battery cells 110 , the battery cell ( 110 ), high-temperature active material, gas, flame, etc. can be effectively prevented from moving through the empty space between the connection plate 120 and the module case 130 . Accordingly, the safety of the present invention can be greatly improved.
  • the battery module 100 may further include a heat conduction pad 140 .
  • the thermal conductive pad 140 may include a material having high thermal conductivity while being electrically insulating.
  • the thermal conductive pad 140 may include a silicone resin.
  • the communication hole 141 may be formed to be relatively smaller than the size of the opening of the connection hole 123 .
  • the thermal conductive pad 140 may include a plurality of communication holes 141 configured to communicate with each of the plurality of connection holes 123 formed on the connection plate 120 .
  • Each of the plurality of communication holes 141 may have a size smaller than an opening size of each of the plurality of connection holes 123 .
  • the present invention by forming the communication hole 141 to be relatively smaller than the size of the opening of the connection hole 123 , the communication hole 141 is the connection plate 120 . It is possible to effectively screen the high-temperature active material discharged to the outside through the connection port 123 , thereby greatly reducing the amount of the high-temperature active material discharged to the outside. Accordingly, the present invention can provide the battery module 100 with greatly improved safety.
  • FIG. 9 is a partial vertical cross-sectional view schematically showing a part of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the heat conduction pad 140 of the battery module 100 includes two or more screen parts 142 inside or outside the communication hole 141 .
  • the two or more screen parts 142 may each be configured to screen the internal material ejected from the battery cell 110 .
  • the two or more screen parts 142 may have a shape extending from the outer periphery of the communication hole 141 toward the center of the communication hole 141 .
  • the two or more screen parts 142 may be positioned to be spaced apart from each other in the vertical direction.
  • the two screen parts 142 may be positioned at the inner upper end and inner lower end of the communication hole 141 of the thermal conductive pad 140 , respectively.
  • the two screen parts 142 have a shape that protrudes from the outside of the communication hole 141 toward the center of the communication hole 141 .
  • the heat-conducting pad 140 may be configured such that the generated gas passes through the screen units 142 .
  • the two or more screen parts 142 may be configured to screen the pieces of the high-temperature electrode assembly ejected from the exploded battery cell 110 , in particular, the high-temperature active material from passing through the communication hole 141 .
  • the present invention by providing two or more screen parts 142 on the heat-conducting pad 140 , the pieces of the high-temperature electrode assembly ejected from the exploded battery cell 110 are adjacent to each other. Movement to another battery cell 110 can be effectively prevented. Accordingly, the present invention can provide the battery module 100 with high safety.
  • the battery pack may include one or more of the battery modules 100 and a battery management system (BMS) electrically connected to the battery modules 100 .
  • the BMS may include various circuits or devices to control charging and discharging of the plurality of battery cells.
  • a vehicle (not shown separately) may include one or more of the battery modules 100 and a vehicle body having an accommodating space for accommodating the battery modules 100 .
  • the vehicle may be an electric vehicle, an electric scooter, an electric wheelchair, or an electric bike.

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Abstract

본 발명은 화재나 폭발에 대한 안정성을 높인 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차를 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 각각이 상부 및 하부 각각에 전극 단자가 구비된 복수의 전지셀; 상기 복수의 전지셀을 전기적으로 연결하도록 전기 전도성을 가지고, 수평 방향으로 연장된 본체부, 및 상기 전극 단자와 접촉하도록 상기 본체부로부터 연장된 접속부를 구비한 접속 플레이트; 및 상기 접속 플레이트가 외측에 탑재되고, 상기 복수의 전지셀을 내부에 수용하며, 상기 복수의 전지셀의 각각의 전극 단자를 외부로 노출시키도록 구성된 복수의 노출구, 및 상기 노출구의 외주로부터 상기 접속 플레이트를 향해 돌출된 커버부가 구비된 모듈 케이스를 포함한다.

Description

배터리 모듈, 배터리 팩, 및 이를 포함하는 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재나 폭발에 대한 안정성을 높인 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차에 관한 것이다. 본 출원은 2020년 9월 21일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2020-0121769호에 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 캔형 이차전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류될 수 있다.
특히, 최근 전기 자동차 등에 적용되는 대용량의 배터리 모듈의 수요가 증가하고 있다. 이러한 대용량의 배터리 모듈은 다수의 전지셀을 구비하고 있어, 다수의 전지셀의 일부에 화재나 폭발이 발생될 경우, 고온의 전극 조립체의 파편, 화염, 및 고온의 가스가 배출되어 인접한 다른 전지셀의 온도를 상승시킬 수 있었다. 이에 따라, 인접한 다른 전지셀의 열폭주, 화재 등이 전파되어, 2차 폭발이 발생될 수 있어, 그 피해가 가중되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 화재나 폭발에 대한 안정성을 높인 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차를 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 발명에 따른 배터리 모듈은,
각각이 상부 및 하부 각각에 전극 단자가 구비된 복수의 전지셀;
상기 복수의 전지셀을 전기적으로 연결하도록 전기 전도성을 가지고, 수평 방향으로 연장된 본체부, 및 상기 전극 단자와 접촉하도록 상기 본체부로부터 연장된 접속부를 구비한 접속 플레이트; 및
상기 접속 플레이트가 외측에 탑재되고, 상기 복수의 전지셀을 내부에 수용하며, 상기 복수의 전지셀의 각각의 전극 단자를 외부로 노출시키도록 구성된 복수의 노출구, 및 상기 노출구의 외주로부터 상기 접속 플레이트를 향해 돌출된 커버부가 구비된 모듈 케이스를 포함한다.
또한, 상기 커버부는, 중공이 형성되고 적어도 상단이 개방된 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 커버부는,
상기 모듈 케이스의 노출구의 일부분을 가리도록 상기 커버부의 돌출된 단부로부터 수평 방향으로 절곡 연장된 절곡 파트를 가질 수 있다.
또한, 상기 접속 플레이트는,
상기 본체부의 일부분이 개구되어 형성되고 개구 내부에 상기 접속부가 위치하도록 구성된 복수의 접속구가 구비되고,
상기 커버부는 개방단이 상기 접속구에 삽입되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 접속 플레이트는,
상기 전지셀로부터 분출되는 내부 물질을 스크린하도록 상기 접속구로부터 상기 전지셀을 향해 연장된 연장부가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 배터리 모듈은, 열전도성을 가지고 상기 접속 플레이트의 외측에 탑재되며 각각이 상기 접속구와 연통되도록 구성된 복수의 연통구가 형성된 열전도 패드를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 연통구는 상기 접속구의 개구 크기보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 열전도 패드는, 상기 전지셀로부터 분출되는 내부 물질을 스크린하도록 각각이 상기 연통구의 외주로부터 상기 연통구의 중심을 향해 연장되고 서로 이격되어 위치된 적어도 둘 이상의 스크린부들이 구비될 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 하나 이상 포함한다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차는, 상기 배터리 모듈을 하나 이상 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 포함되는 모듈 케이스가 노출구의 외주로부터 접속 플레이트를 향해 돌출된 커버부를 구비한다. 이러한 구조는 전지셀 발화시 발생하는 가스 및 화염 분출 기능은 유지하면서도 폭발이 발생한 전지셀로부터 고온의 활물질이 토출되더라도 인접 전지셀로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 전지셀의 이상 거동 발생으로, 전지셀이 폭발하여 내부 물질이 외부로 분출될 경우 노출구를 통하여 가스 및 화염은 분출되지만, 커버부에 의해 고온의 활물질 이동은 억제되므로, 인접한 다른 노출구를 통해 인접한 다른 전지셀로 내부 물질이 이동되지 않도록 막을 수 있다. 따라서, 열폭주, 화재나 폭발 등이 다른 전지셀로 전파되는 것과 같은 연쇄 발화를 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 안전성을 크게 향상시킬 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 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 전지셀의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는, 도 1의 배터리 모듈의 전후 방향으로 절단된 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 수직 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 수직 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 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 전지셀의 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110), 접속 플레이트(120), 및 모듈 케이스(130)를 포함한다.
구체적으로, 상기 전지셀(110)은, 전극 조립체(116), 전지 캔(112) 및 캡 조립체(113)를 구비할 수 있다. 일 예를 들어 상기 전지셀(110)은 원통형 전지셀일 수 있다. 또한, 상기 전지셀(110)은, 상부 및 하부 각각에 전극 단자(111)가 위치할 수 있다. 복수의 전지셀(110)은, 금속 소재를 구비한 접속 플레이트(120)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 전지셀(110)은, 상기 접속 플레이트(120)를 통해 전기적으로 직렬, 또는 병렬, 또는, 직렬 및 병렬로 연결될 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 하부는 물론이고, 전지 캔(112) 자체가 음극 단자로서 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, 전지셀(110)에서 양극 단자로서 기능할 수 있다. 따라서, 탑 캡(C1)은, 외부 장치, 이를테면 접속 플레이트(120) 등을 통해 다른 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. 이러한 탑 캡(C1)은, 전지셀(110)이 심한 폭발이나 화재가 발생할 경우, 적어도 일부가 뜯겨지거나, 전지 캔(112)으로부터 외부로 탈리되어, 전지 캔(112)이 개방될 수 있다.
또한, 상기 벤트 유닛(C2)은, 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 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 전지셀(110)의 구성으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 전지셀(110)이 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)에 채용될 수 있다.
또한, 상기 접속 플레이트(120)는, 상기 복수의 전지셀(110)을 전기적으로 연결하도록 전기 전도성을 가질 수 있다. 상기 접속 플레이트(120)는 예를 들면, 알루미늄, 니켈, 및 구리를 구비할 수 있다. 상기 접속 플레이트(120)는, 본체부(121) 및 접속부(122)를 구비할 수 있다. 상기 본체부(121)는, 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 본체부(121)는, 상기 모듈 케이스(130)의 상부 또는 하부에 탑재될 수 있다. 상기 접속부(122)는 상기 전극 단자(111)와 접촉하도록 상기 본체부(121)로부터 연장된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 접속부(122)는, 상기 본체부(121)로부터 돌출 연장된 2 갈래로 분지된 구조를 가질 수 있다. 상기 접속부(122)는, 상기 전극 단자(111)와 용접될 수 있다. 이때, 용접 방법은, 예를 들면, 저항 용접을 이용할 수 있다.
더욱이, 상기 모듈 케이스(130)는, 상기 접속 플레이트(120)가 외측에 탑재될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 접속 플레이트(120) 각각은, 상기 모듈 케이스(130)의 상부 및 하부에 탑재될 수 있다.
상기 모듈 케이스(130)는, 상기 복수의 전지셀(110)을 내부에 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 모듈 케이스(130)는, 상부 프레임(133) 및 하부 프레임(134)을 구비할 수 있다. 상기 상부 프레임(133) 및 하부 프레임(134) 각각은 상기 복수의 전지셀(110)의 일부분이 삽입되도록 구성된 복수의 중공(135)이 구비될 수 있다. 상기 모듈 케이스(130)는, 복수의 노출구(131)가 구비될 수 있다. 상기 복수의 노출구(131) 각각은, 복수의 전지셀(110) 각각의 전극 단자(111)가 외부로 노출될 수 있도록 상기 모듈 케이스(130)의 일부분이 천공되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 프레임(133)의 상면 및 상기 하부 프레임(134)의 하면 각각에 복수의 노출구(131)가 구비될 수 있다. 상기 상부 프레임(133)의 상면과 상기 접속 플레이트(120) 사이의 공간은 전지 셀(110) 전방의 벤팅 공간 역할을 할 수 있다.
상기 모듈 케이스(130)는, 상기 접속 플레이트(120)를 향해 돌출된 형태를 가진 커버부(132)를 구비한다. 상기 커버부(132)는, 상기 전지셀(110)의 이상 거동 발생으로, 상기 전지셀(110)이 폭발하여 내부 물질이 외부로 분출될 경우, 인접한 다른 노출구(131)를 통해 인접한 다른 전지셀(110)로 내부 물질이 이동되지 않도록 막을 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 커버부(132)는, 상기 노출구(131)를 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 커버부(132)는 상기 모듈 케이스(130)의 외면으로부터 상부 방향으로 돌출된 리브 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)에 포함되는 모듈 케이스(130)가 노출구(131)의 외주부로부터 접속 플레이트(120)를 향해 돌출된 커버부(132)를 구비한다. 이러한 구조는 전지셀 발화시 발생하는 가스 및 화염 분출 기능, 즉 벤팅은 유지하면서도 폭발이 발생한 전지셀로부터 토루되는 고온의 활물질은 인접 전지셀로 이동하는 것을 물리적으로 차단할 수 있다. 이로써, 상기 전지셀(110)의 이상 거동 발생으로, 상기 전지셀(110)이 폭발하여 내부 물질이 외부로 분출될 경우 노출구(131)를 통하여 가스 및 화염은 분출되지만, 커버부(132)에 의해 고온의 활물질 이동은 억제되므로, 인접한 다른 노출구(131)를 통해 인접한 다른 전지셀(110)로 내부 물질이 이동되지 않도록 막을 수 있다. 따라서, 열폭주, 화재나 폭발 등이 다른 전지셀(110)로 전파되는 것과 같은 연쇄 발화를 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 4는, 도 1의 배터리 모듈의 전후 방향으로 절단된 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 수직 단면도이다. 이때, 도면 설명의 편의를 위해 도 4에서, 접속 플레이트(120)의 접속부(122) 구성을 도시하지 않았다.
도 2와 함께 도 4를 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(100)의 커버부(132)는, 중공(H)이 형성되고 적어도 상단이 개방된 형태로 구성될 수 있다. 상기 커버부(132)의 상단은, 상기 접속 플레이트(120)에 하면과 접촉하도록 구성되거나, 상기 접속 플레이트(120)의 하면과 공차 간격을 확보할 수 있을 정도로 이격되어 위치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 커버부(132)의 상단부가 상기 접속 플레이트(120)의 하면과 접함으로써, 상기 복수의 전지셀(110) 중 일부에서 폭발이 발생되더라도, 상기 접속 플레이트(120)와 상기 모듈 케이스(130) 사이의 빈 공간을 통해, 고온의 활물질, 가스, 및 화염 등이 인접 전지셀(110)로 이동되지 않도록 막을 수 있다. 상기 상부 프레임(133)의 상면과 상기 접속 플레이트(120) 사이의 공간은 전지 셀(110) 전방의 벤팅 공간 역할을 하는데, 상기 커버부(132)는 이러한 벤팅 공간을 전지 셀(110)의 상방으로는 유지하면서도 전지 셀(110)의 측면으로는 전지 셀(110)마다 독립되어지도록 한다. 따라서, 상기 커버부(132)는 발화시 발생하는 가스 및 화염 분출 기능은 유지하면서 고온의 활물질이 토출하여 인접 전지 셀(110)로 이동하는 것은 억제할 수 있다. 상기 커버부(132)는 활물질 덩어리 비산은 억제할 수 있도록 하는, 각 전지 셀(110)마다의 고립된 기구 구조를 구성하게 된다. 이를 통해 연쇄 발화를 억제할 수 있으므로 본 발명의 배터리 모듈(100)의 안전성을 크게 높일 수 있다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 상기 커버부(132)가 절곡 파트(132a)를 구비할 수 있다. 상기 절곡 파트(132a)는, 상기 모듈 케이스(130)의 노출구(131)의 일부분을 가리도록 구성될 수 있다. 상기 절곡 파트(132a)는, 상기 커버부(132)의 상부 방향으로 돌출된 단부로부터 수평 방향으로 절곡된 형태로 연장된 부분일 수 있다. 상기 절곡 파트(132a)는, 상기 커버부(132)의 개방단의 일부분을 가리도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 절곡 파트(132a)는, 상기 커버부(132)의 상부의 개방단으로부터 중심 방향으로 절곡되어 개방단의 개구가 좀 더 좁아지도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 복수의 전지셀(110) 중 일부에서 폭발이 발생되어 내부 물질(예: 활물질)이 분출되더라도, 상기 절곡 파트(132a)에 의해, 상기 모듈 케이스(130)의 외부로 배출되는 양을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 폭발이 발생된 전지셀(110)로부터 분출된 내부 물질이 인접한 다른 전지셀(110)로 이동되는 것을 효과적으로 줄일 수 있다. 궁극적으로, 본 발명은, 안전성을 크게 높인 배터리 모듈(100)을 제공할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 2와 함께 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 커버부(132)는, 수용홈(132b)이 구비될 수 있다. 상기 수용홈(132b)은, 상기 접속 플레이트(120)의 접속부(122)가 통과하거나 수용될 수 있도록 일부분이 내입되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6을 참조하면, 상기 커버부(132)의 수용홈(132b)은, 상단부의 일부분이 하부 방향으로 내입되어 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 커버부(132)에 수용홈(132b)을 구비함으로써, 접속 플레이트(120)의 접속부(122)가 상기 전지셀(110)의 전극 단자(111)와 연결하는 작업을 용이하게 할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
다시 도 2 및 도 6과 함께 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 접속 플레이트(120)는, 복수의 접속구(123)가 구비될 수 있다. 상기 접속구(123)는 상기 본체부(121)의 일부분이 개구되어 형성될 수 있다. 상기 접속구(123)는 개구 내부에 상기 접속부(122)가 위치하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 접속부(122)는 상기 본체부(121)에 형성된 상기 접속구(123)의 외주로부터 연장된 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 커버부(132)는, 상부 방향으로 돌출된 부분이 상기 접속구(123)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 상기 커버부(132)는, 개방단이 상기 접속구(123)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 상기 커버부(132)의 상단은 상기 접속 플레이트(120)의 본체부(121)의 상면과 평행하도록 위치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 접속 플레이트(120)의 접속구(123)에 상기 커버부(132)의 개방단이 삽입됨으로써, 상기 커버부(132)와 상기 접속 플레이트(120) 간의 빈틈을 효과적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 상기 복수의 전지셀(110) 중 일부에서 폭발이 발생되더라도, 상기 접속 플레이트(120)와 상기 모듈 케이스(130) 사이의 빈 공간을 통해, 고온의 활물질, 가스, 및 화염 등이 이동되지 않도록 효과적으로 막을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 안전성을 크게 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 접속 플레이트(120)는, 도 4의 접속 플레이트(120)와 비교할 경우, 연장부(124)를 더 구비할 수 있다. 상기 연장부(124)는, 상기 전지셀(110)로부터 분출되는 내부 물질을 스크린하도록 구성될 수 있다. 상기 연장부(124)는 상기 접속구(123)로부터 상기 전지셀(110)을 향해 절곡 연장된 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 접속구(123) 각각에는 하부 방향으로 연장된 연장부(124)가 구비될 수 있다. 상기 연장부(124)는 상기 커버부(132)의 내부로 삽입되도록 구성될 수 있다. 상기 연장부(124)는 상기 커버부(132)의 내부 내면과 대면하도록 연장될 수 있다. 상기 연장부(124)는 예를 들면, 상기 커버부(132)의 내부 구조와 대응되도록 평면상으로 'C'자 형태를 가지는 하부 방향으로 연장된 리브 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 접속 플레이트(120)의 연장부(124)가 구비됨으로써, 상기 복수의 전지셀(110) 중 일부에서 폭발이 발생되더라도, 상기 전지셀(110)의 내부 물질이나, 고온의 활물질, 가스, 및 화염 등이 상기 접속 플레이트(120)와 상기 모듈 케이스(130) 사이의 빈 공간을 통해 이동되지 않도록 효과적으로 막을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 안전성을 크게 높일 수 있다.
다시 도 1, 도 2, 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 열전도 패드(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 열전도 패드(140)는, 전기 절연성이면서도 열 전도율이 높은 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 열전도 패드(140)는, 실리콘(silicone) 수지를 구비할 수 있다.
또한, 상기 열전도 패드(140)는 상기 접속 플레이트(120)의 외측에 탑재될 수 있다. 상기 열전도 패드(140)는, 복수의 연통구(141)를 구비할 수 있다. 상기 연통구(141)는 상기 접속 플레이트(120)에 형성된 접속구(123)와 연통되도록 형성될 수 있다. 상기 열전도 패드(140)는, 상기 접속 플레이트(120)로 전달된 열을 높은 열전도율로 외부로 전달하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 연통구(141)는 상기 접속구(123)의 개구 크기보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열전도 패드(140)는 상기 접속 플레이트(120)에 형성된 복수의 접속구(123) 각각과 연통되도록 구성된 복수의 연통구(141)가 구비될 수 있다. 상기 복수의 연통구(141) 각각은 상기 복수의 접속구(123) 각각의 개구 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 연통구(141)를 상기 접속구(123)의 개구 크기보다 상대적으로 작게 형성시킴으로써, 상기 연통구(141)가 상기 접속 플레이트(120)의 접속구(123)를 통해 외부로 배출되는 고온의 활물질을 효과적으로 스크린할 수 있어, 외부로 배출되는 고온의 활물질의 양을 크게 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 안전성을 크게 높인 배터리 모듈(100)을 제공할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 수직 단면도이다.
도 2와 함께 도 9를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 열전도 패드(140)는, 연통구(141) 내부 또는 외부에 둘 이상의 스크린부(142)들이 구비될 수 있다. 상기 둘 이상의 스크린부(142)들은, 각각이 상기 전지셀(110)로부터 분출되는 내부 물질을 스크린하도록 구성될 수 있다. 상기 둘 이상의 스크린부(142)들은 상기 연통구(141)의 외주로부터 상기 연통구(141)의 중심을 향해 연장된 형태를 가질 수 있다. 상기 둘 이상의 스크린부(142)들은 서로 상하 방향으로 이격되어 위치될 수 있다.
예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 스크린부(142)들이 상기 열전도 패드(140)의 연통구(141)의 내부 상단 및 내부 하단 각각에 위치될 수 있다. 2개의 스크린부(142)들은 상기 연통구(141)의 외부로부터 상기 연통구(141)의 중심을 향해 돌출 연장된 형태를 가지고 있다.
또한, 상기 열전도 패드(140)는, 상기 복수의 전지셀(110) 중 일부에서 폭발이 발생될 경우, 발생된 가스가 상기 스크린부(142)들을 통과하도록 구성될 수 있다. 이때, 둘 이상의 스크린부(142)들은 폭발한 전지셀(110)로부터 분출된 고온의 전극 조립체의 조각들, 특히 고온의 활물질이 상기 연통구(141)를 통과하지 못하게 스크린하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 열전도 패드(140)에 둘 이상의 스크린부(142)들을 구비함으로써, 폭발한 전지셀(110)로부터 분출된 고온의 전극 조립체의 조각들이 인접한 다른 전지셀(110)로 이동되는 것을 효과적으로 막을 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 안전성이 높은 배터리 모듈(100)을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 하나 이상의 상기 배터리 모듈(100) 및 상기 배터리 모듈(100)과 전기적으로 연결되는 BMS(battery Management System)를 포함할 수 있다. 상기 BMS는 상기 복수의 전지셀의 충방전을 제어하도록 각종 회로나 소자 등을 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(별도 도시하지 않음)는, 하나 이상의 상기 배터리 모듈(100) 및 상기 배터리 모듈(100)을 수용하는 수용 공간을 가진 차체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 자동차는, 전기 자동차, 전기 스쿠터, 전기 휠체어, 또는 전기 바이크 등일 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 상부 및 하부 각각에 전극 단자가 구비된 복수의 전지셀;
    상기 복수의 전지셀을 전기적으로 연결하도록 전기 전도성을 가지고, 수평 방향으로 연장된 본체부, 및 상기 전극 단자와 접촉하도록 상기 본체부로부터 연장된 접속부를 구비한 접속 플레이트; 및
    상기 접속 플레이트가 외측에 탑재되고, 상기 복수의 전지셀을 내부에 수용하며, 상기 복수의 전지셀의 각각의 전극 단자를 외부로 노출시키도록 구성된 복수의 노출구, 및 상기 노출구의 외주로부터 상기 접속 플레이트를 향해 돌출된 커버부가 구비된 모듈 케이스
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버부는, 중공이 형성되고 적어도 상단이 개방된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버부는,
    상기 모듈 케이스의 노출구의 일부분을 가리도록 상기 커버부의 돌출된 단부로부터 수평 방향으로 절곡 연장된 절곡 파트를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접속 플레이트는,
    상기 본체부의 일부분이 개구되어 형성되고 개구 내부에 상기 접속부가 위치하도록 구성된 복수의 접속구가 구비되고,
    상기 커버부는 개방단이 상기 접속구에 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접속 플레이트는,
    상기 전지셀로부터 분출되는 내부 물질을 스크린하도록 상기 접속구로부터 상기 전지셀을 향해 연장된 연장부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    열전도성을 가지고 상기 접속 플레이트의 외측에 탑재되며 각각이 상기 접속구와 연통되도록 구성된 복수의 연통구가 형성된 열전도 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연통구는 상기 접속구의 개구 크기보다 상대적으로 작게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 열전도 패드는, 상기 전지셀로부터 분출되는 내부 물질을 스크린하도록 각각이 상기 연통구의 외주로부터 상기 연통구의 중심을 향해 연장되고 서로 이격되어 위치된 둘 이상의 스크린부들이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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