WO2022149778A1 - 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 자동차 - Google Patents

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battery module
partition member
present
buffer space
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류상우
조종현
최용석
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery pack including the same, and a vehicle, and more particularly, to a battery module with increased safety against fire or explosion.
  • lithium battery cells mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium battery cell 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 a casing for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
  • the lithium battery cell may be classified into a can-type battery cell in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type battery cell in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
  • Such a large-capacity battery module has a plurality of battery cells, so when a fire or explosion occurs in the plurality of battery cells, flames and high-temperature gas are emitted and the fire spreads to other battery modules in the vehicle due to the explosion, Other adjacent devices were damaged, or damage such as injuries to passengers occurred. Accordingly, there was a need for a method to increase the safety of the battery module against fire or gas explosion.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery module with increased safety against fire or explosion.
  • the battery module according to the present invention for achieving the above object,
  • a cell assembly having a plurality of battery cells
  • a lower case having an open upper portion and having an accommodating space in which the cell assembly is accommodated
  • an upper case coupled to the lower case so as to cover an open upper portion of the lower case and formed with a perforated connector to communicate with the accommodating space;
  • an upper cover coupled to the upper case so as to cover the upper portion of the upper case, a portion of which is spaced apart from the upper case to form a buffer space, and an upper cover formed with a perforated outlet to communicate with the buffer space and the outside;
  • a partition member provided in the buffer space, having at least a portion extending to form a moving passage extending from the connector to the outlet, and configured to adjust the extending direction of the portion.
  • the partition wall portion may include a hinge portion hinged with the end portion of the partition wall portion to enable rotational movement.
  • the partition member is
  • An extension portion configured to protrude in at least one direction from the partition wall portion is further provided,
  • the partition wall portion may have a space into which the extension portion can be inserted, and a receiving groove configured to be movable in a protrusion direction of the extension portion in a state in which the extension portion is inserted may be formed.
  • the battery module includes at least two or more partition members
  • the partition member is
  • At least one coupling groove is formed in at least a portion
  • At least one coupling protrusion configured to be insertable into the coupling groove formed in the hinge part of another partition member may be formed at an end of the extension part in the protruding direction.
  • An insertion groove configured to be inserted into an end of the partition wall portion in an extended direction may be formed.
  • a mounting groove configured to be inserted into an upper or lower portion of the partition member may be formed.
  • Any one of the at least two or more partition members is arranged to extend long in either direction to form a moving passage
  • the other partition member may be coupled to an end of the one partition member and may be arranged to extend in a direction perpendicular to the extending direction of the one partition member.
  • the at least two or more partition members are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the buffer space,
  • One of the at least two partition members may be spaced apart from one side of the buffer space by a predetermined distance, and the other partition member may be spaced apart from the other side of the buffer space by a predetermined distance.
  • the battery pack according to the present invention for achieving the above object may include at least one or more of the battery modules.
  • the vehicle according to the present invention for achieving the above object may include at least one or more of the battery pack.
  • the present invention forms a buffer space inside by an upper cover and an upper case, and forms a movement path through which gas and flame move in the buffer space and adjusts the extending direction
  • a partition member having a configured part
  • the battery module of the present invention can effectively reduce external damage caused by explosion or fire of a plurality of battery cells, and greatly increase the safety of the battery module.
  • the partition member of the present invention includes an extension configured to protrude from the partition wall portion so that the movement passage can be further extended, and a receiving groove for accommodating the extension, thereby reducing the buffer space.
  • 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 the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a bottom perspective view schematically illustrating a state of an upper cover of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically illustrating a state of a partition member of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view schematically illustrating a separated state of a partition member of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating a deformed state of a partition member of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing a combined state of the partition members of the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing a deformed state of the partition members of the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically illustrating the appearance of some components 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 the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is an exploded perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an exploded perspective view schematically showing the appearance of some components of the battery module according to an embodiment of the present invention. For reference, in FIG.
  • the front and rear directions are shown in the negative and positive directions of the Y axis
  • the left and right directions are shown in the negative and positive directions of the X axis
  • the vertical direction is the positive and negative directions of the Z axis. indicated in the direction
  • the battery module 100 includes a cell assembly 110 including a plurality of battery cells 111 , a lower case 122 , and an upper case 124 . ), an upper cover 126 , and at least one partition member 130 .
  • the battery cell 111 may be, for example, a pouch-type battery cell.
  • the cell assembly 110 may include a plurality of battery cells 111 stacked side by side in one direction (X-axis direction).
  • the battery cell 111 may be provided with electrode leads (not shown) at each of the front and rear ends.
  • the battery cell 111 may include a positive electrode lead at the front end and a negative electrode lead at the rear end.
  • the battery module 100 according to the present invention is not limited to the pouch-type battery cell 111 in which the configuration of the battery cell 111 is described above, but various types of battery cells 111 known at the time of filing of the present invention. ) can be employed.
  • the battery cell 111 may be a prismatic battery cell having a hexahedral outer case.
  • a bus bar assembly 140 may be provided at each of the front and rear sides of the cell assembly 110 .
  • the bus bar assembly 140 may be configured to electrically connect the plurality of battery cells 111 .
  • the bus bar assembly 140 includes a bus bar (not shown) configured to contact the electrode leads of the plurality of battery cells 111 , and a bus bar frame 141 configured to mount the bus bar. can do.
  • the bus bar for example, may be provided with a metal such as aluminum, copper, nickel.
  • the bus bar frame 141 may include, for example, an electrically insulating material.
  • the electrically insulating material may be, for example, polyvinyl chloride.
  • the lower case 122 may include an accommodating space S1 in which the cell assembly 110 is accommodated. That is, the lower case 122 may have a rectangular box shape with an open top.
  • the lower case 122 includes a horizontal side wall portion 122a1 to form an accommodation space S1 having a size corresponding to that of the cell assembly 110 , and A lower wall 122a2 coupled to a lower portion of the sidewall portion 122a1 may be provided.
  • the lower case 122 may include a flange portion 122b extending in a horizontal direction from an upper end of the side wall portion 122a1.
  • a plurality of second bolt holes H4 may be formed at predetermined intervals along the outer periphery.
  • the flange portion 122b may be bolted to the upper case 124 through the second bolt hole H4.
  • the 'horizontal direction' means any one direction parallel to the ground.
  • the upper case 124 may have a plate shape extending in a horizontal direction to cover the open upper portion of the lower case 122 .
  • the upper case 124 may be configured to be coupled to the flange portion 122b of the lower case 122 .
  • the upper case 124 may have a plurality of first bolt holes H3 formed on the outer periphery in the horizontal direction.
  • the upper case 124 may also be configured to be coupled to the upper cover 126 .
  • a gasket 150 may be provided on the upper case 124 .
  • the gasket 150 may be configured to prevent gas from escaping to the outside through a coupling surface between the upper case 124 and the upper cover 126 . That is, the gasket 150 may be interposed between the upper case 124 and the upper cover 126 .
  • the upper cover 126 may have a plate shape extending in a horizontal direction to cover the upper portion of the upper case 124 .
  • a plurality of third bolt holes H5 spaced apart from each other at predetermined intervals may be formed on the outer periphery of the upper cover 126 in the horizontal direction.
  • the upper cover 126 is coupled to the upper portion of the upper case 124 , and the outer periphery of the upper case 124 is a flange portion of the lower case 122 . may be configured to engage with (122b).
  • the plurality of bolts B are the third bolt hole H5 of the upper cover 126 , the first bolt hole H3 of the upper case 124 , and the second bolt of the lower case 122 .
  • Each of the holes H4 may be penetrated.
  • the bolt (B) may be screwed to the bolt holes (H3, H4, H5).
  • the nut (N) on the body protruding downward from the lower surface of the flange portion 122b of the lower case 122 It can be fastened and fixed by inserting the .
  • FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a bottom perspective view schematically illustrating a state of an upper cover of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a bottom perspective view of the upper cover 126 viewed from the left.
  • the upper case 124 may be partially perforated to communicate with the accommodation space S1 to form a connector H1 .
  • the lower case 122 may be provided with a buffer space S2 in which a portion is spaced apart from the upper case 124 .
  • a buffer space S2 in which a portion is spaced apart from the upper case 124 .
  • a portion of the lower surface of the upper cover 126 to form the buffer space (S2 in FIG. 1 ) has a portion W indented in the upper direction, and a portion of the upper surface of the upper case 124 is It may have a portion (W) recessed in the downward direction.
  • a portion of the upper cover 126 may be perforated so that the buffer space S2 and the outside communicate with each other to form an outlet H2. That is, in the battery module 100 of the present invention, when the cell assembly 110 causes thermal runaway or fire, and gas and flame are generated from the cell assembly 110 , the generated gas and the flame are accommodated. It may flow into the buffer space S2 from the space S1 through the connector H1 of the upper case 124 . Again, the flame introduced into the buffer space S2 is dissipated, and the cooled gas may be discharged to the outside through the outlet H2 of the upper cover 126 .
  • At least one partition member 130 may be provided in the buffer space S2 .
  • the partition member 130 may be configured to form a moving passage P extending from the connector H1 to the outlet H2 in the buffer space S2 . That is, the partition member 130 may be configured to partition the buffer space (S2).
  • the partition member 130 may have a shape extending in the horizontal direction to the buffer space S2.
  • 35 partition members 130 may be mounted on the upper case 124 .
  • the 35 partition members 130 may form five groups by using the 7 partition members 130 coupled to each other as one group.
  • the five groups may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the left-right direction (X-axis direction).
  • the seven partition members 130 of one group may be elongated in the front-rear direction (the Y-axis direction).
  • each of the seven partition members 130 may have a form in which the ends in the front and rear directions are combined with another partition member 130 .
  • the partition members 130 prevent the generated gas or flame from moving in the right and left direction (X-axis direction) immediately in the buffer space S2, and the gas and the flame alternate in the front-back direction (Y-axis direction). It can be guided to move toward the outlet (H2) while moving several times. Accordingly, in the present invention, by maximizing the movement path of the gas and the flame in the buffer space (S2), the temperature of the high-temperature gas is as low as possible, and it is possible to induce the flame to self-disappear.
  • the present invention may include at least two or more partition members 130 .
  • the battery module 100 of the present invention may include 35 partition members 130 .
  • the at least two partition members 130 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the buffer space S2.
  • seven partition members 130 may be coupled to each other to form one group, and five groups may be disposed to be spaced apart from each other in the left and right direction (X direction).
  • any one of the at least two or more partition members 130 is disposed to be biased toward one side (front side) of the buffer space S2 with respect to the center, and the other partition member 130 is the It may be disposed biased to the other side (rear side) of the buffer space (S2).
  • any one of the at least two partition members 130 may be disposed to be spaced apart from one side of the buffer space S2 by a predetermined distance, and the other partition member 130 may be disposed in the buffer space S2.
  • one group out of five groups consisting of partition members 130 is spaced apart from the rear side of the buffer space S2 by a predetermined distance to the buffer space S2.
  • the battery module 100 aligns any one partition member 130 into the buffer space.
  • (S2) is arranged to be biased toward one end (front end) to form a passage through which gas or flame can pass at the other end (rear end) of the buffer space S2, and the other adjacent partition member 130 is buffered It is possible to form a passage through which a gas or flame can pass at one end (front end) of the buffer space S2 by being biased toward the other end (rear end) of the space S2.
  • the partition member 130 may be located in the buffer space (S2).
  • the partition member 130 may have at least a portion extending to form a moving passage P extending from the connector H1 to the outlet H2.
  • seven partition members 130 may form one group.
  • the seven partition members 130 may be coupled to each other and extend long in the horizontal direction.
  • the partition member 130 may have a shape that is elongated in the front-rear direction.
  • the extending direction of the partition members 130 is not limited to the front-rear direction, and among the plurality of partition members 130 , some may extend in the left-right direction and others may extend in the front-rear direction.
  • the partition member 130 may be configured to be able to adjust the extending direction of the part.
  • the partition member 130 may be disposed to extend in the left and right directions.
  • the partition member 130 may be arranged such that a portion thereof extends in the front-rear direction.
  • the partition member 130 may be disposed such that a portion thereof extends in the front-rear direction.
  • the present invention forms a buffer space (S2) inside by the upper cover 126 and the upper case 124, and, together with the gas in the buffer space (S2) and a plurality of cells of the cell assembly 110 of the battery module 100 by including a partition member 130 having a portion configured to form a movement path P through which the flame and the flame move and to adjust the extending direction.
  • a partition member 130 having a portion configured to form a movement path P through which the flame and the flame move and to adjust the extending direction.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically illustrating a state of a partition member of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is an exploded perspective view schematically showing the separated state of the partition member of the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the partition member 130 may include a partition wall part 131 and a hinge part 132 .
  • the partition wall part 131 may extend in at least one direction.
  • the partition wall part 131 may be disposed to be elongated in the front-rear direction.
  • the partition wall part 131 may have a block shape extending in the vertical direction and the front-rear direction.
  • the hinge part 132 may be hinge-coupled to the partition wall part 131 to enable rotation of the partition wall part 131 .
  • the hinge part 132 may be hinge-coupled to one end of the partition wall part 131 .
  • the hinge part 132 may include an upper cap 132a, a pillar part 132b, and a lower cap 132c.
  • the partition wall part 131 may be hinge-coupled to the pillar part 132b.
  • the partition wall part 131 may have a hollow T configured to be inserted in the vertical direction by the pillar part 132b. That is, the partition wall part 131 may be configured to be rotationally movable along the outer surface of the pillar part 132b while the pillar part 132b is inserted into the hollow T.
  • the upper cap 132a may be configured to be coupled to the upper portion of the pillar portion 132b.
  • a groove may be formed in the lower portion of the upper cap 132a so that the upper portion of the pillar portion 132b is inserted thereinto.
  • the lower cap 132c may be configured to be coupled to a lower portion of the pillar portion 132b.
  • a groove may be formed in the upper portion of the lower cap 132c to insert the lower portion of the pillar portion 132b into the lower portion.
  • the partition member 130 of the present invention is provided with the partition wall 131 and the partition wall 131 and the hinged portion 132 hinged thereon, so that a plurality of partition members (130) may be combined with each other to form a movement passage (P) extending in various directions in the buffer space (S2). That is, using the plurality of partition members 130, a portion of the movement passage P is formed to extend in the front-rear direction in the buffer space S2, and the other portion can be configured to extend in the left-right direction.
  • the partition member 130 of the present invention can be applied to all of the battery modules 100 of various capacities, standardization of parts is easy.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating a deformed state of a partition member of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the partition member 130 may further include an extension part 133 configured to protrude from the partition wall part 131 in at least one direction.
  • the extension part 133 may have a block shape extending in one direction (protrusion direction) in the vertical direction and the horizontal direction, like the partition wall part 131 . That is, the extension part 133 may be configured to protrude in the same direction as the extension direction of the partition wall part 131 .
  • the partition member 130 includes a partition wall portion 131 that is elongated in the front-rear direction (direction of the Y-axis), and a front (negative direction of the Y-axis) from the partition portion 131 .
  • An extension 133 disposed to protrude may be provided.
  • the accommodating groove 131h1 configured to accommodate the extended part 133 may be formed in the partition wall part 131 .
  • the receiving groove 131h1 may have a space into which the extension part 133 can be inserted. That is, the receiving groove 131h1 may have an open shape at one side in the horizontal direction, and upper and lower portions.
  • the extension part 133 may be inserted into the inner space from one side of the receiving groove 131h1 in a horizontal direction.
  • the receiving groove 131h1 may be configured to be movable in a protruding direction of the extended part 133 while the extended part 133 is inserted.
  • the receiving groove 131h1 may be configured to be movable in the front-rear direction while the extension part 133 is inserted.
  • a slide groove 131h2 and a slide protrusion 133p2 may be provided in each of the receiving groove 131h1 and the extension part 133 .
  • the slide groove 131h2 may be configured such that the slide protrusion 133p2 slides in one direction (for example, in the front-rear direction) in a state in which the male and female slide protrusions 133p2 are coupled to each other.
  • the partition member 130 of the present invention includes an extension 133 configured to protrude from the partition wall 131 to further extend the movement path P, and the extension.
  • the receiving groove 131h1 for accommodating the portion 133, a smaller number of partition members 130 can be used in the buffer space S2 to form a moving passage P of the same length. That is, when the battery capacity of the battery module 100 is relatively small, in the event of a fire or explosion, the power of the explosion may be relatively small. can reduce the number of That is, the battery module 100 of the present invention can form a moving passage P of the same length by using a relatively small number of partition members 130 , so the number of parts and manufacturing of the battery module 100 . cost can be effectively reduced.
  • 11 is a perspective view schematically showing a combined state of the partition members of the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • 12 is a perspective view schematically showing a deformed state of the partition members of the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the two or more partition members 130 are coupled to each other. It may be disposed in the buffer space (S2) in the form.
  • S2 buffer space
  • two or more partition members 130 may be coupled to each other in a form elongated in the front-rear direction (Y-axis direction).
  • Y-axis direction front-rear direction
  • one partition member 130 is disposed in a form elongated in the front-rear direction (Y-axis direction) and , the other partition member 130 may be disposed to extend long in the left-right direction (X-axis direction), which is a direction perpendicular to the one partition member 130 .
  • the partition member 130 may have at least one coupling groove 132h formed therein.
  • a coupling protrusion 133p1 configured to be inserted into the coupling groove 132h may be formed in the extension part 133 . That is, the coupling protrusion 133p1 includes the upper cap 132a, the lower cap 132c, and the partition wall part 131 of the other partition member 130 at the ends of the extension part 133 in the protruding direction. It may be configured to be inserted into the coupling groove (132h) formed in each part of the.
  • the coupling groove 132h may be formed by inserting a portion of the body.
  • the inner shape of the coupling groove 132h may be formed in a shape corresponding to a portion of the coupling protrusion 133p1.
  • the present invention is provided with a coupling groove 132h in the partition member 130 and a coupling protrusion 133p1 configured to be inserted into the coupling groove 132h, thereby providing a plurality of partition members ( 130) can be easily combined male and female to form a moving passage (P), so assembly can be made simple and quickly. Accordingly, the manufacturing efficiency of the battery module 100 can be greatly increased.
  • At least one of the upper cover 126 and the upper case 124 of the battery module 100 of the present invention has an insertion groove (G1).
  • the insertion groove G1 may be configured such that an end of the extension part 133 in an extended direction is inserted. That is, the insertion groove G1 may be configured such that an end of the extension portion 133 in the protruding direction is inserted.
  • each of the extension parts 133 provided in the three partition members 130 is provided on the front side of the upper case 124 . It may be inserted into the insertion groove (G1). Each of the extension parts 133 provided in the other two partition members 130 may be inserted into the insertion groove G1 provided at the rear side of the upper case 124 .
  • each of the extension parts 133 provided in the three partition members 130 is an insertion groove G1 provided on the front side of the upper cover 126 . can be inserted into Each of the extension parts 133 provided in the remaining two partition members 130 may be inserted into the insertion groove G1 provided at the rear side of the upper cover 126 .
  • the present invention by forming the insertion groove (G1) in at least one of the upper cover 126 and the upper case 124, the left and right of the partition member 130 Orientation can limit movement. That is, in the present invention, the partition member 130 accommodated in the buffer space S2 can be stably fixed, so that the partition member 130 can be stably maintained even when the cell assembly 110 explodes. have.
  • At least one of the upper cover 126 and the upper case 124 has a mounting groove configured to insert the upper or lower portion of the partition member 130 ( G2) may be formed.
  • at least one of the upper cover 126 and the upper case 124 has a mounting groove G2 configured to insert an upper portion or a lower portion of each of the partition wall portion 131 and the hinge portion 132 .
  • This may be provided.
  • the upper case 124 has a mounting groove G2 configured to insert the partition wall 131 of the partition member 130 and the lower portion of the hinge 132 into the upper case 124 .
  • the mounting groove G2 of the upper case 124 may be formed by being inserted in the upper direction.
  • the mounting groove G2 includes a portion having a rectangular shape extending in the front-rear direction on a plane so that the lower portions of the plurality of partition walls 131 are inserted, and a plurality of portions such that the lower portions of the plurality of hinge portions 132 are inserted. It may have circular shaped parts.
  • a mounting groove G2 configured to be inserted into the partition wall portion 131 of the partition member 130 and the upper portion of the hinge portion 132 may be formed.
  • the mounting groove G2 of the upper cover 126 may be formed by being inserted in the upper direction.
  • the mounting groove G2 may have a quadrangle extending in the front-rear direction on a plane so that the upper part of the partition wall part 131 is inserted, and a plurality of circular shapes so that the upper part of the hinge part 132 is inserted.
  • the end of the partition member 130 can be fixed in the left and right direction. Accordingly, when the battery module 100 is internally exploded, it is possible to effectively prevent the partition member 130 from being separated from the original position due to the generated gas pressure.
  • FIG. 13 is a perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • an outlet (not shown) of the upper cover 126 may be formed in the center.
  • a movement passage P configured to move gas and flame from the connector H1 of the upper case 124 to the outlet H2 may be formed in an approximately spiral shape in a plane view.
  • the battery module 100 of the present invention may include at least two or more of the partition members 130A and 130B.
  • the partition member 130A of any one of the at least two partition members 130 may be arranged to extend long in either direction to form the movement passage P.
  • the other partition member 130B may be coupled to an end of the one partition member 130 and may be disposed to extend in a direction perpendicular to the extending direction of the one partition member 130 .
  • the battery module 100 may include 28 partition members 130A and 130B mounted on the upper case 124 .
  • Each of the 28 partition members 130A and 130B may be coupled to the other partition member 130A or 130B.
  • the 22 partition members 130A are arranged to extend long in the front-back direction (Y-axis direction) to form the movement passage P
  • the six partition members 130B are the 22 partition members 130 . It may be arranged to extend long in a left-right direction that is a direction perpendicular to the direction (X-axis direction).
  • the battery module 100 of the present invention even if the position of the outlet (H2) is changed in some cases, the plurality of partition members 130 extend in one direction or a vertical direction in one direction It can be arranged, so that the movement passage (P) is connected to the changed outlet (H2) it is possible to form the movement passage (P). Accordingly, in the battery module 100 of the present invention, there is no need to change the design of the partition member 130 that forms the moving passage P connected from the connector H1 to the outlet H2, so manufacturing costs and manufacturing costs are not required. time can be effectively reduced. That is, since the partition member 130 of the present invention can be applied to all of the battery modules 100 of various capacities, standardization of parts is easy.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically illustrating the appearance of some components of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module 100 may include at least two or more partition members 130 .
  • the at least two partition members 130 may be disposed to be spaced apart from each other in the left-right direction (X-axis direction) by a predetermined distance in the buffer space S2 by the internal portion W.
  • any one is spaced apart from one side (rear side) of the buffer space S2 by a predetermined distance
  • the other partition member 130 is the other of the buffer space S2. It may be spaced apart from the side (front side) by a predetermined distance.
  • 20 partition members 130 may be configured to form a moving passage P in a zigzag shape in the front-rear direction.
  • the 20 partition members 130 may form five groups coupled to each other.
  • Each of the five groups may be alternately arranged so that the end is inserted into the insertion groove (G1) formed in the front or the insertion groove (G1) formed in the rear. That is, one of the five groups each consisting of four partition members 130 may be disposed to be spaced apart from the rear side of the buffer space S2 by a predetermined distance.
  • the other group may be spaced apart from the one group in the left direction and spaced apart from the front side of the buffer space S2 by a predetermined distance.
  • Each of the five groups including the four partition members 130 may be arranged in a zigzag-in pattern in the front-rear direction.
  • each of the 20 partition members 130 may be disposed in such a way that the extension part 133 protrudes from the partition wall part 131 in at least one direction.
  • the partition member 130 may be disposed such that the extension part 133 protrudes forward or backward from the partition wall part 131 .
  • the partition member 130 of the present invention is provided with an extension portion 133 protruding from the partition wall portion 131 so as to further extend the movement passage P, the buffer
  • the moving passage (P) of the same length. That is, when the battery capacity of the battery module 100 is relatively small, in the event of a fire or explosion, the power of the explosion may be relatively small. can reduce the number of That is, the battery module 100 of the present invention can form a moving passage P of the same length by using a relatively small number of partition members 130 , so the number of parts and manufacturing of the battery module 100 . cost can be effectively reduced.
  • a battery pack (not shown) according to an embodiment of the present invention includes at least one 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
  • a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a battery pack.
  • the vehicle may be an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the battery pack according to the embodiment of the present invention described above may be mounted inside a vehicle body.
  • S1, S2 accommodating space, buffer space
  • H1, H2, H3, H4, H5 connector, outlet, first bolt hole, second bolt hole, third bolt hole
  • G1, G2 Insertion groove, Mounting groove W: Retracted part
  • busbar assembly busbar frame

Abstract

본 발명은 화재나 폭발에 대한 안전성을 높인 배터리 모듈을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 전지셀을 구비한 셀 어셈블리, 상부가 개방되고 셀 어셈블리가 수납되는 수용 공간이 구비된 하부 케이스, 하부 케이스의 개방된 상부를 커버하도록 하부 케이스에 결합되고 수용 공간과 연통되도록 천공된 연결구가 형성된 상부 케이스, 상부 케이스의 상부를 커버하도록 상부 케이스와 결합되며 일부분이 상부 케이스와 이격되어 완충 공간을 형성하고 완충 공간과 외부가 연통되도록 천공된 배출구가 형성된 상부 커버, 및 완충 공간 내에 구비되고, 연결구로부터 배출구까지 연장된 이동 통로를 형성하도록 연장된 적어도 일부분을 가지며, 일부분의 연장된 방향을 조절 가능하도록 구성된 칸막이 부재를 포함한다.

Description

배터리 모듈, 배터리 팩, 및 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재나 폭발에 대한 안전성을 높인 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2021년 1월 11일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2021-0003199호에 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 전지셀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 전지셀로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 전지셀 등이 있는데, 이 중에서 리튬 전지셀은 니켈 계열의 전지셀에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 전지셀은 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 또한, 이러한 리튬 전지셀은, 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 전지셀은 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 전지셀과 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 전지셀로 분류될 수 있다.
특히, 최근 전기 자동차 등에 적용되는 대용량의 배터리 모듈의 수요가 증가하고 있다. 이러한 대용량의 배터리 모듈은 다수의 전지셀을 구비하고 있어, 다수의 전지셀에 화재나 폭발이 발생될 경우, 화염과 고온의 가스가 배출되어 폭발로 인해 차량 내의 다른 배터리 모듈로 화재가 전파되거나, 인접한 다른 기기들이 손상되거나, 또는 탑승자가 다치는 등의 피해가 발생됐다. 이에 따라, 배터리 모듈의 화재나 가스 폭발에 대해 안전성을 높일 수 있는 방안이 필요했다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 화재나 폭발에 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 발명에 따른 배터리 모듈은,
복수의 전지셀을 구비한 셀 어셈블리;
상부가 개방되고 상기 셀 어셈블리가 수납되는 수용 공간이 구비된 하부 케이스;
상기 하부 케이스의 개방된 상부를 커버하도록 상기 하부 케이스에 결합되고 상기 수용 공간과 연통되도록 천공된 연결구가 형성된 상부 케이스;
상기 상부 케이스의 상부를 커버하도록 상기 상부 케이스와 결합되며 일부분이 상기 상부 케이스와 이격되어 완충 공간을 형성하고 상기 완충 공간과 외부가 연통되도록 천공된 배출구가 형성된 상부 커버; 및
상기 완충 공간 내에 구비되고, 상기 연결구로부터 상기 배출구까지 연장된 이동 통로를 형성하도록 연장된 적어도 일부분을 가지며, 상기 일부분의 연장된 방향을 조절 가능하도록 구성된 칸막이 부재를 포함한다.
또한, 상기 칸막이 부재는,
적어도 일 방향으로 연장된 격벽부; 및
상기 격벽부가 회전 이동이 가능하도록 상기 격벽부의 단부와 힌지 결합된 경첩부를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 칸막이 부재는,
상기 격벽부로부터 적어도 일 방향으로 돌출 가능하도록 구성된 연장부를 더 구비하고,
상기 격벽부에는 상기 연장부가 삽입 가능한 공간을 가지고 상기 연장부가 삽입된 상태에서 상기 연장부의 돌출 방향으로 이동 가능하도록 구성된 수용홈이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 배터리 모듈은, 상기 칸막이 부재를 적어도 둘 이상을 포함하고,
상기 칸막이 부재는,
적어도 일부분에 적어도 하나 이상의 결합홈이 형성되고,
상기 연장부의 돌출 방향의 단부에 다른 칸막이 부재의 상기 경첩부에 형성된 상기 결합홈에 삽입 가능하도록 구성된 적어도 하나 이상의 결합 돌기가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 상부 커버, 및 상기 상부 케이스 중 적어도 어느 하나에는,
상기 격벽부의 연장된 방향의 단부가 삽입되도록 구성된 삽입홈이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 상부 커버, 및 상기 상부 케이스 중 적어도 어느 하나에는,
상기 칸막이 부재의 상부 또는 하부가 삽입되도록 구성된 탑재홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 칸막이 부재를 적어도 둘 이상 포함하고,
상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재 중 어느 하나의 칸막이 부재는, 이동 통로를 형성하도록 어느 한 방향으로 길게 연장되도록 배치되고,
나머지 칸막이 부재는, 상기 어느 하나의 칸막이 부재의 단부와 결합되고 상기 어느 하나의 칸막이 부재의 연장된 방향에 대해 수직인 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다.
더욱이, 상기 칸막이 부재를 적어도 둘 이상 포함하고,
상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재는, 상기 완충 공간에서 소정 거리로 서로 이격되어 배치되고,
상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재 중, 어느 하나는 상기 완충 공간의 일측면과 소정 거리로 이격되어 있고, 나머지 칸막이 부재는 상기 완충 공간의 타측면과 소정 거리로 이격되어 있을 수 있다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은, 상부 커버와 상부 케이스에 의해 내부에 완충 공간을 형성하고, 더불어, 완충 공간에 가스와 화염이 이동하는 이동 통로를 형성하고 연장된 방향을 조절 가능하게 구성된 일부분을 구비한 칸막이 부재를 포함하므로 써, 배터리 모듈의 셀 어셈블리의 복수의 전지셀이 폭발하거나, 발화될 경우, 발생된 화염과 가스가 완충 공간의 이동 통로를 따라 이동하는 동안 결합 부재와 간섭 내지 접촉되면서 화염이 소멸되고, 발생된 가스 압력을 효과적으로 낮출 수 있다. 궁극적으로, 본 발명의 배터리 모듈은, 복수의 전지셀의 폭발 내지 화재에 따른 외부 피해를 효과적으로 줄일 수 있고, 배터리 모듈의 안전성을 크게 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 칸막이 부재는, 이동 통로를 좀더 연장 가능하도록 격벽부로부터 돌출 가능하도록 구성된 연장부와, 연장부를 수용하는 수용홈을 구비함으로써, 완충 공간에서 더 적은 수의 칸막이 부재를 활용하여, 동일한 길이의 이동 통로를 형성할 수 있다. 즉, 배터리 모듈의 전지 용량이 상대적으로 작을 경우, 화재나 폭발시, 폭발의 위력이 상대적으로 작을 수 있으므로, 화염과 가스가 이동하는 이동 통로를 형성하는 칸막이 부재의 개수를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 배터리 모듈은, 상대적으로 적은 수의 칸막이 부재를 활용하여 동일 길이의 이동 통로를 형성할 수 있는 바, 배터리 모듈의 부품수와 제조 비용을 효과적으로 줄일 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 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상부 커버의 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재의 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재들의 결합된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 14는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
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 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 그리고, 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 참고로, 도 1에서는, 전후 방향을 Y축의 음의 방향과 양의 방향으로 나타냈고, 좌우 방향을 X축의 음의 방향과 양의 방향으로 나타냈으며, 상하 방향을 Z축의 양의 방향과 음의 방향으로 나타냈다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 복수의 전지셀(111)을 구비한 셀 어셈블리(110), 하부 케이스(122), 상부 케이스(124), 상부 커버(126), 및 적어도 하나 이상의 칸막이 부재(130)를 포함한다.
구체적으로, 상기 전지셀(111)은 예를 들면, 파우치형 전지셀일 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 셀 어셈블리(110)는 일 방향(X축 방향)으로 나란하게 상호 적층된 복수의 전지셀(111)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 전지셀(111)은, 전단 및 후단 각각에 전극 리드(보이지 않음)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 전지셀(111)은, 전단에 양극 리드가 구비되고 후단에 음극 리드가 구비될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(100)은, 전지셀(111)의 구성을 앞서 설명한 파우치형 전지셀(111)로만 한정되는 것은 아니고 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 종류의 전지셀(111)이 채용될 수 있다. 예를 들면, 상기 전지셀(111)은, 6면체의 외장 케이스를 가진 각형 전지셀일 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리(110)의 전방 및 후방 각각에는 버스바 어셈블리(140)가 구비될 수 있다. 상기 버스바 어셈블리(140)는, 상기 복수의 전지셀(111)을 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 버스바 어셈블리(140)는, 상기 복수의 전지셀(111)의 전극 리드와 접촉하도록 구성된 버스바(보이지 않음), 및 상기 버스바를 탑재하도록 구성된 버스바 프레임(141)을 구비할 수 있다. 상기 버스바는, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속이 구비될 수 있다. 상기 버스바 프레임(141)은 예를 들면, 전기 절연성의 소재를 구비할 수 있다. 상기 전기 절연성의 소재는 예를 들면 폴리염화비닐일 수 있다.
더욱이, 상기 하부 케이스(122)는, 상기 셀 어셈블리(110)가 수납되는 수용 공간(S1)이 구비될 수 있다. 즉, 상기 하부 케이스(122)는 상부가 개방된 사각 박스 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부 케이스(122)는, 상기 셀 어셈블리(110)와 대응되는 크기의 수용 공간(S1)을 형성하도록 수평 방향의 측벽부(122a1), 및 상기 측벽부(122a1)의 하부에 결합된 하벽(122a2)을 구비할 수 있다. 상기 하부 케이스(122)는, 상기 측벽부(122a1)의 상단으로부터 수평 방향으로 연장된 플랜지부(122b)를 구비할 수 있다. 상기 플랜지부(122b)는, 외주부를 따라 소정 간격으로 다수의 제2 볼트홀(H4)이 형성될 수 있다. 상기 플랜지부(122b)는, 상기 상부 케이스(124)와 상기 제2 볼트홀(H4)을 통해 볼트 결합될 수 있다. 참고로, 여기서 '수평 방향'은, 지면과 평행한 어느 한 방향을 의미한다.
그리고, 상기 상부 케이스(124)는, 상기 하부 케이스(122)의 개방된 상부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 상부 케이스(124)는, 상기 하부 케이스(122)의 플랜지부(122b)와 결합되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 상부 케이스(124)는, 수평 방향의 외주부에 다수의 제1 볼트홀(H3)이 형성될 수 있다. 상기 상부 케이스(124)는, 또한, 상기 상부 커버(126)와 결합되도록 구성될 수 있다.
나아가, 도 5에서와 같이, 상기 상부 케이스(124)는 상부에 가스켓(150)이 구비될 수 있다. 상기 가스켓(150)은, 상기 상부 케이스(124)와 상기 상부 커버(126) 사이의 결합면을 통해 외부로 가스가 빠져나가는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 가스켓(150)은, 상기 상부 케이스(124)와 상기 상부 커버(126) 사이에 개재될 수 있다.
또한, 도 2에서와 같이, 상기 상부 커버(126)는, 상기 상부 케이스(124)의 상부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 상부 커버(126)의 수평 방향의 외주부에는 소정 간격으로 이격된 다수의 제3 볼트홀(H5)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 상부 케이스(124)의 상부에는 상기 상부 커버(126)가 결합되고, 상기 상부 케이스(124)의 외주부는 상기 하부 케이스(122)의 플랜지부(122b)와 결합되도록 구성될 수 있다. 이때, 다수의 볼트(B)는 상기 상부 커버(126)의 제3 볼트홀(H5), 상기 상부 케이스(124)의 제1 볼트홀(H3), 및 상기 하부 케이스(122)의 제2 볼트홀(H4) 각각을 관통할 수 있다. 상기 볼트(B)는, 상기 볼트홀들(H3, H4, H5)에 나사 결합될 수 있다. 또는, 상기 볼트(B)는 상기 볼트홀들(H3, H4, H5)에 삽입된 후, 상기 하부 케이스(122)의 플랜지부(122b)의 하면으로부터 하부 방향으로 돌출된 몸체에 너트(N)를 삽입하여 체결 고정될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 상부 커버의 모습을 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다. 참고로, 도 7에서는 상부 커버(126)를 좌측에서 바라본 저면 사시도이다.
도 1과 함께 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 케이스(124)는, 상기 수용 공간(S1)과 연통되도록 일부분이 천공되어 연결구(H1)가 형성될 수 있다. 상기 하부 케이스(122)는, 일부분이 상기 상부 케이스(124)와 이격되어 형성된 완충 공간(S2)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 완충 공간(S2)은 상기 상부 케이스(124) 및 상기 상부 커버(126) 중 어느 하나 이상이 상기 상부 케이스(124)와 상기 상부 커버(126)가 대면하고 있는 일면이 내입되어 형성된 공간일 수 있다. 예를 들면, 상기 완충 공간(도 1의 S2)을 형성하도록 상기 상부 커버(126)의 하면의 일부는 상부 방향으로 내입된 부분(W)을 가지고, 상기 상부 케이스(124)의 상면의 일부는 하부 방향으로 내입된 부분(W)을 가질 수 있다.
또한, 상기 상부 커버(126)는, 상기 완충 공간(S2)과 외부가 연통되도록 일부분이 천공되어 배출구(H2)가 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 상기 셀 어셈블리(110)가 열폭주 내지 화재가 발생되어, 상기 셀 어셈블리(110)로부터 가스와 화염이 발생될 경우, 발생된 가스와 화염이 상기 수용 공간(S1)으로부터 상기 상부 케이스(124)의 연결구(H1)를 통해 상기 완충 공간(S2)으로 유입될 수 있다. 다시 상기 완충 공간(S2)에 유입된 화염은 소실되고, 냉각된 가스는 상기 상부 커버(126)의 상기 배출구(H2)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
더욱이, 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 완충 공간(S2)에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 상기 칸막이 부재(130)는 상기 완충 공간(S2)에 상기 연결구(H1)로부터 상기 배출구(H2)까지 연장된 이동 통로(P)를 형성하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 칸막이 부재(130)는 상기 완충 공간(S2)을 구획하도록 구성될 수 있다. 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 완충 공간(S2)에 수평 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 35개의 칸막이 부재(130)가 상기 상부 케이스(124)의 상부에 탑재될 수 있다. 35개의 칸막이 부재(130)들은 서로 결합된 형태의 7개 칸막이 부재(130)들을 하나의 그룹으로 하여, 5개의 그룹을 형성할 수 있다. 5개의 그룹은 좌우 방향(X축 방향)으로 서로 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 하나의 그룹의 7개의 칸막이 부재(130)들은 전후 방향(Y축 방향)으로 길게 배치될 수 있다. 이때, 7개의 칸막이 부재(130)들 각각은 전후 방향의 단부가 다른 칸막이 부재(130)와 결합된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 칸막이 부재(130)들은, 발생된 가스나 화염이 완충 공간(S2)에서 바로 좌우 방향(X 축 방향)으로 이동되는 것을 막고, 가스와 화염이 전후 방향(Y축 방향)으로 교번적으로 여러 번 이동하면서 상기 배출구(H2)를 향해 이동하도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 상기 완충 공간(S2)에서 가스와 화염의 이동 경로를 최대화하여, 고온의 가스의 온도가 최대한 낮아지고 화염이 스스로 소실되도록 유도할 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 상기 칸막이 부재(130)를 적어도 둘 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 35개의 칸막이 부재(130)를 구비할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재(130)는, 상기 완충 공간(S2)에서 소정 거리로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 6에서와 같이, 7개의 칸막이 부재(130)가 서로 결합된 형태로 하나의 그룹을 형성하고, 5개의 그룹이 좌우 방향(X 방향)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재(130) 중 어느 하나의 칸막이 부재(130)는, 중앙을 기준으로 상기 완충 공간(S2)의 일측(전측)에 치우쳐 배치되고, 나머지 칸막이 부재(130)는 상기 완충 공간(S2)의 타측(후측)에 치우쳐 배치될 수 있다. 달리 표현하면, 상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재(130) 중, 어느 하나는 상기 완충 공간(S2)의 일측면과 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있고, 나머지 칸막이 부재(130)는 상기 완충 공간(S2)의 타측면과 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 6에서 도시된 바와 같이, 칸막이 부재(130)들로 구성된 5개의 그룹 중, 하나의 그룹은, 상기 완충 공간(S2)의 후측면과 소정 거리로 이격되어 상기 완충 공간(S2)에서 전방으로 치우쳐 배치될 수 있고, 다른 그룹은, 상기 완충 공간(S2)의 전측면과 소정 거리로 이격되어 상기 완충 공간(S2)에서 후방으로 치우쳐 배치될 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 모듈(100)은, 상기 완충 공간(S2)의 이동 통로(P)를 지그 재그 형태로 설정할 경우, 어느 하나의 칸막이 부재(130)를 상기 완충 공간(S2)의 일단부(전단부)로 치우쳐 배치하여 상기 완충 공간(S2)의 타단부(후단부)에 가스나 화염이 지나갈 수 있는 통로를 형성시키고, 인접한 다른 칸막이 부재(130)를 상기 완충 공간(S2)의 타단부(후단부)로 치우쳐 배치하여 상기 완충 공간(S2)의 일단부(전단부)에 가스나 화염이 지나갈 수 있는 통로를 형성시킬 수 있다.
그리고, 상기 칸막이 부재(130)는 상기 완충 공간(S2)에 위치될 수 있다. 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 연결구(H1)로부터 상기 배출구(H2)까지 연장된 이동 통로(P)를 형성하도록 연장된 적어도 일부분을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리 모듈(100)은 7개의 칸막이 부재(130)들이 하나의 그룹을 형성할 수 있다. 상기 7개의 칸막이 부재(130)는, 서로 결합되어 수평 방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 칸막이 부재(130)는 전후 방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 그러나, 칸막이 부재(130)들의 연장된 방향을 전후 방향으로 한정되는 것은 아니고, 복수의 칸막이 부재(130) 중, 일부는 좌우 방향으로 연장되고 나머지는 전후 방향으로 연장될 수 있다.
나아가, 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 일부분의 연장된 방향을 조절 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 일부분이 좌우 방향으로 연장되게 배치될 수 있다. 또는, 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 일부분이 전후 방향으로 연장되게 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 6에서와 같이, 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 일부분이 전후 방향으로 연장되게 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 상부 커버(126)와 상기 상부 케이스(124)에 의해 내부에 완충 공간(S2)을 형성하고, 더불어, 상기 완충 공간(S2)에 가스와 화염이 이동하는 이동 통로(P)를 형성하고 연장된 방향을 조절 가능하게 구성된 일부분을 구비한 칸막이 부재(130)를 포함하므로 써, 배터리 모듈(100)의 셀 어셈블리(110)의 복수의 전지셀(111)이 폭발하거나, 발화될 경우, 발생된 화염과 가스가 완충 공간(S2)의 이동 통로(P)를 따라 이동하는 동안 결합 부재(160)와 간섭 내지 접촉되면서 화염이 소멸되고, 발생된 가스 압력을 효과적으로 낮출 수 있다. 궁극적으로, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 복수의 전지셀(111)의 폭발 내지 화재에 따른 외부 피해를 효과적으로 줄일 수 있고, 배터리 모듈(100)의 안전성을 크게 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재의 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 6과 함께 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 칸막이 부재(130)는, 격벽부(131), 및 경첩부(132)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 격벽부(131)는, 적어도 일 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(131)는, 전후 방향으로 길게 연장된 형태로 배치될 수 있다. 상기 격벽부(131)는, 상하 방향 및 전후 방향으로 연장된 블록 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 경첩부(132)는, 상기 격벽부(131)의 회전 이동이 가능하도록 상기 격벽부(131)와 힌지 결합될 수 있다. 상기 경첩부(132)는, 상기 격벽부(131)의 일단부와 힌지 결합될 수 있다. 상기 경첩부(132)는, 상부캡(132a), 기둥부(132b), 및 하부캡(132c)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 격벽부(131)는, 상기 기둥부(132b)와 힌지 결합할 수 있다. 상기 격벽부(131)는, 상기 기둥부(132b)가 상하 방향으로 삽입되도록 구성된 중공(T)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 격벽부(131)는 상기 중공(T)에 상기 기둥부(132b)가 삽입된 상태에서, 상기 기둥부(132b)의 외면을 따라 회전 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 상부캡(132a)은, 상기 기둥부(132b)의 상부에 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 상부캡(132a)의 하부에는 상기 기둥부(132b)의 상부가 삽입되도록 상부 방향을 내입된 홈이 형성될 수 있다. 상기 하부캡(132c)은, 상기 기둥부(132b)의 하부에 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 하부캡(132c)의 상부에는 상기 기둥부(132b)의 하부가 삽입되도록 하부 방향을 내입된 홈이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 칸막이 부재(130)는, 이러한 격벽부(131)와 상기 격벽부(131)와 힌지 결합된 경첩부(132)를 구비함으로써, 복수의 칸막이 부재(130)를 서로 결합하여 상기 완충 공간(S2)에서 다양한 방향으로 연장된 이동 통로(P)를 형성할 수 있다. 즉, 복수의 칸막이 부재(130)를 사용해 이동 통로(P)의 일부분이 상기 완충 공간(S2)에서 전후 방향으로 연장되도록 형성되고, 타부분이 좌우 방향으로 연장되도록 구성 시킬 수 있다. 이처럼, 배터리 모듈(100)의, 전지 용량 및 케이스의 형상에 따라, 가스나 화염이 이동하는 이동 통로(P)의 형상을 설정할 수 있어, 새로운 배터리 모듈(100)을 제작할 때마다, 칸막이 부재(130)를 새롭게 설계할 필요가 없어, 제작 비용과 제작 시간을 효과적으로 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 칸막이 부재(130)는, 다양한 용량의 배터리 모듈(100)에 모두 적용이 가능하므로, 부품의 표준화가 용이하다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다시 도 8 및 도 9와 함께 도 10을 참조하면, 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 격벽부(131)로부터 적어도 일 방향으로 돌출 가능하도록 구성된 연장부(133)를 더 구비할 수 있다. 상기 연장부(133)는, 상기 격벽부(131)와 같이, 상하 방향 및 수평 방향의 일 방향(돌출 방향)으로 연장된 블록 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 연장부(133)는 상기 격벽부(131)의 연장 방향과 동일한 방향으로 돌출 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 10에서와 같이, 칸막이 부재(130)는, 전후 방향(Y축의 방향)으로 길게 배치된 격벽부(131), 및 상기 격벽부(131)로부터 전방(Y축의 음의 방향)를 돌출되도록 배치된 연장부(133)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 격벽부(131)에는 상기 연장부(133)를 수용하도록 구성된 상기 수용홈(131h1)이 형성될 수 있다. 상기 수용홈(131h1)은, 상기 연장부(133)가 삽입 가능한 공간을 가질 수 있다. 즉, 상기 수용홈(131h1)은, 수평 방향의 일측, 및 상부 및 하부가 개방된 형태를 가질 수 있다. 상기 수용홈(131h1)은, 상기 연장부(133)가 상기 수용홈(131h1)의 수평 방향의 일측으로부터 내부 공간으로 삽입될 수 있다. 상기 수용홈(131h1)은, 상기 연장부(133)가 삽입된 상태에서 상기 연장부(133)의 돌출 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 10에서와 같이, 상기 수용홈(131h1)은, 상기 연장부(133)가 삽입된 상태에서 전후 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 수용홈(131h1), 및 상기 연장부(133) 각각에는, 슬라이드 홈(131h2) 및 슬라이드 돌기(133p2)가 구비될 수 있다. 상기 슬라이드 홈(131h2)은, 상기 슬라이드 돌기(133p2)와 암수 결합된 상태에서, 상기 슬라이드 돌기(133p2)가 일 방향(예를 들면, 전후 방향)으로 슬라이드 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 칸막이 부재(130)는, 이동 통로(P)를 좀더 연장 가능하도록 상기 격벽부(131)로부터 돌출 가능하도록 구성된 연장부(133)와, 상기 연장부(133)를 수용하는 수용홈(131h1)을 구비함으로써, 상기 완충 공간(S2)에서 더 적은 수의 칸막이 부재(130)를 활용하여, 동일한 길이의 이동 통로(P)를 형성할 수 있다. 즉, 배터리 모듈(100)의 전지 용량이 상대적으로 작을 경우, 화재나 폭발시, 폭발의 위력이 상대적으로 작을 수 있으므로, 화염과 가스가 이동하는 이동 통로(P)를 형성하는 칸막이 부재(130)의 개수를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 상대적으로 적은 수의 칸막이 부재(130)를 활용하여 동일 길이의 이동 통로(P)를 형성할 수 있는 바, 배터리 모듈(100)의 부품수와 제조 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재들의 결합된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 칸막이 부재들의 변형된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고,
다시 도 8와 함께, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 배터리 모듈(100)은, 상기 칸막이 부재(130)를 적어도 둘 이상을 포함할 경우, 상기 둘 이상의 칸막이 부재(130)는 서로 결합된 형태로 상기 완충 공간(S2)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 11에서와 같이, 둘 이상의 칸막이 부재(130)들은, 모두 전후 방향(Y축 방향)으로 길게 연장된 형태로 서로 결합될 수 있다. 또한, 다른 실시 형태로서, 예를 들면, 도 12에서와 같이, 둘 이상의 칸막이 부재(130)들 중, 하나의 칸막이 부재(130)는 전후 방향(Y축 방향)으로 길게 연장된 형태로 배치되고, 다른 칸막이 부재(130)는 상기 하나의 칸막이 부재(130)에 수직인 방향인 좌우 방향(X축 방향)으로 길게 연장된 형태로 배치될 수 있다.
이때, 상기 칸막이 부재(130)는, 적어도 하나 이상의 결합홈(132h)이 형성될 수 있다. 상기 연장부(133)에는, 상기 결합홈(132h)에 삽입 가능하도록 구성된 결합 돌기(133p1)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 결합 돌기(133p1)는, 상기 연장부(133)의 돌출 방향의 단부에 다른 칸막이 부재(130)의 상기 상부캡(132a), 상기 하부캡(132c), 및 상기 격벽부(131)의 일부분 각각에 형성된 상기 결합홈(132h)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 상기 결합홈(132h)은, 몸체의 일부분이 내입되어 형성될 수 있다. 상기 결합홈(132h)의 내입된 형상은 상기 결합 돌기(133p1)의 일부분과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 칸막이 부재(130)에 결합홈(132h) 및 상기 결합홈(132h)에 삽입되도록 구성된 결합 돌기(133p1)를 구비함으로써, 복수의 칸막이 부재(130)를 손쉽게 암수 결합하는 것으로 이동 통로(P)를 형성시킬 수 있는 바, 조립이 간단하고 신속하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(100)의 제조 효율을 크게 높일 수 있다.
한편, 다시 도 4, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(100)의 상기 상부 커버(126), 및 상기 상부 케이스(124) 중 적어도 어느 하나에는, 삽입홈(G1)이 구비될 수 있다. 상기 삽입홈(G1)은, 상기 연장부(133)의 연장된 방향의 단부가 삽입되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 삽입홈(G1)은, 상기 연장부(133)의 돌출 방향의 단부가 삽입되도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 5개의 칸막이 부재(130) 중, 3개의 칸막이 부재(130)에 구비된 연장부(133)들 각각이 상기 상부 케이스(124)에 전측에 구비된 삽입홈(G1)에 삽입될 수 있다. 나머지 2개의 칸막이 부재(130)에 구비된 연장부(133)들 각각은 상기 상부 케이스(124)의 후측에 구비된 삽입홈(G1)에 삽입될 수 있다. 또한, 별도 도시하지 않았으나, 5개의 칸막이 부재(130) 중, 3개의 칸막이 부재(130)에 구비된 연장부(133)들 각각이 상기 상부 커버(126)에 전측에 구비된 삽입홈(G1)에 삽입될 수 있다. 나머지 2개의 칸막이 부재(130)에 구비된 연장부(133)들 각각은 상기 상부 커버(126)의 후측에 구비된 삽입홈(G1)에 삽입될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 상부 커버(126), 및 상기 상부 케이스(124) 중 적어도 어느 하나에 삽입홈(G1)을 형성시킴으로써, 상기 칸막이 부재(130)의 좌우 방향이 이동을 제한할 수 있다. 즉, 본 발명은, 상기 완충 공간(S2)에 수납된 상기 칸막이 부재(130)를 안정적으로 고정할 수 있어, 셀 어셈블리(110)의 폭발에도 상기 칸막이 부재(130)의 배치를 안정적으로 유지할 수 있다.
다시 도 4, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 커버(126), 및 상기 상부 케이스(124) 중 적어도 어느 하나에는, 상기 칸막이 부재(130)의 상부 또는 하부가 삽입되도록 구성된 탑재홈(G2)이 형성될 수 있다. 구제적으로, 상기 상부 커버(126), 및 상기 상부 케이스(124) 중 적어도 어느 하나에는, 상기 격벽부(131) 및 경첩부(132) 각각의 상부 또는 하부가 삽입되도록 구성된 탑재홈(G2)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부 케이스(124)는, 상기 칸막이 부재(130)의 격벽부(131), 및 경첩부(132)의 하부가 삽입되도록 구성된 탑재홈(G2)이 형성될 수 있다. 상기 상부 케이스(124)의 탑재홈(G2)은 상부 방향으로 내입되어 형성될 수 있다. 상기 탑재홈(G2)은, 상기 복수의 격벽부(131)의 하부가 삽입되도록 평면상으로 전후 방향으로 연장된 사각형을 가진 부분과, 상기 복수의 경첩부(132)의 하부가 삽입되도록 복수의 원형이 형성된 부분들을 가질 수 있다.
또한, 상기 상부 커버(126)는, 상기 칸막이 부재(130)의 격벽부(131), 및 경첩부(132)의 상부가 삽입되도록 구성된 탑재홈(G2)이 형성될 수 있다. 상기 상부 커버(126)의 탑재홈(G2)은 상부 방향으로 내입되어 형성될 수 있다. 상기 탑재홈(G2)은, 상기 격벽부(131)의 상부가 삽입되도록 평면상으로 전후 방향으로 연장된 사각형 및 상기 경첩부(132)의 상부가 삽입되도록 복수의 원형을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 탑재홈(G2)이 형성됨으로써, 칸막이 부재(130)의 단부를 좌우 방향으로 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈(100)의 내부 폭발시, 발생된 가스 압력으로 인해 상기 칸막이 부재(130)가 정위치로부터 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 13은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1과 함께 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 상부 커버(126)의 배출구(도시하지 않음)가 중앙에 형성될 수 있다. 이러한 경우, 본 발명은, 가스 및 화염이 이동하도록 구성된 이동 통로(P)를 상기 상부 케이스(124)의 연결구(H1)로부터 상기 배출구(H2)까지 평면상으로 대략적으로 나선형 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 상기 칸막이 부재(130A, 130B)를 적어도 둘 이상 포함할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재(130) 중 어느 하나의 칸막이 부재(130A)는, 이동 통로(P)를 형성하도록 어느 한 방향으로 길게 연장되도록 배치될 수 있다. 나머지 칸막이 부재(130B)는, 상기 어느 하나의 칸막이 부재(130)의 단부와 결합되고 상기 어느 하나의 칸막이 부재(130)의 연장된 방향에 대해 수직인 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(100)은, 상기 상부 케이스(124) 상에 탑재된 28개의 칸막이 부재들(130A, 130B)가 구비될 수 있다. 상기 28개의 칸막이 부재 들(130A, 130B) 각각이 다른 하나의 칸막이 부재(130A 또는 130B)와 결합될 수 있다. 이때, 22개의 칸막이 부재(130A)는 이동 통로(P)를 형성하도록 전후 방향(Y축 방향)으로 길게 연장되도록 배치되고, 6개의 칸막이 부재(130B)는, 22개의 칸막이 부재(130)의 연장 방향에 대해 수직인 방향(X축 방향)인 좌우 방향으로 길게 연장되도록 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 경우에 따라 배출구(H2)의 위치를 변경되더라도, 복수의 칸막이 부재(130)를 일방향 또는 일방향의 수직인 방향으로 연장 배치할 수 있어, 이동 통로(P)가 변경된 배출구(H2)와 이어지도록 상기 이동 통로(P)를 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 상기 연결구(H1)에서 배출구(H2)로 연결되는 이동 통로(P)를 형성하는 칸막이 부재(130)를 설계 변경할 필요가 없어, 제작 비용과 제작 시간을 효과적으로 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 칸막이 부재(130)는, 다양한 용량의 배터리 모듈(100)에 모두 적용이 가능하므로, 부품의 표준화가 용이하다.
도 14는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1과 함께 도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 상기 칸막이 부재(130)를 적어도 둘 이상 포함할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재(130)는, 내입된 부분(W)에 의해 상기 완충 공간(S2)에서 소정 거리로 서로 좌우 방향(X축 방향)으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재(130) 중, 어느 하나는 상기 완충 공간(S2)의 일측면(후측면)과 소정 거리로 이격되어 있고, 나머지 칸막이 부재(130)는 상기 완충 공간(S2)의 타측면(전측면)과 소정 거리로 이격되어 있을 수 있다.
예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, 20개의 칸막이 부재(130)가 전후 방향으로 지그재그인 형태로 이동 통로(P)를 형성하도록 구성될 수 있다. 이때, 20개의 칸막이 부재(130)는 서로 결합된 형태의 5개의 그룹을 형성할 수 있다. 5개의 그룹 각각은 교번적으로 전방에 형성된 삽입홈(G1) 또는 후방에 형성된 삽입홈(G1)에 단부가 삽입되도록 배치될 수 있다. 즉, 각각이 4개의 칸막이 부재(130)들로 이루어진 5개의 그룹 중, 어느 한 그룹은 상기 완충 공간(S2)의 후측면과 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 다른 한 그룹은 상기 어느 한 그룹과 좌측 방향으로 이격되고 상기 완충 공간(S2)의 전측면과 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 각각이 4개의 칸막이 부재(130)들로 이루어진 5개의 그룹은, 전후 방향으로 지그 재그인 패턴으로 배치될 수 있다.
또한, 20개의 칸막이 부재(130) 각각은, 상기 연장부(133)가 상기 격벽부(131)로부터 적어도 일 방향으로 돌출된 형태로 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 칸막이 부재(130)는, 상기 연장부(133)가 상기 격벽부(131)로부터 전방으로 돌출되거나, 또는 후방으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 칸막이 부재(130)는, 이동 통로(P)를 좀더 연장 가능하도록 상기 격벽부(131)로부터 돌출된 연장부(133)를 구비함으로써, 상기 완충 공간(S2)에서 더 적은 수의 칸막이 부재(130)를 활용하여, 동일한 길이의 이동 통로(P)를 형성할 수 있다. 즉, 배터리 모듈(100)의 전지 용량이 상대적으로 작을 경우, 화재나 폭발시, 폭발의 위력이 상대적으로 작을 수 있으므로, 화염과 가스가 이동하는 이동 통로(P)를 형성하는 칸막이 부재(130)의 개수를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 배터리 모듈(100)은, 상대적으로 적은 수의 칸막이 부재(130)를 활용하여 동일 길이의 이동 통로(P)를 형성할 수 있는 바, 배터리 모듈(100)의 부품수와 제조 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 배터리 팩(도시하지 않음)은, 상기 배터리 모듈(100)을 적어도 하나 이상 포함한다.
또한, 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 자동차는 배터리 팩을 포함한다. 예를 들면, 상기 자동차는, 전기 자동차나 하이브리드 자동차일 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는 차체 내에 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 내부에 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.
[부호의 설명]
100: 배터리 모듈 110: 셀 어셈블리
111: 전지셀
122: 하부 케이스 124: 상부 케이스
126: 상부 커버
S1, S2: 수용 공간, 완충 공간
H1, H2, H3, H4, H5: 연결구, 배출구, 제1 볼트홀, 제2 볼트홀, 제3 볼트홀
B, N: 볼트, 너트
130: 칸막이 부재 P: 이동 통로
131: 격벽부 132: 경첩부
133: 연장부 131h1: 수용홈
133p1: 결합 돌기 132h: 결합홈
133p2: 슬라이드 돌기 131h2: 슬라이드 홈
G1, G2: 삽입홈, 탑재홈 W: 내입된 부분
140, 142: 버스바 어셈블리, 버스바 프레임

Claims (10)

  1. 복수의 전지셀을 구비한 셀 어셈블리;
    상부가 개방되고 상기 셀 어셈블리가 수납되는 수용 공간이 구비된 하부 케이스;
    상기 하부 케이스의 개방된 상부를 커버하도록 상기 하부 케이스에 결합되고 상기 수용 공간과 연통되도록 천공된 연결구가 형성된 상부 케이스;
    상기 상부 케이스의 상부를 커버하도록 상기 상부 케이스와 결합되며 일부분이 상기 상부 케이스와 이격되어 완충 공간을 형성하고 상기 완충 공간과 외부가 연통되도록 천공된 배출구가 형성된 상부 커버; 및
    상기 완충 공간 내에 구비되고, 상기 연결구로부터 상기 배출구까지 연장된 이동 통로를 형성하도록 연장된 적어도 일부분을 가지며, 상기 일부분의 연장된 방향을 조절 가능하도록 구성된 칸막이 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이 부재는,
    적어도 일 방향으로 연장된 격벽부; 및
    상기 격벽부가 회전 이동이 가능하도록 상기 격벽부의 단부와 힌지 결합된 경첩부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 칸막이 부재는,
    상기 격벽부로부터 적어도 일 방향으로 돌출 가능하도록 구성된 연장부를 더 구비하고,
    상기 격벽부에는 상기 연장부가 삽입 가능한 공간을 가지고 상기 연장부가 삽입된 상태에서 상기 연장부의 돌출 방향으로 이동 가능하도록 구성된 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은, 상기 칸막이 부재를 적어도 둘 이상을 포함하고,
    상기 칸막이 부재는,
    적어도 일부분에 적어도 하나 이상의 결합홈이 형성되고,
    상기 연장부의 돌출 방향의 단부에 다른 칸막이 부재의 상기 경첩부에 형성된 상기 결합홈에 삽입 가능하도록 구성된 적어도 하나 이상의 결합 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상부 커버, 및 상기 상부 케이스 중 적어도 어느 하나에는,
    상기 격벽부의 연장된 방향의 단부가 삽입되도록 구성된 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 상부 커버, 및 상기 상부 케이스 중 적어도 어느 하나에는,
    상기 칸막이 부재의 상부 또는 하부가 삽입되도록 구성된 탑재홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이 부재를 적어도 둘 이상 포함하고,
    상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재 중 어느 하나의 칸막이 부재는, 이동 통로를 형성하도록 어느 한 방향으로 길게 연장되도록 배치되고,
    나머지 칸막이 부재는, 상기 어느 하나의 칸막이 부재의 단부와 결합되고 상기 어느 하나의 칸막이 부재의 연장된 방향에 대해 수직인 방향으로 연장되도록 배치된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이 부재를 적어도 둘 이상 포함하고,
    상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재는, 상기 완충 공간에서 소정 거리로 서로 이격되어 배치되고,
    상기 적어도 둘 이상의 칸막이 부재 중, 어느 하나는 상기 완충 공간의 일측면과 소정 거리로 이격되어 있고, 나머지 칸막이 부재는 상기 완충 공간의 타측면과 소정 거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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