WO2024085707A1

WO2024085707A1 - 배터리 팩

Info

Publication number: WO2024085707A1
Application number: PCT/KR2023/016330
Authority: WO
Inventors: 신주환; 이형석; 이재현; 장병도
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2023-10-20
Publication date: 2024-04-25
Also published as: KR20240055982A

Abstract

본 발명은 배터리 모듈을 수용하는 배터리 팩에 관한 것으로, 배터리 모듈이 안착되는 공간을 제공하는 팩 케이스; 상기 팩 케이스에 안착된 배터리 모듈의 상부를 덮도록 상기 팩 케이스와 결합하는 상부 커버; 및 상기 팩 케이스 및 상부 커버 사이에 개재되는 스크린 커버; 를 포함하고, 상기 스크린 커버는 상기 배터리 모듈의 상부가 외부로 노출되도록 개구된 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 수용된 복수의 배터리 모듈 중 어느 하나의 배터리 모듈에서 고온의 가스와 함께 화염이 발생할 시, 상기 화염이 외부로 직접 노출되지 않도록 소염시킬 수 있는 스크린 커버가 적용된 것을 특징으로 한다.

본 출원은 2022년10월21일자 대한민국 특허 출원 제10-2022-0136062호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

리튬 이차전지는 발열에 의한 폭발, 화재 등의 위험성이 있어서 안전성을 확 보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 이러한 이상 현상 발생 시 초기에 적절하 게 대응하지 못하면 발열에 의하여 이차전지의 내부 온도가 급격하게 상승하게 되고, 온도의 급격한 상승으로 열폭주 현상을 일으킴으로써 이차전지의 폭발까지 이 어질 수 있고, 인접한 이차전지로 전파되어 배터리 팩에 큰 피해가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

이러한 위험을 제거하기 위하여 배터리 팩의 전압, 전류 등을 모니터링하고, 제어할 수 있는 제어수단을 구비하고 있거나, 배터리 팩의 화재 시 외부에 화재를 진압하는 수단을 구비하기도 하나, 이러한 수단 만으로는 배터리 팩에서 발생하는 화재에 대하여 초기에 신속하고 능동적으로 대응할 수 없는 문제가 있다.

도 1은 팩 케이스 및 상기 팩 케이스의 내부 공간에 수용된 배터리 모듈(M)을 포함하는 종래의 배터리 팩(10)의 사시도이다.

상기와 같은 구조의 배터리 팩(10)은, 내부에 수용된 배터리 모듈(M) 중 어느 하나의 배터리 모듈(M)에서 열 폭주가 발생할 시 해당 배터리 모듈(M)에서 발생한 화염이 상부를 통해 외부로 배출될 수 있다. 대부분의 배터리 팩(10)은 배터리 모듈(M)의 상부를 덮도록 상기 팩 케이스와 결합되는 상부 커버 등이 더 포함될 수 있으나, 상기 화염의 노출로 인해 상기 상부 커버 또한 손상될 위험이 크다.

[선행기술문헌]

(특허문헌 1) 한곡공개특허 제10-2022-0004854호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 내부에 수용된 배터리 모듈에서 열 폭주 현상이 발생하더라도 상기 열 폭주와 함께 발생한 화염이 외부로 직접 노출되는 것을 방지할 수 있는 배터리 팩을 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.

본 발명에 의하면, 배터리 모듈을 수용하는 배터리 팩에 있어서, 배터리 모듈이 안착되는 공간을 제공하는 팩 케이스; 상기 팩 케이스에 안착된 배터리 모듈의 상부를 덮도록 상기 팩 케이스와 결합하는 상부 커버; 및 상기 팩 케이스 및 상부 커버 사이에 개재되는 스크린 커버; 를 포함하고,

상기 스크린 커버는 상기 배터리 모듈의 상부가 외부로 노출되도록 개구된 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.

상기 스크린 커버는 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀은 상기 스크린 커버의 가로축 및 세로축을 따라 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다.

상기 관통홀은 원형 및 다각형 중 적어도 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.

상기 팩 케이스는, 배터리 모듈의 하부를 지지하는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 중심부를 가로질러 결합되는 메인 격벽; 및 상기 베이스 플레이트의 테두리를 따라 결합되는 측벽; 을 포함하고, 상기 팩 케이스는 상기 메인 격벽에 의해 구획된 한 쌍의 모듈 영역을 포함하고, 상기 스크린 커버는 상기 한 쌍의 모듈 영역 중 적어도 어느 하나의 모듈 영역을 덮도록 팩 케이스와 결합될 수 있다.

상기 팩 케이스는, 배터리 모듈의 하부를 지지하는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 중심부를 가로질러 결합되는 메인 격벽; 상기 베이스 플레이트의 테두리를 따라 결합되는 측벽; 및 양단이 각각 메인 격벽 및 측벽과 결합되고, 상기 메인 격벽의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격되어 베이스 플레이트와 결합되는 서브 격벽; 을 포함하고, 상기 팩 케이스는 상기 메인 격벽 및 서브 격벽에 의해 구획되어 형성된 복수의 모듈 영역을 포함하고, 상기 스크린 커버는 상기 복수의 모듈 영역 중 적어도 어느 하나의 모듈 영역을 덮도록 팩 케이스와 결합될 수 있다.

상기 스크린 커버의 측면은 측방으로 돌출된 돌출부와 상기 돌출부 사이에 형성된 홈부로 구성되고, 이웃하여 배치되는 한 쌍의 스크린 커버는 상기 돌출부 및 홈부가 서로 맞물려 결합될 수 있다.

상기 스크린 커버는 내연성 소재를 포함할 수 있다.

상기 스크린 커버는 상기 관통홀을 막도록 상기 관통홀의 외주면에 결합되는 파열 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 파열 부재는 열가소성 플라스틱 소재를 포함하고, 상기 관통홀은 모듈 영역에서 발생되는 고온의 열에 의해 상기 파열 부재가 용융됨에 따라 개구될 수 있다.

상기 파열 부재는 일정 압력 이상이 가해지면 파괴되도록 상기 관통홀에 결합되고, 상기 관통홀은 모듈 영역에서 발생되는 고압의 가스에 의해 상기 파열 부재가 파괴됨으로써 개구될 수 있다.

상기 상부 커버 및 팩 케이스 사이에는 복수의 스크린 커버가 적층되어 개재될 수 있다.

상기 복수의 스크린 커버는 각 관통홀이 동일한 위치에 배치될 수 있다.

상기 복수의 스크린 커버 중 어느 하나의 스크린 커버는 관통홀이 타 스크린 커버에 의해 가로막히는 위치에 배치될 수 있다.

상기 관통홀은 슬릿 형태로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 내부에 수용된 배터리 모듈에서 열 폭주가 발생하더라도 상기 열 폭주와 동시에 발생한 화염이 외부로 번지는 현상을 억제 시킴으로써 배터리 팩의 안정성을 개선시킬 수 있다.

도 1은 종래의 배터리 팩의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도이다.

도 3은 상부 커버를 제외한 배터리 팩의 평면도를 나타낸 것이다.

도 4는 상기 도 3의 배터리 팩에서 서브 격벽 사이 일부분의 단면을 나타낸 것이다.

도 5는 스크린 커버의 제1 변형예를 나타낸 것이다.

도 6은 스크린 커버의 제2 변형예를 나타낸 것이다.

도 7은 스크린 커버의 제3 변형예를 나타낸 것이다.

도 8은 스크린 커버의 제4 변형예를 나타낸 것이다.

도 9은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도이다.

도 10은 상부 커버를 제거한 상기 도 9의 배터리 팩의 평면도이다.

도 11는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도이다.

도 12은 상부 커버를 제거한 상기 도 11의 배터리 팩의 평면도이다.

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 입각 하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이 고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양 한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에 서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 배터리 팩에 관한 것이고, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 배터리 팩에 관한 것이고, 도 11 내지 도 12은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 배터리 팩에 관한 것이다.

이하, 각 실시형태에 따른 본 발명의 배터리 팩에 대해 각 도면들을 참조하여 설명한다.

(제1 실시형태)

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 배터리 팩(1000)의 사시도이다.

본 발명의 배터리 팩(1000)은 상기 도 2에 도시된 것처럼 팩 케이스(100), 상부 커버(300) 및 스크린 커버(200)를 포함한다.

상기 팩 케이스(100)는 배터리 모듈(M)이 안착되는 공간을 제공하는 역할을 하며, 내부에 안착된 배터리 모듈(M)의 하부 및 측면을 둘러싸서 보호한다.

상기 팩 케이스(100)는 배터리 모듈(M)의 하부를 지지하는 베이스 플레이트(110) 및 상기 베이스 플레이트(110)의 테두리를 따라 결합되어 상기 배터리 모듈(M)의 측면을 지지하는 측벽(120)으로 구성된다.

상기 팩 케이스(100)는 상기 베이스 플레이트(110)의 중심부를 가로질러 결합되는 메인 격벽(130)을 더 포함할 수 있다.

상기 메인 격벽(130)은 상기 팩 케이스(100) 내부 공간을 반으로 갈라서 두 개의 큰 공간으로 분리시킨다.

상기 메인 격벽(130) 내부에는 각종 측정 도선 및 버스바 등이 삽입될 수도 있다.

상기 팩 케이스(100)는 상기 메인 격벽(130)에 의해 구획된 한 쌍의 모듈 영역을 포함하고, 상기 각 모듈 영역에는 하나 내지 복수개의 배터리 모듈(M)이 안착될 수 있다.

상기 팩 케이스(100)는 양단이 각각 메인 격벽(130) 및 측벽(120)과 결합되는 서브 격벽(140)을 더 포함할 수 있다.

상기 서브 격벽(140)은 메인 격벽(130)의 일측에 형성된 모듈 영역을 다시 구획하여 각 배터리 모듈(M)간 분리시키는 역할을 한다.

상기 서브 격벽(140)은 상기 메인 격벽(130)의 양측에서 상기 메인 격벽(130)의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격되어 베이스 플레이트(110)와 결합된다.

상기 상부 커버(300)는 상기 팩 케이스(100)에 안착된 배터리 모듈(M)의 상부를 덮어서 외부 충격 등으로부터 보호하는 역할을 하며, 상기 팩 케이스(100)와 결합된다. 보다 구체적으로 상기 상부 커버(300)는 상기 팩 케이스(100)에 포함된 측벽(120)과 결합되어 내부의 배터리 모듈(M) 상부를 모두 감싸서 보호한다.

상기 스크린 커버(200)는 상기 팩 케이스(100) 및 상부 커버(300) 사이에 개재되고, 상기 상부 커버(300)의 하부에서 각 배터리 모듈(M)의 상부를 덮는다.

도 3은 상부 커버(300)를 제외한 배터리 팩(1000)의 평면도를 나타낸 것이고, 도 4는 상기 도 3의 배터리 팩(1000)에서 서브 격벽(140) 사이 일부분의 단면을 나타낸 것이다.

상기 스크린 커버(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 상기 배터리 모듈(M)의 상부가 외부로 노출되도록 개구된 관통홀(210)을 포함하는 것이 특징이다.

상기 관통홀(210)을 포함하는 스크린 커버(200)는 팩 케이스(100)와 결합되어 상기 팩 케이스(100)에 안착된 복수의 배터리 모듈(M)의 상부를 덮는다.

본 발명의 스크린 커버(200)는 수용되어 있는 복수의 배터리 모듈(M)에서 화재가 발생할 시, 상기 화재에 따른 화염이 외부로 번저나가는 것을 막는 역할을 한다.

도 4를 참조하면, 화염은 상기 스크린 커버(200)에 가로막혀서 외부로 번져나가지 못하고 상기 스크린 커버(200)의 하부면을 따라 이동(D1)할 뿐이고, 가스는 상기 관통홀(210)을 통해 이동(D2)하여 외부로 배출된다.

상기 스크린 커버(200)에 형성된 관통홀(210)은 도 4에 도시된 것처럼 화재와 함께 발생하는 고온의 가스가 배출되는 통로 역할을 할 수 있으나, 화염이 빠져나가는 것은 막을 수 있다. 따라서 상기 스크린 커버(200)는 화염이 상부 커버(300)로 직접 닿는 것을 방지시킴으로써 배터리 팩(1000) 전체에 화재가 번지는 것을 막을 수 있다.

상기 스크린 커버(200)는 배터리 모듈(M)이 열 폭주 상태가 되서 발생하는 화염에 그대로 노출될 수 있으며, 상기 노출된 상태에서 고온의 열을 견딜 수 있어야 한다. 따라서, 상기 스크린 커버(200)는 고온의 열 및 화염에 강한 소재를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 스크린 커버(200)는 내연성 소재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 스크린 커버(200)는 상부 커버(300)와 마찬가지로 팩 케이스(100)의 측벽(120)과 결합될 수 있으며, 또는 메인 격벽(130) 및 서브 격벽(140)과 결합될 수 있다.

상기 스크린 커버(200)의 측면은 둘레를 따라 측방으로 돌출된 돌출부(220)와 상기 돌출부(220) 사이에 형성된 홈부(230)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 팩 케이스(100)의 측벽(120) 상부는 상기 스크린 커버(200)의 돌출부(220) 및 홈부(230)와 맞물리는 구조일 수 있고, 상기 스크린 커버(200)는 상기 돌출부(220) 및 홈부(230)가 상기 측벽(120)과 맞물려 결합되면서 상기 팩 케이스(100)에 고정될 수 있다.

상기 관통홀(210)의 크기 및 개수는 배터리 팩(1000)에 수용되는 배터리 모듈(M)의 크기 및 개수 등에 따라 얼마든지 달라지게 설계될 수 있다.

다만, 상기 관통홀(210)은 배터리 모듈(M)에서 발생한 화염이 상기 관통홀(210)을 통해 외부로 노출되지 않을 정도의 크기로 한정되는 것이 바람직하다.

상기 스크린 커버(200)는 복수의 관통홀(210)을 포함하고, 상기 복수의 관통홀(210)은 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다.

상기 관통홀(210)은 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 상기 스크린 커버(200)의 가로축 및 세로축을 따라 형성된다.

본 발명의 배터리 팩(1000)에 수용된 배터리 모듈(M)에서 화재가 발생하면, 상기 화재로 인한 화염은 상부 커버(300)가 위치한 상방으로 번진다. 다만, 본 발명의 배터리 팩(1000)은 상부 커버(300) 및 배터리 모듈(M) 사이에 개재된 스크린 커버(200)를 통해 상방으로 번지는 상기 화염을 막을 수 있다. 또한 상기 스크린 커버(200)는 관통홀(210)을 통해 고온의 가스를 선택적으로 배출시킬 수 있다.

*본 발명의 배터리 팩(1000)은 복수의 스크린 커버(200)를 포함할 수도 있다. 즉, 적층된 복수의 스크린 커버(200)는 하부에서 발생한 화염을 막을 뿐만 아니라, 고온의 열이 상부 커버(300)로 전달되는 것을 지연시킬 수도 있다.

도 5는 스크린 커버(200)의 제1 변형예로, 복수의 스크린 커버(200)가 적층된 형태를 나타낸 것이고, 도 6은 스크린 커버(200)의 제2 변형예로, 복수의 스크린 커버(200)가 적층된 형태를 나타낸 것이다.

상기 도 5는 관통홀(210)이 동일한 위치에 배치되는 복수의 스크린 커버(200)가 적층된 형태를 보인 것으로, 관통홀(210)을 통해 가스의 배출은 그대로 유지하되 화염의 배출은 막을 수 있다.

상기 도 6은 관통홀(210)이 동일하지 않은 위치에 배치되는 복수의 스크린 커버(200)가 적층된 형태를 보인 것이다. 즉, 복수의 스크린 커버(200) 중 어느 하나의 스크린 커버(200)에 포함된 관통홀(210)이 타 스크린 커버(200)에 의해 가로막히는 위치에 배치된다.

상기 도 6과 같은 형태로 적층된 스크린 커버(200)는 가스의 배출이 원활하지 않을 수 있으나, 화염의 배출을 효과적으로 막을 수 있다는 장점이 있다.

상기 관통홀(210)은 도시된 것처럼 원형일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 관통홀(210)은 도시된 것처럼 원형으로 형성될 수 있고 또는 다각형으로도 형성된다.

도 7은 스크린 커버(200)의 제3 변형예로, 사각형의 관통홀(210)이 형성되어 있다.

상기 관통홀(210)은 원형 또는 다각형 등의 점 형태로 형성될 수 있고, 또는 슬릿형태로 형성될 수도 있다.

도 8은 스크린 커버(200)의 제4 변형예로, 슬릿형태의 관통홀(210)이 형성되어 있다. 상기 도 8에 도시된 형태의 관통홀(210)은 스크린 커버(200)의 가로축 또는 세로축을 따라 연장 형성된다. 상기와 같은 슬릿형태의 관통홀(210)은 보다 넓은 구역이 개구되어 있으나, 상기 관통홀(210)의 폭을 조절하는 것으로 화염을 막는 것이 가능하다.

상기 스크린 커버(200)는 상기 관통홀(210)을 막도록 상기 관통홀(210)의 내주면에 결합되는 파열 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 파열 부재는 배터리 모듈(M)의 열 폭주로 인해 발생한 고온의 열 또는 고압의 가스에 의해 파열될 수 있다.

구체적으로 상기 파열 부재는 평상시 상기 관통홀(210)에 결합되어 내부에 수용된 배터리 모듈(M)이 밀봉되도록하는 역할을 하고, 상기 배터리 모듈(M)의 열 폭주로 인해 발생되는 고온의 열에 의해 용융될 수 있다. 즉, 상기 관통홀(210)은 모듈 영역에서 발생되는 고온의 열에 의해 상기 파열 부재가 용융됨에 따라 개구될 수 있다. 이 경우, 상기 파열 부재는 고온의 열에 쉽게 용융될 수 있는 열가소성 플라스틱 소재를 포함할 수 있다.

또는 상기 파열 부재는 배터리 모듈(M)의 열 폭주로 인해 발생되는 고압의 가스에 의해 파괴될 수 있다. 즉, 상기 관통홀(210)은 모듈 영역에서 발생되는 고압의 가스에 의해 상기 파열 부재가 파괴됨으로써 개구될 수 있다.

(제2 실시형태)

도 9은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 배터리 팩(1000)의 사시도이고, 도 10은 상부 커버(300)를 제거한 상기 도 9의 배터리 팩(1000)의 평면도이다.

본 발명의 배터리 팩(1000)은 상기 도 9에 도시된 것처럼 팩 케이스(100), 상부 커버(300) 및 스크린 커버(200)를 포함한다.

상기 스크린 커버(200)는 상기 메인 격벽(130)에 의해 구획된 한 쌍의 모듈 영역 중 적어도 어느 하나의 모듈 영역을 덮도록 팩 케이스(100)와 결합된다. 즉, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 배터리 팩(1000)은 상기 스크린 커버(200)가 메인 격벽(130)의 양측으로 한 쌍이 분리되어 결합될 수 있는 것이 특징이다.

상기와 같이 메인 격벽(130)을 사이에 두고 분리되어 있는 스크린 커버(200)는 서로 연결되어 있지 않기 때문에 서로간 전도를 통한 열 전달이 불가능하다. 따라서, 메인 격벽(130)의 일측에 수용된 배터리 모듈(M)에서 열 폭주가 발생하고, 해당 배터리 모듈(M)의 상부를 덮는 스크린 커버(200)가 고온의 열에 의해 가열되더라도 상기 메인 격벽(130)의 타측에 배치된 타 스크린 커버(200)로 열이 전달되지 않는다.

(제3 실시형태)

도 11는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 배터리 팩(1000)의 사시도이고, 도 12은 상부 커버(300)를 제거한 상기 도 11의 배터리 팩(1000)의 평면도이다.

본 발명의 배터리 팩(1000)은 상기 도 11에 도시된 것처럼 팩 케이스(100), 상부 커버(300) 및 스크린 커버(200)를 포함한다.

상기 스크린 커버(200)는 상기 메인 격벽(130) 및 서브 격벽(140)에 의해 구획되어 형성된 복수의 모듈 영역 중 적어도 어느 하나의 모듈 영역을 덮도록 팩 케이스(100)와 결합된다. 즉, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 배터리 팩(1000)은 상기 스크린 커버(200)가 메인 격벽(130)의 양측에서 소정 간격 이격되어 배치된 한 쌍의 서브 격벽(140) 사이의 모듈 영역을 덮도록 결합된다.

상기 각 모듈 영역 마다 하나의 스크린 커버(200)가 덮어질 수 있고, 이때, 이웃하여 배치되는 한 쌍의 스크린 커버(200)는 상기 돌출부(220) 및 홈부(230)가 서로 맞물려 결합될 수 있다.

상기와 같이 하나의 모듈 영역에 하나의 스크린 커버(200)가 결합될 경우, 필요한 구역에만 스크린 커버(200)를 선택적으로 배치시킬 수 있으므로, 사용되는 스크린 커버(200)의 양을 줄임으로써 안전성을 보다 개선하면서 동시에 배터리 팩(1000)의 에너지 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 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.

[부호의 설명]

10: (종래 기술) 배터리 팩

1000: 배터리 팩

100: 팩 케이스

110: 베이스 플레이트

120: 측벽

130: 메인 격벽

140: 서브 격벽

200: 스크린 커버

210: 관통홀

220: 돌출부

230: 홈부

300: 상부 커버

M: 배터리 모듈

D1: 화염 이동

D2: 가스 이동

Claims

배터리 모듈을 수용하는 배터리 팩에 있어서,

배터리 모듈이 안착되는 공간을 제공하는 팩 케이스;

상기 팩 케이스에 안착된 배터리 모듈의 상부를 덮도록 상기 팩 케이스와 결합하는 상부 커버; 및

상기 팩 케이스 및 상부 커버 사이에 개재되는 스크린 커버; 를 포함하고,

상기 스크린 커버는 상기 배터리 모듈의 상부가 외부로 노출되도록 개구된 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 스크린 커버는 복수의 관통홀을 포함하고,

상기 관통홀은 상기 스크린 커버의 가로축 및 세로축을 따라 소정 간격 이격되어 형성되는 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 관통홀은 원형 및 다각형 중 적어도 어느 하나의 형상으로 형성된 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 팩 케이스는,

배터리 모듈의 하부를 지지하는 베이스 플레이트;

상기 베이스 플레이트의 중심부를 가로질러 결합되는 메인 격벽; 및

상기 베이스 플레이트의 테두리를 따라 결합되는 측벽; 을 포함하고,

상기 팩 케이스는 상기 메인 격벽에 의해 구획된 한 쌍의 모듈 영역을 포함하고,

상기 스크린 커버는 상기 한 쌍의 모듈 영역 중 적어도 어느 하나의 모듈 영역을 덮도록 팩 케이스와 결합되는 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 팩 케이스는,

배터리 모듈의 하부를 지지하는 베이스 플레이트;

상기 베이스 플레이트의 중심부를 가로질러 결합되는 메인 격벽;

상기 베이스 플레이트의 테두리를 따라 결합되는 측벽; 및

양단이 각각 메인 격벽 및 측벽과 결합되고, 상기 메인 격벽의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격되어 베이스 플레이트와 결합되는 서브 격벽; 을 포함하고,

상기 팩 케이스는 상기 메인 격벽 및 서브 격벽에 의해 구획되어 형성된 복수의 모듈 영역을 포함하고,

상기 스크린 커버는 상기 복수의 모듈 영역 중 적어도 어느 하나의 모듈 영역을 덮도록 팩 케이스와 결합되는 배터리 팩.
제5항에 있어서,

상기 스크린 커버의 측면은 측방으로 돌출된 돌출부와 상기 돌출부 사이에 형성된 홈부로 구성되고,

이웃하여 배치되는 한 쌍의 스크린 커버는 상기 돌출부 및 홈부가 서로 맞물려 결합되는 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 스크린 커버는 내연성 소재를 포함하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 스크린 커버는 상기 관통홀을 막도록 상기 관통홀의 내주면에 결합되는 파열 부재를 더 포함하는 배터리 팩.
제8항에 있어서,

상기 파열 부재는 열가소성 플라스틱 소재를 포함하고,

상기 관통홀은 모듈 영역에서 발생되는 고온의 열에 의해 상기 파열 부재가 용융됨에 따라 개구되는 배터리 팩.
제8항에 있어서,

상기 파열 부재는 일정 압력 이상이 가해지면 파괴되도록 상기 관통홀에 결합되고,

상기 관통홀은 모듈 영역에서 발생되는 고압의 가스에 의해 상기 파열 부재가 파괴됨으로써 개구되는 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 상부 커버 및 팩 케이스 사이에는 복수의 스크린 커버가 적층되어 개재되는 배터리 팩.
제11항에 있어서,

상기 복수의 스크린 커버는 각 관통홀이 동일한 위치에 배치되는 배터리 팩.
제11항에 있어서,

상기 복수의 스크린 커버 중 어느 하나의 스크린 커버는 관통홀이 타 스크린 커버에 의해 가로막히는 위치에 배치되는 배터리 팩.
제1항에 있어서,

상기 관통홀은 슬릿 형태로 형성된 배터리 팩.