WO2023075211A1 - 난연성이 향상된 커넥터를 적용한 배터리 모듈 - Google Patents

난연성이 향상된 커넥터를 적용한 배터리 모듈 Download PDF

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WO2023075211A1
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connector
housing
battery module
battery
flame retardant
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PCT/KR2022/015316
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윤현섭
성준엽
이범현
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module to which a connector having improved flame retardancy is applied.
  • lithium secondary batteries are in the limelight because of their advantages of free charge and discharge, very low self-discharge rate, and high energy density because they hardly have a memory effect compared to nickel-based secondary batteries.
  • a secondary battery may be used singly, but in general, a plurality of secondary batteries are electrically connected in series and/or parallel to each other in many cases.
  • a plurality of secondary batteries may be accommodated in one module case while being electrically connected to each other to form one battery module.
  • the battery modules may be used singly or two or more of them may be electrically connected in series and/or parallel to form a higher level device such as a battery pack.
  • a plurality of battery modules may be vulnerable to fire.
  • the spark means an active material detached from an electrode inside a battery cell or molten aluminum particles.
  • a flame or the like may occur in the battery cell depending on the case. If these gases or flames are indiscriminately discharged out of the battery module, thermal damage may be given to surrounding battery modules, and thus fire may rapidly spread.
  • the connector 2 is exposed to the outside of the module case, but since the connector is usually made of plastic by injection molding, it is very vulnerable to heat or flame. For this reason, when high-temperature gas or flame is generated inside the battery module, the connector is melted, and the gas and flame are easily discharged to the outside through the missing connector part. Gases and flames thus released may cause ignition of other battery modules nearby.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to suppress or delay the disappearance of the connector due to high-temperature gas when the battery module internally ignites by strengthening the flame retardancy of the connector.
  • an object of the connector is to prevent gas leakage through the connector by reinforcing the flame retardancy of the connector and to minimize propagation to other battery modules in the vicinity by discharging high-temperature gas through a previously intended safety path.
  • a battery module according to the present invention for solving the above object is a cell assembly having battery cells; and a module case accommodating the cell assembly and having a connector mounting hole on one side; and a connector assembly connected to a circuit board provided inside the module case and having at least a portion exposed to the outside of the module case through the connector mounting hole, wherein the connector assembly includes connector pins on the inside and a connector housing at least partially exposed outside the connector mounting hole; and a flame retardant block formed of a metal material and surrounding a circumference of the connector housing inside the module case, wherein the flame retardant block may have a coating layer of a non-combustible material on a surface facing the inside of the module case.
  • the flame retardant block may be made of aluminum, and the coating layer may include ceramic particles.
  • the thickness of the aluminum layer may be within a range of 3 mm to 10 mm, and the coating layer may be provided within a range of 0.1 mm to 1 mm.
  • the connector housing may include a first housing at least partially exposed to the outside of the connector mounting hole; and a second housing having at least a portion interposed inside the first housing.
  • a sealing gasket disposed on an upper surface of the flame retardant block opposite to a lower surface of the flame retardant block and wrapped around an outer circumference of the first housing; and a fixing plate passed through the first housing and disposed above the sealing gasket, and the fixing plate, the sealing gasket, and the flame retardant block may be integrally fixedly coupled by a fastening member.
  • the module case may include a main housing provided in a rectangular tubular shape capable of accommodating the cell assembly therein, and a front cover and a rear cover provided to cover the main housing and front and rear surfaces.
  • the connector mounting hole is provided on the front cover, and the main housing includes a top plate covering the top of the cell assembly, a bottom plate covering the bottom of the cell assembly, a left side plate covering both side parts of the cell assembly, and A right side plate may be included, and the top plate may have a venting hole for discharging gas when the battery cell ignites.
  • An insulating cover plate made of an electrically insulating material and provided between an upper portion of the cell assembly and the top plate, wherein the insulating cover plate has one or more cutting lines cut or cut in a predetermined shape, The cutting line may be provided at a position corresponding to the venting hole.
  • the cutting line may be formed in an arc or C shape.
  • a battery pack including the above-described battery module may be provided.
  • the leakage of gas through the connector is prevented by strengthening the flame retardancy of the connector, and high-temperature gas is discharged through a previously intended safety path, thereby minimizing propagation to other battery modules nearby.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which gas and flame generated inside a battery module according to the prior art are discharged through a connector.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the battery module of FIG. 1;
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a cell assembly, a bus bar frame, and an insulating cover plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 2 .
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a connector assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a combined perspective view of the connector assembly of FIG. 6;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the flame retardant block taken along AA' of FIG. 6;
  • FIG. 9 is a reference diagram illustrating an example in which gas venting is induced to an upper part of a module case when internal ignition of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the battery module of FIG. 1
  • FIG. 4 is a cell assembly and a bus bar frame according to an embodiment of the present invention.
  • An exploded perspective view of the insulating cover plate, and FIG. 5 is an enlarged view of the main parts of FIG. 2 .
  • the battery module 10 includes a cell assembly 100, a module case 200 and a connector assembly 300.
  • the cell assembly 100 may be referred to as an assembly of battery cells 110 formed by stacking a plurality of battery cells 110 .
  • the cell assembly 100 may be provided in a form in which the battery cells 110 are stacked in a left-right direction by standing each in a vertical direction.
  • the battery cell 110 is a pouch-type secondary battery, and is a bidirectional pouch-type secondary battery in which positive and negative leads extend in opposite directions along the length of the battery cell 110 .
  • the cell assembly 100 may further include buffer pads 120 disposed on both outermost portions along the stacking direction.
  • the buffer pad 120 may be made of a foam material capable of absorbing pressure during swelling of the battery cells 110 and maintaining electrical insulation with the module case 200 .
  • the pouch-type secondary battery may be composed of an electrode assembly, an electrolyte solution, and a pouch exterior material.
  • the pouch exterior may be composed of two pouches, at least one of which may have a concave inner space formed therein.
  • the electrode assembly and the electrolyte may be accommodated in the inner space of the pouch exterior material.
  • Sealing parts are provided on the outer circumferential surfaces of the two pouches, and the sealing parts are fused to each other, so that the inner space in which the electrode assembly is accommodated can be sealed.
  • a part of the electrode lead is interposed between the sealing parts of the pouch exterior material, one end is attached to the electrode assembly, and the other end is exposed to the outside of the pouch exterior material, thereby functioning as an electrode terminal of a secondary battery.
  • the module case 200 may include a main housing 210 , a front cover 220 and a rear cover 230 .
  • the main housing 210 has a square tubular shape having a length substantially corresponding to the length of the cell assembly 100, and the cell assembly 100 is inserted into the inner space together with an insulating cover plate 600 to be described later in an interference-fitting manner. can be configured to do so.
  • a main housing 210 is advantageous in reducing the weight and volume of the battery module 10 .
  • the main housing 210 is made of a metal material with excellent mechanical rigidity and a high melting point, and has a structure in which four sides are sealed. It may not be easily discharged to the outside through.
  • the main housing 210 may have a high flame retardant function by coating the inner surface with an incombustible material.
  • the main housing 210 includes a top plate 211, a bottom plate 212, a left side plate 213, and a right side plate 214 corresponding to four sides, of which the top plate 211 has It may be configured to have at least one venting hole 211a.
  • the venting hole 211a may be an outlet through which the gas escapes to the outside of the battery module 10 when a large amount of gas is generated when the battery module 10 internally ignites.
  • the gas escaping from the venting hole 211a of the battery module 10 is returned to the outside of the battery pack through a predetermined path.
  • a duct structure communicating with the venting hole 211a may be disposed above the battery module in order to discharge the battery.
  • venting hole 211a to the top plate 211 of the main housing 210, when the inside of the battery module 10 is ignited, gas is discharged through a specific path, so that the internal pressure of the battery module 10 It is possible to prevent external collapse of the battery module 10 due to elevation and to minimize thermal damage to other battery modules 10 around it due to gas being discharged in an unintended direction.
  • the top plate 211, the bottom plate 212, the left side plate 213, and the right side plate 214 are all provided as an integrated type, but the rights of the present invention are thus provided.
  • the scope does not have to be limited.
  • the main housing 210 may be manufactured in a type in which a U-shaped frame and a plate-shaped plate are coupled by welding or the like.
  • the U-shaped frame is made by integrally manufacturing the bottom plate 212, the left side plate 213, and the right side plate 214, and the plate-shaped plate corresponds to a top plate 211 manufactured separately.
  • the front cover 220 and the rear cover 230 are structures provided to be coupled to the open portion of the main housing 210 and cover the front and rear sides of the cell assembly 100 .
  • the front cover 220 and the rear cover 230 have inner surfaces made of an insulating and flame retardant material or coated with a non-combustible material to shield electrical connections of the cell assembly 100 and to prevent leakage of gas or flame. It is configured to suppress or delay as much as possible.
  • the front cover 220 may have a connector mounting hole 221 formed by penetrating one side.
  • the connector mounting hole 221 is configured to connect, for example, a predetermined cable connector (not shown) to the connector assembly 300 of the battery module 10 according to the present invention.
  • the connector assembly 300 is connected to a circuit board provided inside the module case 200, and as shown in FIG. 5, a portion of the connector assembly 300 is exposed to the outside of the module case 200 through the connector mounting hole 221.
  • the circuit board means a flexible printed circuit board forming the voltage sensing member 500 to be described later.
  • the connector assembly 300 may include a connector housing 310 , a flame retardant block 320 , a sealing gasket 330 , and a fixing plate 340 .
  • the connector housing 310 includes a first housing 311 and a second housing 312 .
  • the first housing 311 may be made of a plastic material, have an inlet facing upward, and be exposed to the outside of the front cover 220 through the connector mounting hole 221 .
  • the second housing 312 is a component for providing sealing properties to the inside of the first housing 311 , and at least a portion of the second housing 312 may be interposed in the first housing 311 .
  • the second housing 312 is made of an epoxy or silicone resin material, and is cured in a form wrapped around a portion of each connector pin 313 to prevent vibration and movement of the connector pins 313. there is.
  • the flame retardant block 320 is formed of a metal material having a high melting point and may be provided in a rectangular frame shape surrounding the circumference of the connector housing 310 inside the module case.
  • the flame retardant block 320 may be formed of an aluminum (Al) layer having a thickness of about 5.4 mm and a coating layer 322 of a non-combustible material formed by applying ceramic particles to the lower surface of the aluminum layer 321 .
  • the thickness of the coating layer 322 may be about 0.1 mm.
  • the lower surface of the aluminum layer 321 means a surface facing the inside of the module case 200 .
  • the thickness of the aluminum layer 321 and the coating layer 322 may be designed differently from the present embodiment.
  • the thickness of the layer made of aluminum may be within a range of 3 mm to 10 mm
  • the coating layer may be designed within a range of 0.05 mm to 1 mm.
  • the flame retardant block 320 acts like a firewall to block high-temperature gas or flame from moving from the inside of the module case 200 to the periphery of the connector housing 310, thereby preventing the connector housing 310 from rapidly melting. serves to prevent In addition, the flame retardant block 320 covers the connector mounting hole 221 inside the module case 200, so it can effectively prevent gas or flame from moving toward the connector mounting hole 221.
  • the present applicant tried to apply a flame retardant block in which aluminum (Al) and stainless steel (SUS) are double bonded to the connector assembly in the research stage. Since stainless steel has a higher melting point than aluminum, a flame retardant block made of stainless steel is superior in flame retardancy to a flame retardant block made of simply aluminum. However, there was a problem in that it was difficult to design a flame retardant block with a desired thickness due to the increase in cost due to the double bonding of aluminum and stainless steel and the increase in the thickness of the flame retardant block, especially when the two metals were double bonded. However, as described above, according to the configuration of the flame retardant block 320 in which the coating of the non-combustible material is applied to the aluminum layer 321, the thickness of the flame retardant block 320 can be designed more freely while increasing flame retardancy.
  • the sealing gasket 330 may be referred to as a configuration for eliminating a gap due to a tolerance between the circumference of the connector housing 310 and the inner diameter of the flame retardant block 320 in the form of a frame.
  • the sealing gasket 330 may be made of a rubber or silicon material having elasticity and may be provided to surround an outer circumference of the connector housing 310 .
  • the sealing gasket 330 may be configured to surround the outer circumference of the first housing 311 and be disposed on the upper surface of the flame retardant block 320 .
  • the fixing plate 340 is a configuration used as a means for fixing the sealing gasket 330 to the flame retardant block 320.
  • the fixing plate 340 passes through the body of the first housing 311 at the entrance of the first housing 311 and is disposed above the sealing gasket 330, and the sealing gasket Together with 330, it may be integrally and fixedly coupled to the flame retardant block 320.
  • the fixing plate 340, the sealing gasket 330, and the flame retardant block 320 are provided with matching bolt fastening holes when stacked vertically, and are integrally fixed and coupled to each other by fastening the bolts (B). can be configured.
  • the battery module 10 further includes a bus bar frame 400, a voltage sensing member 500, and an insulating cover plate 600. can do.
  • the bus bar frame 400 is a means for installing and supporting a plurality of bus bars 410 and other electrical components.
  • the bus bar 410 refers to a conductive rod-shaped component made of copper, aluminum, or the like used to connect the battery cells 110 in series and/or parallel.
  • a predetermined number of battery cells 110 may be configured to be connected in series and/or in parallel by welding positive and negative leads to one bus bar 410 .
  • the bus bar frame 400 includes a front frame vertically disposed on the front portion of the cell assembly 100 and a rear frame vertically disposed on the rear portion of the cell assembly 100 .
  • the front frame and the rear frame have sizes corresponding to the front and rear parts of the cell assembly 100 and are provided in the form of a plate body capable of covering the corresponding parts, and a plurality of bus bars 410 are mounted on one surface can be configured to do so.
  • the front frame and the rear frame may include slits through which the electrode leads of the battery cells 110 pass in the forward and backward directions ( ⁇ X-axis direction).
  • electrode leads may pass through the slits and be drawn out to the front of the bus bar frame 400, and the drawn out portion may be configured to be attached to the corresponding bus bar 410 by welding or the like. there is.
  • the electrode leads and bus bars 410 of the battery cells 110 may be shielded by the front cover 220 and the rear cover 230 .
  • the voltage sensing member 500 is a means for sensing voltages of the battery cells 110 and may be implemented as a flexible printed circuit board.
  • the voltage sensing member 500 may be disposed along the longitudinal direction on the top of the cell assembly 100 and may have as many welding plates as the number of bus bars 410 at both ends. The welding plates may be attached to each bus bar 410 by welding or the like.
  • the aforementioned connector assembly 300 may be fixedly mounted on the flexible printed circuit board and exposed to the outside through the connector mounting hole 221 of the front cover 220 .
  • a cable connector may be connected to the connector assembly 300 to transmit voltage information of the battery cells 110 to an external device such as a BMS.
  • the insulating cover plate 600 is made of a material having electrical insulation, such as a plastic material, and is disposed on the top of the cell assembly 100 to insulate between the cell assembly 100 and the top plate 211 of the main housing 210. used as a means for
  • the insulating cover plate 600 corresponds to the upper area of the cell assembly 100 and has a thin plate shape, and both ends are hinged to the upper end of the bus bar frame 400.
  • the upper portion of the cell assembly 100 and the top plate 211 of the main housing 210 are insulated by the insulating cover plate 600.
  • Insulation can be secured between the outermost outer periphery of the cell assembly 100 and both side plates 213 and 214 of the main housing 210 by the buffer pad 120, and the lower part of the cell assembly 100 and the main housing 210 can be insulated.
  • Insulation may be secured by filling a space between the bottom plate 212 of the housing 210 with a thermally conductive resin (not shown).
  • the two bus bar frames 400 It is easy to place in a vertical state on the front and rear of the cell assembly 100, and furthermore, when the electrode leads of the battery cells 110 are inserted into the bus bar frame 400, the two bus bar frames 400 Each can be rotated at a predetermined angle, which is convenient for electrode lead insertion work.
  • the insulating cover plate 600 is provided at a position vertically corresponding to the venting hole 211a of the main housing 210, and the body is cut into a predetermined shape. It includes a cutting line 610 formed by cutting or cutting.
  • the cutting line 610 may be substantially arc or C-shaped.
  • the cutting line 610 may be replaced with a U-shape or a Y-shape.
  • the cutting line 610 is employed for the purpose of smoothly discharging gas through the insulating cover plate 600 when a large amount of gas is generated when the battery module 10 internally ignites. If the inside of the battery module 10 is ignited, a large amount of gas fills the inside of the battery module 10 and the internal pressure rises, for example, as shown in FIG. is partially opened so that gas can pass through the insulating cover plate 600 and the top plate 211 and escape out of the module case 200 .
  • a battery pack (not shown) according to an embodiment of the present invention includes one or more battery modules described above.
  • the battery pack includes a pack case (not shown) for accommodating the battery module, various devices (not shown) for controlling charging and discharging of the battery module, such as a BMS (Battery Management System), a current sensor, a fuse, and the like. This may include more.
  • BMS Battery Management System

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 모듈은 배터리 셀들을 구비한 셀 어셈블리;와 상기 셀 어셈블리를 수용하고 일측에 커넥터 장착구를 구비하는 모듈 케이스; 및 상기 모듈 케이스의 내부에 구비되는 회로기판에 연결되고 상기 커넥터 장착구를 통해 적어도 일부분이 상기 모듈 케이스의 외측으로 노출되는 커넥터 조립체를 포함하고, 상기 커넥터 조립체는, 내측에 커넥터 핀들을 구비하고 상기 커넥터 장착구 밖으로 적어도 일부분이 노출되는 커넥터 하우징; 및 금속 재질로 형성되고 상기 모듈 케이스의 내부에서 상기 커넥터 하우징의 둘레를 에워싸는 난연블록;을 포함하며, 상기 난연블록은 상기 모듈 케이스의 내부를 향하는 면에 불연 소재의 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

난연성이 향상된 커넥터를 적용한 배터리 모듈
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난연성이 향상된 커넥터를 적용한 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2021년 11월 01일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2021-0148272호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이차 전지는 단독으로 사용되기도 하나, 일반적으로는 다수의 이차 전지가 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 형태로 구성된 경우가 많다. 특히, 다수의 이차 전지는 서로 전기적으로 연결된 상태로 하나의 모듈 케이스 내부에 수납되어, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 그리고 배터리 모듈은, 단독으로 사용되거나 또는 둘 이상이 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되어, 배터리 팩 등과 같은 보다 상위 수준의 장치를 구성할 수 있다.
그런데 이와 같이 다수의 배터리 모듈이 좁은 공간에 밀집된 상태로 존재하는 경우, 화재에 취약할 수 있다. 예를 들어, 어떤 배터리 모듈의 배터리 셀이 열폭주(thirmal runaway)하고 이것이 심화하면 상기 배터리 셀에서 고온의 가스와 스파크가 분출될 수 있다. 여기서 상기 스파크는 배터리 셀 내부의 전극에서 탈리된 활물질이나 용융된 알루미늄 입자 등을 의미한다. 이때, 경우에 따라 배터리 셀에서 화염(flame) 등이 발생할 수도 있다. 이러한 가스나 화염이 상기 배터리 모듈 밖으로 무분별하게 배출되면 주변 배터리 모듈에 열적 데미지를 주어 화재가 급속히 확산될 수 있다.
예컨대, 기존의 배터리 모듈(1)은, 도 1과 같이, 커넥터(2)가 모듈 케이스 외부로 노출되어 있는데, 통상 커넥터는 플라스틱 재질로 사출 성형 제작되기 때문에 열이나 화염에 매우 취약하다. 이 때문에 배터리 모듈 내부에 고온의 가스나 화염이 발생하면 상기 커넥터가 녹아내리고, 소실된 커넥터 부분을 통해 상기 가스와 화염이 외부로 방출되기 쉽다. 이렇게 방출된 가스와 화염은 주변의 다른 배터리 모듈의 발화를 야기할 수 있다.
따라서 배터리 모듈의 내부 발화시 커넥터의 난연성을 강화하여 가스 등이 상기 커넥터 측에서 외부로 배출되는 것은 막고 미리 의도한 안전 경로를 통해 배출되도록 함으로써 주변 다른 배터리 모듈로의 전파를 최소화시킬 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 커넥터의 난연성을 강화하여 배터리 모듈의 내부 발화시 고온의 가스에 의한 커넥터의 소실을 억제 내지 지연시키는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 커넥터의 난연성 강화로 커넥터를 통한 가스 유출을 막고 미리 의도한 안전 경로로 고온의 가스가 배출되도록 하여 주변 다른 배터리 모듈로의 전파를 최소화하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀들을 구비한 셀 어셈블리;와 상기 셀 어셈블리를 수용하고 일측에 커넥터 장착구를 구비하는 모듈 케이스; 및 상기 모듈 케이스의 내부에 구비되는 회로기판에 연결되고 상기 커넥터 장착구를 통해 적어도 일부분이 상기 모듈 케이스의 외측으로 노출되는 커넥터 조립체를 포함하고, 상기 커넥터 조립체는, 내측에 커넥터 핀들을 구비하고 상기 커넥터 장착구 밖으로 적어도 일부분이 노출되는 커넥터 하우징; 및 금속 재질로 형성되고 상기 모듈 케이스의 내부에서 상기 커넥터 하우징의 둘레를 에워싸는 난연블록;을 포함하며, 상기 난연블록은 상기 모듈 케이스의 내부를 향하는 면에 불연 소재의 코팅층을 구비할 수 있다.
상기 난연블록은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 코팅층은 세라믹 미립자를 포함할 수 있다.
상기 난연블록은 상기 알루미늄으로 이루어진 층의 두께가 3mm~10mm 범위 이내이고, 상기 코팅층은 0.1mm~1mm 범위 이내로 마련될 수 있다.
상기 커넥터 하우징은, 상기 커넥터 장착구의 외측으로 적어도 일부가 노출되는 제1 하우징; 및 상기 제1 하우징의 내부에 적어도 일부가 개재되는 제2 하우징을 포함할 수 있다.
상기 난연블록의 하면과 반대되는 난연블록의 상면에 배치되고 상기 제1 하우징의 외측 둘레를 감싸도록 마련된 실링 가스켓; 및 상기 제1 하우징을 통과하여 상기 실링 가스켓의 상부에 배치되는 고정판를 포함하고, 상기 고정판, 상기 실링 가스켓 및 상기 난연블록은 체결부재에 의해 일체로 고정 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 모듈 케이스는, 상기 셀 어셈블리를 내부에 수용할 수 있는 사각 관형으로 마련된 메인 하우징;과 상기 메인 하우징과 전방과 후방을 커버하도록 마련된 전방 커버 및 후방 커버를 포함할 수 있다.
상기 커넥터 장착구는 상기 전방 커버에 구비되고, 상기 메인 하우징은 상기 셀 어셈블리의 상부를 커버하는 탑 플레이트, 상기 셀 어셈블리의 하부를 커버하는 바틈 플레이트, 상기 셀 어셈블리의 양쪽 측면부를 커버하는 좌측 사이드 플레이트 및 우측 사이드 플레이트를 포함하고, 상기 탑 플레이트는 상기 배터리 셀의 발화시 가스 배출을 위한 벤팅홀을 구비할 수 있다.
전기 절연성 재질로 마련되고, 상기 셀 어셈블리의 상부와 상기 탑 플레이트 사이에 구비되는 절연 커버 플레이트;를 포함하고, 상기 절연 커버 플레이트는 소정의 형태로 자르거나 베어서 끊은 하나 이상의 절단선을 구비하고, 상기 절단선은 상기 벤팅홀과 대응하는 위치에 마련될 수 있다.
상기 절단선은 아크(arc) 내지 C 자형으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 커넥터의 난연성을 강화하여 배터리 모듈의 내부 발화시 고온의 가스에 의한 커넥터의 소실을 억제 내지 지연시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 커넥터의 난연성 강화로 커넥터를 통한 가스 유출을 막고 미리 의도한 안전 경로로 고온의 가스가 배출되도록 하여 주변 다른 배터리 모듈로의 전파를 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 모듈 내부에서 생성된 가스와 화염이 커넥터를 통해 방출되는 예를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 어셈블리, 버스바 프레임, 절연 커버 플레이트의 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 주요 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 조립체의 구성을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 커넥터 조립체의 결합 사시도이다.
도 8은 도 6의 A-A'에 따른 난연 블록의 단면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 내부 발화시 모듈 케이스의 상부로 가스 벤팅이 유도되는 예를 나타낸 참고도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 부분 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 어셈블리, 버스바 프레임, 절연 커버 플레이트의 분해 사시도이고, 도 5는 도 2의 주요 부분 확대도이다.
이들 도면들은 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 셀 어셈블리(100), 모듈 케이스(200) 및 커넥터 조립체(300)를 포함한다.
상기 셀 어셈블리(100)는 다수의 배터리 셀(110)들을 적층하여 형성한 배터리 셀(110)들의 집합체라 할 수 있다. 이를테면, 상기 셀 어셈블리(100)는 배터리 셀(110)들을 각각 상하 방향으로 세워서 좌우 방향으로 적층한 형태로 마련될 수 있다. 여기서 상기 배터리 셀(110)은 파우치형의 이차전지로서, 배터리 셀(110)의 길이 방향을 따라 양극 리드와 음극 리드가 서로 반대 방향으로 연장된 양방향 타입의 파우치형 이차전지이다.
상기 셀 어셈블리(100)는 적층 방향에 따른 양쪽 최외곽에 배치되는 완충패드(120)를 더 포함할 수 있다. 상기 완충패드(120)는 배터리 셀(110)들의 스웰링시 압력 흡수 및 모듈 케이스(200)와의 전기적 절연을 유지하는 역할을 할 수 있는 폼 소재로 구성될 수 있다.
상기 파우치형 이차전지는 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재로 구성될 수 있다. 상기 파우치 외장재는, 2개의 파우치로 구성될 수 있으며, 그 중 적어도 하나에는 오목한 내부 공간이 형성될 수 있다. 전극 조립체와 전해액은 상기 파우치 외장재의 내부 공간에 수납될 수 있다. 2개의 파우치 외주면에는 실링부가 구비되어 실링부가 서로 융착됨으로써, 전극 조립체가 수용된 내부 공간이 밀폐될 수 있다. 전극 리드는 일부분이 파우치 외장재의 실링부 사이에 개재되고 일단은 상기 전극 조립체에 부착되고 타단은 파우치 외장재의 외부로 노출됨으로써 이차전지의 전극 단자로서 기능할 수 있다.
모듈 케이스(200)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 메인 하우징(210)과 전방 커버(220) 및 후방 커버(230)를 포함할 수 있다.
상기 메인 하우징(210)은 대략 셀 어셈블리(100)의 길이에 대응하는 길이를 갖는 사각 관 형상으로 상기 셀 어셈블리(100)를 후술할 절연 커버 플레이트(600)와 함께 내부 공간에 억지 끼움 방식으로 삽입할 수 있게 구성될 수 있다. 이 같은 메인 하우징(210)은 배터리 모듈(10)의 중량과 부피를 줄이는데 유리하다. 또한, 메인 하우징(210)은 기구적 강성도가 우수하고 녹는점이 높은 금속 재질이고 4면이 밀폐된 구조로 이루어져 있어 셀 어셈블리(100)에서 가스나 화염 등이 발생한 때, 특히 화염이 상기 4면을 통해 외부로 쉽게 배출되지 않을 수 있다. 또한, 메인 하우징(210)은 내측면에 불연 소재로 코팅을 해서 높은 난연 기능을 가질 수 있다.
상기 메인 하우징(210)은 4면에 해당하는 탑 플레이트(211), 바틈 플레이트(212), 좌측 사이드 플레이트(213) 및 우측 사이드 플레이트(214)를 포함하며, 이 중 상기 탑 플레이트(211)에는 적어도 하나의 벤팅홀(211a)을 구비하도록 구성될 수 있다.
상기 벤팅홀(211a)은 배터리 모듈(10)의 내부 발화시 다량의 가스가 발생하는 상황일 때, 상기 가스가 배터리 모듈(10)의 외측으로 빠져나가는 출구가 될 수 있다. 미도시 하였으나, 본 발명의 배터리 모듈(10)을 사용하여 배터리 팩을 구성할 때, 상기 배터리 모듈(10)의 벤팅홀(211a)에서 빠져나온 가스를 다시 미리 지정된 경로를 통해 배터리 팩의 외부로 배출하기 위해 상기 벤팅홀(211a)과 연통할 수 있는 덕트 구조물을 상기 배터리 모듈의 상부에 배치할 수도 있다.
상기와 같이, 메인 하우징(210)의 탑 플레이트(211)에 벤팅홀(211a)을 적용하여, 배터리 모듈(10)의 내부 발화시, 특정 경로로 가스가 배출되도록 함으로써 배터리 모듈(10)의 내압 상승으로 인한 배터리 모듈(10)의 외적 붕괴를 막고 의도하지 않은 방향으로 가스가 배출되어 주변 다른 배터리 모듈(10)에 열적 데미지를 입히는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 본 실시예의 메인 하우징(210)은 탑 플레이트(211), 바틈 플레이트(212), 좌측 사이드 플레이트(213), 우측 사이드 플레이트(214)가 모두 일체화된 타입으로 마련되어 있으나, 이에 본 발명의 권리범위가 제한되어야 하는 것은 아니다. 예컨대, 상기 메인 하우징(210)은 U자형의 프레임과 판형의 플레이트를 용접 등의 방식으로 결합한 타입으로 제작될 수도 있다. 여기서 상기 U자형 프레임은 바틈 플레이트(212), 좌측 사이드 플레이트(213) 및 우측 사이드 플레이트(214)를 일체형으로 제작한 것이고, 상기 판형의 플레이트는 탑 플레이트(211)를 개별 제작한 것에 해당한다.
전방 커버(220)와 후방 커버(230)는 상기 메인 하우징(210)의 개방부에 결합되고 셀 어셈블리(100)의 전방과 후방을 커버할 수 있게 마련된 구조물이다. 상기 전방 커버(220)와 후방 커버(230)는 내측면이 절연성과 난연성을 갖는 소재로 이루어지거나 불연 소재로 코팅된 구조로 마련되어 셀 어셈블리(100)의 전기적 연결부위를 차폐하고 가스나 화염의 유출을 억제 내지 최대한 지연할 수 있게 구성된다.
또한, 상기 전방 커버(220)는 일측을 관통시켜 형성한 커넥터 장착구(221)를 구비할 수 있다. 상기 커넥터 장착구(221)는 예컨대, 소정의 케이블 커넥터(미도시)를 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)의 커넥터 조립체(300)에 접속하기 위해 구성된 것이다.
상기 커넥터 조립체(300)는 상기 모듈 케이스(200) 내부에 구비되어 있는 회로기판 상에 연결되고, 도 5와 같이 일부분이 상기 커넥터 장착구(221)를 통해 모듈 케이스(200)의 외측으로 노출되도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 회로기판은 후술할 전압 센싱 부재(500)를 형성하는 연성인쇄회로기판을 의미한다.
보다 구체적으로, 도 6 내지 도 7을 참조하면, 상기 커넥터 조립체(300)는 커넥터 하우징(310), 난연블록(320), 실링 가스켓(330), 고정판(340)을 포함할 수 있다.
상기 커넥터 하우징(310)은 제1 하우징(311)과 제2 하우징(312)을 포함한다.
상기 제1 하우징(311)은 플라스틱 재질로 마련되고, 입구가 상부 방향을 향하며 상기 커넥터 장착구(221)를 통해 전방 커버(220) 외측으로 노출되도록 구성될 수 있다. 상기 제2 하우징(312)은 상기 제1 하우징(311)의 내부에 밀봉성을 제공하기 위한 구성요소로 적어도 일부가 상기 제1 하우징(311) 속에 개재될 수 있다. 또한, 상기 제2 하우징(312)은 에폭시나 실리콘 수지 소재이고, 각 커넥터 핀(313)의 일부를 감싼 형태로 경화되어 상기 커넥터 핀(313)들의 진동 및 유동을 방지하는 작용을 하도록 구성될 수 있다.
상기 난연블록(320)은 녹는점이 높은 금속 재질로 형성되고 모듈 케이스의 내부에서 상기 커넥터 하우징(310)의 둘레를 에워싸는 사각의 틀 형태로 마련될 수 있다.
상기 난연블록(320)은 두께가 대략 5.4mm인 알루미늄(Al)층과 상기 알루미늄층(321)의 하면에 세라믹 미립자를 도포하여 형성한 불연 소재의 코팅층(322)으로 이루어질 수 있다. 상기 코팅층(322)은 0.1mm 정도가 적합할 수 있다. 여기서 상기 알루미늄층(321)의 하면은 모듈 케이스(200)의 내부를 향하는 면을 의미한다. 물론 상기 알루미늄층(321)과 상기 코팅층(322)의 두께는 본 실시예와 다르게 설계될 수도 있다. 예컨대 상기 난연블록(320)은 상기 알루미늄으로 이루어진 층의 두께는 3mm~10mm 범위 이내이고, 상기 코팅층은 0.05mm~1mm 범위 이내로 설계될 수도 있다.
상기 난연블록(320)은 모듈 케이스(200) 내부에서 커넥터 하우징(310)의 주변으로 고온의 가스나 화염이 이동해 올 때, 이를 막는 방화벽과 같은 작용을 하여 커넥터 하우징(310)이 빠르게 녹아내리는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 난연블록(320)은 모듈 케이스(200) 내부에서 상기 커넥터 장착구(221)를 가리고 있어 가스나 화염이 상기 커넥터 장착구(221) 쪽으로 이동하는 것을 막는데 효과적으로 작용할 수 있다.
한편, 본 출원인은 연구 단계에서 알루미늄(Al)과 스테인리스 스틸(SUS)을 이중 접합한 난연블록을 커넥터 조립체에 적용하고자 하였다. 스테인리스 스틸은 알루미늄보다 녹는점이 높기 때문에 단순히 알루미늄으로 이루어진 난연블록보다 스테인리스 스틸을 이중 접한 난연블록이 난연성이 우수하다. 그러나 상기 알루미늄과 스테인리스 스틸의 이중 접합에 따른 비용 상승과 특히 2가지 금속을 이중접합하였을 때 난연블록의 두께가 증가하여 원하는 두께로 난연블록을 설계하기 곤란한 문제점이 있었다. 그러나 상술한 바와 같은, 알루미늄층(321)에 불연 소재의 코팅을 적용한 난연블록(320) 구성에 따르면, 난연성을 높이면서 난연블록(320)의 두께 설계를 보다 자유롭게 할 수 있다.
실링 가스켓(330)은 커넥터 하우징(310)의 둘레와 틀 형태의 난연블록(320)의 내경의 공차로 인한 틈을 없애기 위한 구성이라 할 수 있다. 상기 실링 가스켓(330)은 신축성을 갖는 고무 또는 실리콘 소재로 마련되고 상기 커넥터 하우징(310)의 외측 둘레를 감싸도록 마련될 수 있다. 본 실시예와 같이, 상기 실링 가스켓(330)은 제1 하우징(311)의 외측 둘레를 감싸며 난연블록(320)의 상면에 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 고정판(340)은 상기 실링 가스켓(330)을 난연블록(320)에 고정 수단으로 사용되는 구성이다. 예를 들면, 도 7과 같이, 상기 고정판(340)은 제1 하우징(311)의 입구에서 상기 제1 하우징(311)의 몸체를 통과하여 상기 실링 가스켓(330)의 상부에 배치되고 상기 실링 가스켓(330)과 함께 상기 난연블록(320)에 일체로 고정 결합될 수 있다. 이를 위해, 상기 고정판(340), 상기 실링 가스켓(330), 상기 난연블록(320)은 상하로 포개질 때 일치하는 볼트 체결홀들을 구비하고, 볼트(B) 체결에 의해 서로 일체로 고정 결합되게 구성될 수 있다.
한편, 다시 도 2 내지 도 4를 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)은 버스바 프레임(400), 전압 센싱 부재(500) 및 절연 커버 플레이트(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 버스바 프레임(400)은 다수의 버스바(410)들을 비롯한 기타 전장품을 설치 및 지지하기 위한 수단이다. 여기서 상기 버스바(410)는 배터리 셀(110)들을 직렬 및/또는 병렬 연결하는데 사용되는 구리, 알루미늄 등으로 제작된 전도성 막대 형태의 부품을 의미한다. 소정 개수의 배터리 셀(110)들은 하나의 버스바(410)에 양극 리드들과 음극 리드들이 용접됨으로써 서로 직렬 및/또는 병렬 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 버스바 프레임(400)은 셀 어셈블리(100)의 전방부에 수직 배치되는 프런트 프레임과 셀 어셈블리(100)의 후방부에 수직 배치되는 리어 프레임을 포함한다.
상기 프런트 프레임과 상기 리어 프레임은 각각 셀 어셈블리(100)의 전방부와 후방부에 대응하는 사이즈로 해당 부위를 커버할 수 있는 판상체 형태로 마련되고, 다수의 버스바(410)를 일면에 장착할 수 있게 구성될 수 있다. 또한, 상기 프런트 프레임과 상기 리어 프레임은 배터리 셀(110)의 전극 리드를 전후 방향(±X축 방향)으로 통과시킬 수 있는 슬릿들을 구비할 수 있다. 배터리 셀(110)들은 전극 리드들이 상기 슬릿들을 통과하여 버스바 프레임(400)의 앞쪽으로 인출될 수 있고 인출된 부분은 용접 등의 방식에 의해 대응하는 버스바(410)에 부착되도록 구성될 수 있다. 이러한 상기 배터리 셀(110)들의 전극 리드들과 버스바(410)들은 전방 커버(220)와 후방 커버(230)에 의해 차폐될 수 있다.
상기 전압 센싱 부재(500)는 배터리 셀(110)들의 전압을 센싱하기 위한 수단으로서 연성인쇄회로기판으로 구현될 수 있다. 상기 전압 센싱 부재(500)는 셀 어셈블리(100)의 상부에 길이 방향으로 따라 배치되고 양단부에 버스바(410)들의 개수만큼의 웰딩 플레이트들을 구비할 수 있다. 상기 웰딩 플레이트들은 각 버스바(410)에 용접 등의 방식에 의해 부착될 수 있다. 상술한 커넥터 조립체(300)는 상기 연성인쇄회로기판 상에 고정되게 장착되고 상기 전방 커버(220)의 커넥터 장착구(221)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 이러한 커넥터 조립체(300)에 예컨대 케이블 커넥터를 접속하여 배터리 셀(110)들의 전압 정보를 BMS와 같은 외부 장치에 전송할 수 있다.
상기 절연 커버 플레이트(600)는 예컨대 플라스틱 재질과 같이 전기 절연성을 갖는 재질로 이루어지고 셀 어셈블리(100)의 상부에 배치되어 셀 어셈블리(100)와 메인 하우징(210)의 탑 플레이트(211) 간의 절연을 위한 수단으로 사용된다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 절연 커버 플레이트(600)는 셀 어셈블리(100)의 상부 면적과 대응하고 얇은 두께의 판상체 형태이고, 양단부가 버스바 프레임(400)의 상단부에 힌지 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 구성에 의하면, 메인 하우징(210) 속에 셀 어셈블리(100)를 삽입시, 셀 어셈블리(100)의 상부와 메인 하우징(210)의 탑 플레이트(211) 사이는 절연 커버 플레이트(600)에 의해 절연성이 확보되고, 셀 어셈블리(100)의 양쪽 최외곽과 메인 하우징(210)의 양쪽 사이드 플레이트(213,214) 사이는 완충패드(120)에 의해 절연이 확보될 수 있으며 셀 어셈블리(100)의 하부와 메인 하우징(210)의 바틈 플레이트(212) 사이는 열 전도성 레진(미도시)이 채워짐으로써 절연이 확보될 수 있다.
또한, 상기 절연 커버 플레이트(600)가 셀 어셈블리(100)의 상부에 배치되고 그 양단부에 2개의 버스바 프레임(400)의 상단부와 힌지 결합된 구성에 의하면, 상기 2개의 버스바 프레임(400)을 셀 어셈블리(100)의 전방과 후방에 수직한 상태로 배치하기 수월하고 나아가 버스바 프레임(400)에 배터리 셀(110)들의 전극 리드들을 끼워 넣을 때, 상기 2개의 버스바 프레임(400)을 각각 소정 각도 회전시킬 수 있어 전극 리드 삽입 작업을 하는데 편리하다.
또한, 상기 절연 커버 플레이트(600)는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 메인 하우징(210)의 벤팅홀(211a)과 상하로 대응하는 위치에 구비되고, 그 몸체를 소정의 형태로 자르거나 베어서 끊어 형성한 절단선(610)을 포함한다. 예컨대, 상기 절단선(610)은 대략 아크(arc) 내지 C 자형 이루어질 수 있다. 물론, 본 실시예와 달리, U자, Y자형 등으로 절단선(610)을 치환할 수도 있다.
이러한 절단선(610)은 배터리 모듈(10)의 내부 발화시 가스가 다량 발생한 경우, 상기 가스가 상기 절연 커버 플레이트(600)를 뚫고 외부로 원활히 배출되도록 하기 위한 목적에서 채용된 것이다. 만약 배터리 모듈(10)의 내부 발화시 배터리 모듈(10) 내부가 다량의 가스로 채워져 내부 압력이 올라가면, 예컨대 도 9와 같이, 절단선(610)이 있는 부분이 떨어져 나가 절연 커버 플레이트(600)가 부분적으로 개방됨으로써 가스가 절연 커버 플레이트(600)와 탑 플레이트(211)를 통과하여 모듈 케이스(200) 밖으로 빠져나갈 수 있다.
이 같이 가스를 외부로 배출시킴으로써 내압의 급격한 상승으로 인한 배터리 모듈(10)의 외적 붕괴 내지 폭발 위험을 낮출 수 있으며, 예컨대 상기 벤팅홀(211a) 밖에서 다시 가스를 미리 지정된 경로를 따라 배터리 팩의 외부로 배출시킴으로써 주변의 다른 배터리 모듈(10)들로 고온의 가스가 전파되는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(미도시)은 상술한 배터리 모듈을 하나 이상 포함한다. 상기 배터리 팩에는 배터리 모듈 이외에, 배터리 모듈을 수납하기 위한 팩 케이스(미도시), 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치(미도시), 예컨대 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 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. 배터리 셀들을 구비한 셀 어셈블리;와 상기 셀 어셈블리를 수용하고 일측에 커넥터 장착구를 구비하는 모듈 케이스; 및
    상기 모듈 케이스의 내부에 구비되는 회로기판에 연결되고 상기 커넥터 장착구를 통해 적어도 일부분이 상기 모듈 케이스의 외측으로 노출되는 커넥터 조립체를 포함하고,
    상기 커넥터 조립체는,
    내측에 커넥터 핀들을 구비하고 상기 커넥터 장착구 밖으로 적어도 일부분이 노출되는 커넥터 하우징; 및 금속 재질로 형성되고 상기 모듈 케이스의 내부에서 상기 커넥터 하우징의 둘레를 에워싸는 난연블록;을 포함하며,
    상기 난연블록은 상기 모듈 케이스의 내부를 향하는 면에 불연 소재의 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 난연블록은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 코팅층은 세라믹 미립자를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 난연블록은 상기 알루미늄으로 이루어진 층의 두께가 3mm~10mm 범위 이내이고, 상기 코팅층은 0.1mm~1mm 범위 이내로 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 하우징은,
    상기 커넥터 장착구의 외측으로 적어도 일부가 노출되는 제1 하우징; 및 상기 제1 하우징의 내부에 적어도 일부가 개재되는 제2 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 난연블록의 하면과 반대되는 난연블록의 상면에 배치되고 상기 제1 하우징의 외측 둘레를 감싸도록 마련된 실링 가스켓; 및
    상기 제1 하우징을 통과하여 상기 실링 가스켓의 상부에 배치되는 고정판를 포함하고,
    상기 고정판, 상기 실링 가스켓 및 상기 난연블록은 체결부재에 의해 일체로 고정 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스는,
    상기 셀 어셈블리를 내부에 수용할 수 있는 사각 관형으로 마련된 메인 하우징;과 상기 메인 하우징과 전방과 후방을 커버하도록 마련된 전방 커버 및 후방 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 커넥터 장착구는 상기 전방 커버에 구비되고,
    상기 메인 하우징은 상기 셀 어셈블리의 상부를 커버하는 탑 플레이트, 상기 셀 어셈블리의 하부를 커버하는 바틈 플레이트, 상기 셀 어셈블리의 양쪽 측면부를 커버하는 좌측 사이드 플레이트 및 우측 사이드 플레이트를 포함하고,
    상기 탑 플레이트는 상기 배터리 셀의 발화시 가스 배출을 위한 벤팅홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    전기 절연성 재질로 마련되고, 상기 셀 어셈블리의 상부와 상기 탑 플레이트 사이에 구비되는 절연 커버 플레이트;를 포함하고,
    상기 절연 커버 플레이트는 소정의 형태로 자르거나 베어서 끊은 하나 이상의 절단선을 구비하고,
    상기 절단선은 상기 벤팅홀과 대응하는 위치에 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절단선은 아크(arc) 내지 C 자형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
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