WO2024117429A1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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WO2024117429A1
WO2024117429A1 PCT/KR2023/009691 KR2023009691W WO2024117429A1 WO 2024117429 A1 WO2024117429 A1 WO 2024117429A1 KR 2023009691 W KR2023009691 W KR 2023009691W WO 2024117429 A1 WO2024117429 A1 WO 2024117429A1
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WO
WIPO (PCT)
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barrier
battery module
present
battery
slot
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/009691
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박정훈
김수열
정혜미
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230042348A external-priority patent/KR20240082992A/ko
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to battery modules.
  • lithium secondary batteries have little memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so they can be freely charged and discharged. It is receiving attention for its extremely low self-discharge rate and high energy density.
  • a lithium secondary battery mainly use lithium-based oxide and carbon material as positive and negative electrode active materials, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which positive and negative electrode plates coated with the positive and negative electrode active materials are disposed with a separator in between, and an exterior material, that is, a battery case, that seals and stores the electrode assembly together with an electrolyte.
  • lithium secondary batteries can be classified into can-type secondary batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type secondary batteries in which the electrode assembly is built in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
  • secondary batteries have been widely used for driving or energy storage not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium to large devices such as electric vehicles and energy storage systems (ESS).
  • ESS electric vehicles and energy storage systems
  • a plurality of these secondary batteries can be electrically connected and stored together inside a module case to form one battery module. Additionally, multiple such battery modules can be connected to form one battery pack.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems and other problems.
  • Another object of the present invention may be to provide a battery module capable of suppressing heat propagation.
  • Another object of the present invention may be to provide a battery module that can maintain safety even when exposed to flame or venting gas.
  • a battery module includes a frame providing an internal space; a plurality of battery cells accommodated inside the frame and arranged in left and right directions; a bus bar frame assembly located in front of the plurality of battery cells and electrically connected to the plurality of battery cells; Additionally, a barrier is disposed between the plurality of battery cells and has a front edge covered with a fire-resistant coating.
  • the barrier may include: a pad; And, a refractory sheet covering the left and right surfaces of the pad; wherein the coating part may be configured to cover the front edge of the refractory sheet and the front edge of the pad.
  • the coating portion may extend to cover the outer surface of the fireproof sheet.
  • the coating portion may extend along the circumference of the pad.
  • the barrier may be in close contact with the bus bar frame assembly.
  • the bus bar frame assembly includes a groove formed on the rear side, and the barrier can be inserted into the groove.
  • bus bar frame assembly may include a slot protruding from the rear, and the barrier may be configured to be inserted into the slot.
  • the battery module may be configured to further include a second coating layer covering between the slot and the barrier.
  • bus bar frame assembly may have a hole formed to be long in the vertical direction, and the barrier may be configured to penetrate the hole.
  • the battery module may further include thermal resin disposed on the inner surface of the frame, and at least a portion of the upper edge or lower edge of the barrier may be configured to be adhered to the thermal resin.
  • a battery pack according to an embodiment of the present invention includes a battery module of the present invention.
  • a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a battery module of the present invention.
  • a battery module capable of suppressing heat propagation can be provided.
  • a battery module capable of suppressing heat propagation can be provided.
  • a battery module including a barrier capable of suppressing the propagation of flame or venting gas can be provided.
  • a battery module including a fire-resistant coating layer capable of maintaining the function of a barrier capable of suppressing heat propagation can be provided.
  • a battery module including a structure for stably fixing the barrier can be provided.
  • a battery module including a structure for sealing the gap between the barrier and the busbar frame assembly can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded view showing a partial configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing a partial configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing a busbar frame assembly of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram illustrating a portion of the barrier of a battery module in isolation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration of a barrier of a battery module combined according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration of a barrier of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a perspective view showing a barrier of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration taken along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 10 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 11 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • Figure 12 is a view showing a portion of the cross-sectional configuration taken along the cutting line A-A' in Figure 1.
  • FIG. 13 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration taken along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 14 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 15 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 16 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 17 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 18 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 19 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 20 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 21 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 22 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 23 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 24 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 25 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 26 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 27 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration along the cutting line B-B' in FIG. 1.
  • Figure 28 is a diagram showing a barrier and a battery cell of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 29 is a diagram showing the combination of a battery cell and a barrier of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 30 is a front view of the combination of a battery cell and a barrier of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded view showing a partial configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing a partial configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing the bus bar frame assembly 300 of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram illustrating a portion of the barrier of a battery module in isolation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration of a barrier of a battery module combined according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration of a barrier of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a perspective view showing a barrier of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • a battery module according to an embodiment of the present invention will be configured to include a frame 400, a plurality of battery cells 100, a busbar frame assembly 300, and a barrier 200. You can.
  • the frame 400 may include an upper frame 420 and a lower frame 410.
  • the lower frame may include a bottom plate and a pair of side plates extending from the bottom plate.
  • the lower frame may form an internal space.
  • the upper frame 420 and the lower frame 410 may be joined by welding.
  • the upper frame 420 may be coupled to a pair of side plates of the lower frame 410.
  • the frame 400 may be formed integrally.
  • the frame 400 may be configured in a rectangular parallelepiped shape. And the frame 400 can provide space inside.
  • the frame 400 may form the exterior of the battery module. And the frame 400 may extend long in the front-to-back direction or the X-axis direction. Additionally, the frame 400 may be configured to be open in the front-to-back direction or the X-axis direction.
  • the plurality of battery cells 100 may be configured to be accommodated in the internal space provided by the frame 400.
  • each battery cell 100 may refer to a secondary battery.
  • Each battery cell 100 may be provided with a body 110 and an electrode lead 120 that protrudes in the front-back direction of the body 110 or in the X-axis direction and -X-axis direction.
  • the battery cell 100 may include an electrode assembly, an electrolyte (electrolyte), and a battery case. And at this time, the electrode assembly, electrolyte (electrolyte), and battery case may constitute the body 110.
  • the battery cell 100 may be a pouch-type secondary battery.
  • the plurality of battery cells 100 may generate heat while charging or discharging.
  • the plurality of battery cells 100 may function as a heat source.
  • a plurality of battery cells 100 may form a battery module.
  • a battery module may be configured to store and release energy by including one or more battery cells 100.
  • the plurality of battery cells 100 may be arranged or
  • the bus bar frame assembly 300 may be located in front of the plurality of battery cells 100. And each electrode lead 120 of the plurality of battery cells 100 may be electrically connected to the bus bar frame assembly 300.
  • the busbar frame assembly 300 may be configured to include a frame body 310, a busbar 320, and a module terminal 330.
  • the frame body 310 may be configured to cover the front side of the plurality of battery cells 100.
  • the bus bar 320 may be provided, coupled, or fastened to the front of the frame body 310. Additionally, the bus bar 320 may be configured in plural numbers.
  • the module terminal 330 may be electrically connected to the bus bar 320.
  • the module terminal 330 may function as an input/output terminal of the battery module.
  • the frame body 310 may include a slit 311 formed long in the vertical or Z-axis direction.
  • the slit 311 may be configured to penetrate the frame body 310 in the front-to-back direction or the X-axis direction.
  • the slits 311 may be formed in plural numbers and may be located along the left-right direction or the Y-axis direction.
  • Each electrode lead 120 of the plurality of battery cells 100 may pass through the slit 311.
  • the electrode lead 120 may pass through the slit 311 and be electrically connected to the bus bar 320 provided on the front of the frame body 310.
  • the busbar frame assembly 300 may be formed as a pair.
  • the bus bar frame assembly 300 may be provided on the front and rear sides of the plurality of battery cells 100, respectively.
  • the barrier 200 may be accommodated inside the frame 400.
  • the barrier 200 may be configured in a rectangular shape.
  • the barrier 200 may extend in the front-to-back direction or the X-axis direction.
  • the barrier 200 may be provided in plural numbers.
  • Each barrier 200 may be disposed between a plurality of battery cells 100.
  • the barrier 200 may be arranged or stacked in the left-right direction or the Y-axis direction.
  • the front and rear sides of the barrier 200 may be contacted, coupled, fastened, inserted, or attached to the busbar frame assembly 300, respectively.
  • the barrier 200 may be composed of one part or may be composed of multiple parts. When the barrier 200 is composed of a plurality of parts, it may be referred to as a barrier assembly 200.
  • the barrier 200 can suppress, delay, or prevent flame or venting gas (g) from propagating in the left-right direction or the Y-axis direction.
  • the barrier 200 may be made of a material that is not easily damaged even when exposed to flame or venting gas (g). At least a portion of the barrier 200 may be configured to be inserted into the busbar frame assembly 300.
  • the barrier may be configured to include a coating.
  • the coating may be configured to cover the front edge of the barrier.
  • the coating layer 910 may have fire resistance.
  • the coating layer 910 may be made of a material such as epoxy, non-combustible PCM, FPC 5060, Locitite EA9400, or ceramic.
  • the coating layer 910 may be formed by spraying in liquid form. For example, after the barrier 200 is coupled to the slot 312, the coating solution may be sprayed by the spray machine sm, and the coating solution may harden to form the coating layer 910. At this time, the thickness of the coating layer 910 may be configured to have a thickness of approximately 0.05 to 2.2 mm.
  • the barrier 200 can suppress, delay, or prevent the flame or venting gas (g) from propagating. Accordingly, even if a thermal event occurs in the battery cell 100, heat propagation to other battery cells 100 can be effectively suppressed, delayed, or prevented. Because of this, the thermal safety of the battery module can be improved.
  • the heat propagation blocking function of the barrier 200 can be stably maintained even when exposed to flame or venting gas (g) due to the fire-resistant coating portion 910.
  • a battery module may be configured to include an end plate 600, an insulating sheet 700, or resin 800.
  • the end plate 600 may be formed as a pair.
  • the end plate 600 may be provided on the front and rear sides of the plurality of battery cells 100, respectively.
  • the end plate 600 may be fastened, coupled, or welded to the front or rear side of the frame 400, respectively.
  • the end plate 600 may be fastened, coupled, or welded to the open end of the frame 400, respectively.
  • the frame 400 may be internally sealed by fastening, combining, or welding with the end plate 600.
  • the insulating sheet 700 may be configured to be positioned between the end plate 600 and the busbar frame assembly 300.
  • the insulating sheet 700 can electrically separate the end plate 600 and the bus bar frame assembly 300.
  • the insulating sheet 700 may be composed of a pair.
  • the insulating sheet 700 may be provided between the front end plate 600 and the front bus bar frame assembly 300 and between the rear end plate 600 and the rear bus bar frame assembly 300, respectively.
  • Resin 800 may be configured to be formed inside the frame 400. Resin 800 may be configured to be positioned between the plurality of battery cells 100 and the lower frame 410. Additionally, the resin 800 may be configured to be positioned between the plurality of battery cells 100 and the upper frame 420. Additionally, the resin 800 may be configured to be positioned between the plurality of barriers 200 and the lower frame 410. Additionally, the resin 800 may be configured to be positioned between the plurality of barriers 200 and the upper frame 420. Resin 800 may fix the positions of the plurality of battery cells 100 or the plurality of barriers 200. Additionally, the resin 800 can cool the plurality of battery cells 100 by transferring heat generated from the plurality of battery cells 100 to the frame 400.
  • Resin 800 may be injected into the interior of the frame 400 through the holes 411 and 421 of the upper frame 420 and the lower frame 410. Additionally, flame or venting gas (g) generated inside the battery module may be discharged to the outside through the holes 411 and 421.
  • the buffer pad 500 may be disposed between the outermost barrier 200 and the lower frame 410. Alternatively, the buffer pad 500 may be disposed between the outermost battery cell 100 and the lower frame 410.
  • the buffer pad 500 may be composed of a pair. When swelling occurs from the plurality of battery cells 100, the shock absorbing pad 500 can stably support the plurality of battery cells 100 by being elastically deformed.
  • the buffer pad 500 may be made of silicone material.
  • the barrier 200 of the battery module may be configured to include a plurality of components.
  • the barrier 200 may include a pad 210 and a fireproof sheet 200 that covers the left and right surfaces of the pad 210.
  • the fire-resistant sheet 220 may be configured to include a first fire-resistant sheet 221 and a second fire-resistant sheet 222.
  • the first fire-resistant sheet 221 may cover the seating surface of the pad 210. Additionally, the first fire resistant sheet 221 may be bonded to the seating surface of the pad 210.
  • the second refractory sheet 222 may cover the right side of the pad 210. Additionally, the second refractory sheet 222 may be bonded to the right side of the pad 210.
  • the first fire-resistant sheet 221 and the second fire-resistant sheet 222 may be formed as a pair. Alternatively, the first fire-resistant sheet 221 and the second fire-resistant sheet 222 may be formed by folding one sheet.
  • the first fire-resistant sheet 221 and the second fire-resistant sheet 222 may be made of a fire-resistant or heat-resistant paper material.
  • Pad 210 may be configured in a sheet shape.
  • the pad 210 may be made of silicone material.
  • the pad 210 may be made of a material with high thermal insulation properties.
  • the coating portion 910 may be configured to cover the front edge of the first refractory sheet 221, the front edge of the second refractory sheet 222, and the front edge of the pad 210.
  • the barrier 200 can have high fire resistance and thermal insulation properties. While the pad 210 has high insulation properties, it can easily melt or be damaged by flame. While the fire resistant sheet 220 has high fire resistance or heat resistance, it may not have high thermal insulation properties. The pad 210 may not be exposed to flame by being positioned between the first refractory sheet 220 and the second refractory sheet 220. Additionally, the front edge of the pad 210 is covered by the coating portion, so the pad 210 may not be exposed to flame. Because of this, the barrier 200 can have high thermal insulation properties and not be damaged by flame.
  • the first fireproof sheet 221, the second fireproof sheet 222, and the pad 210 of the battery module according to an embodiment of the present invention are configured to have substantially the same area. You can.
  • the first fire-resistant sheet 221 and the second fire-resistant sheet 222 may be configured to entirely surround the pad 210. For this reason, when the pad 210 is positioned between the first refractory sheet 221 and the second refractory sheet 222, only the edge portion of the pad 210 may be exposed to the outside. And at least a portion of the edge of the pad 210 may be covered by the coating portion 910.
  • the coating portion 910 may extend to cover the outer surface of the first refractory sheet 221. And the coating portion 910 may extend to cover the outer surface of the second refractory sheet 221. That is, the coating portion 910 may extend to cover the left side of the first refractory sheet 221 and the right side of the second refractory sheet 222.
  • the coating area formed on the barrier 200 is expanded, so that the coating portion 910 can be stably coupled to the barrier 200. Because of this, the edge of the pad 210 may not be exposed to flame or venting gas (g).
  • the coating portion 910 of the battery module may be configured to extend along the perimeter of the pad 210.
  • the coating portion 910 may extend along four sides of the pad 210.
  • the coating portion 910 may extend along the front edge, upper edge, rear edge, and lower edge of the pad 210.
  • the coating portion 910 may extend along three sides of the pad 210.
  • the coating portion 910 may extend along any one of the front edge, rear edge, and upper and lower edges of the pad 210.
  • the pad 210 can be entirely covered by the first refractory sheet 201 and the second refractory sheet 202 without being exposed to the outside. Because of this, the pad 210 can be more reliably protected from flame. Because of this, the insulation performance of the barrier 200 can be improved.
  • FIG. 9 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration taken along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • the barrier 200 of the battery module may be configured to be in close contact with the busbar frame assembly 300. Additionally, the coating layer 910 of the barrier 200 may be configured to be in close contact with the rear surface of the frame body 310.
  • the gap between the barrier 200 and the frame body 310 can be sealed. This can inhibit, block, delay or reduce the propagation of the flame or venting gas (g).
  • the front edge of the barrier 200 may not be exposed to flame or venting gas (g). Because of this, the heat resistance or fire resistance of the barrier 200 can be stably maintained.
  • FIG. 10 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • the bus bar frame assembly 300 of the battery module may include a groove 316 formed on the rear side.
  • the barrier 200 may be configured to be inserted into the groove 316.
  • the groove 316 may be formed on the rear side of the frame body 310.
  • the groove 316 may extend long along the vertical or Z-axis direction.
  • the front side of the barrier 200 may be fitted or inserted into the groove 316.
  • FIG. 11 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • a battery module may be configured to include a coating layer 909d.
  • the coating layer 909d may be configured to fill the gap between the groove and the barrier.
  • the coating layer 909d may be formed over the side of the barrier 200 and the rear of the frame body 310 adjacent to the groove 316.
  • the coating layer 909d may have fire resistance.
  • the coating liquid may be sprayed by the spray machine sm, and the coating liquid may harden to form the coating layer 909d.
  • the coating layer 909d may extend along the longitudinal direction of the groove 316. Alternatively, the coating layer 909d may extend along the perimeter of the barrier 200.
  • the coating layer 909d can reduce, suppress, prevent, or block the penetration of flame or venting gas (g) through the gap between the groove 316 and the barrier 200. Because of this, the function of the barrier 200 can be stably maintained and the thermal safety of the battery module can be improved.
  • Figure 12 is a view showing a portion of the cross-sectional configuration taken along the cutting line A-A' in Figure 1.
  • FIG. 13 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration taken along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 14 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • the bus bar frame assembly 300 of the battery module may include a slot 312.
  • the frame body 310 may include a slot 312 protruding rearward.
  • the slot 312 may extend long along the vertical or Z-axis direction.
  • the barrier 200 may be fitted or inserted into the slot 312.
  • the barrier 200 can be stably coupled to the busbar frame assembly 300.
  • the gap between the barrier 200 and the busbar frame assembly 300 can be reduced.
  • flame or venting gas (g) can be prevented from escaping, and the thermal safety of the battery module can be improved.
  • the width D2 in the left-right direction or Y-axis direction of the slot 312 formed in the busbar frame assembly 300 of the battery module according to an embodiment of the present invention is the barrier 200. It may be configured to be smaller than the thickness (D1) of. At this time, the thickness D1 of the barrier 200 may be the combined thickness of the first refractory sheet 221, the pad 210, and the second refractory sheet 222.
  • the pad 210 may be made of an elastic material. Because of this, the barrier 200 may be compressed in the thickness direction or the Y-axis direction. Accordingly, the front side of the barrier 200 may be inserted, fitted, or press-fitted into the slot 312.
  • the barrier 200 can be more stably coupled to the busbar frame assembly 300.
  • the gap between the barrier 200 and the busbar frame assembly 300 can be sealed more reliably.
  • flame or venting gas (g) can be prevented from escaping, and the thermal safety of the battery module can be improved.
  • the slot 312 formed in the bus bar frame assembly 300 of the battery module may be configured to include an inclined portion 312a.
  • the inclined portion 312a may be configured in a shape that increases in width toward the rear or -X axis.
  • the inclined portion 312a may be configured in a shape whose width becomes narrower toward the front or +X axis.
  • the inclined portion 312a may guide the barrier 200 to be fitted into the slot 312.
  • the barrier 200 may slide forward or in the +X-axis direction along the inclined portion 312a. Because of this, the barrier 200 can be press-fitted into the slot 312.
  • the barrier 200 can be easily coupled to the busbar frame assembly 300.
  • a battery module may be configured to include a coating layer 909a.
  • the coating layer 909a may be configured to fill the gap between the inclined portion 312a and the side surface of the barrier 200.
  • the coating layer 909a may have fire resistance.
  • the coating layer 909a may be made of a material such as epoxy, non-combustible PCM, FPC 5060, Locitite EA9400, or ceramic.
  • the coating layer 909a may be formed by spraying in liquid form. For example, after the barrier 200 is coupled to the slot 312, the coating liquid may be sprayed by the spray machine sm, and the coating liquid may harden to form the coating layer 909a.
  • the coating layer 909a may be configured to have a thickness of about 0.05 to 2.2 mm.
  • the coating layer 909a may extend along the longitudinal direction of the slot 312.
  • the coating layer 909a may extend along the perimeter of the barrier 200.
  • the coating layer 909a may seal between the barrier 200 and the slot 312.
  • the coating layer 909a can reduce, suppress, prevent, or block exposure of the front edge of the barrier 200 to flame or venting gas (g). Because of this, the function of the barrier 200 can be stably maintained and the thermal safety of the battery module can be improved.
  • FIG. 15 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 16 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 17 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • the bus bar frame assembly 300 of the battery module may include a slot 314.
  • the slot 314 may be configured to include a first inclined portion 314a, a second inclined portion 314c, and a fixing portion 314b.
  • the first inclined portion 314a may be configured in a shape whose width increases toward the rear or -X axis.
  • the first inclined portion 314a may be configured in a shape whose width becomes narrower toward the front or +X axis.
  • the first inclined portion 314a may guide the barrier 200 to be fitted into the slot 314.
  • the barrier 200 may slide forward or in the +X-axis direction along the first inclined portion 314a. Because of this, the barrier 200 can be inserted, fitted, or force-fitted into the slot 314.
  • the second inclined portion 314c may have a shape whose width becomes narrower toward the rear or -X axis.
  • the second inclined portion 314c may be configured in a shape that increases in width toward the front or +X axis.
  • the pressing portion 314b may be positioned between the first inclined portion 314a and the second inclined portion 314c. Additionally, the pressing portion 314b may connect the first inclined portion 314a and the second inclined portion 314c. The first inclined portion 314a, the second inclined portion 314c, and the pressing portion 314b may be formed integrally. The width D3 of the pressing portion 314b in the left-right direction or the Y-axis direction may be configured to be smaller than the thickness D1 of the barrier 200.
  • the width D4 of the pressing portion 314b may be increased.
  • the pressing portion 314b can compress and secure the barrier 200.
  • the second inclined portion 314c may provide elasticity to the pressing portion 314b so that the widths D3 and D4 of the pressing portion 314b may increase.
  • the barrier 200 can be more stably coupled to the bus bar frame assembly 300 by being compressed by the pressing portion 314b.
  • a battery module may be configured to include a coating layer 909b.
  • the coating layer 909b may be configured to fill the gap between the first inclined portion 314a and the side surface of the barrier 200.
  • the coating layer 909b may have fire resistance.
  • the coating layer 909b may extend along the longitudinal direction of the slot 314. Alternatively, the coating layer 909b may extend along the perimeter of the barrier 200.
  • the coating layer 909b may seal between the barrier 200 and the slot 314.
  • the coating layer 909b can reduce, suppress, prevent, or block exposure of the front edge of the barrier 200 to flame or venting gas (g). Because of this, the function of the barrier 200 can be stably maintained and the thermal safety of the battery module can be improved.
  • FIG. 18 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 19 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 20 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1. 18 to 20, the busbar frame assembly 300 of the battery module according to an embodiment of the present invention may include a slot 315.
  • the slot 315 may be configured to include a first inclined portion 315a, a second inclined portion 315c, and a fixing portion 315b.
  • the first inclined portion 315a may be configured in a shape that increases in width toward the rear or -X axis.
  • the first inclined portion 315a may be configured in a shape whose width becomes narrower toward the front or +X axis.
  • the first inclined portion 315a may guide the barrier 200 to be fitted into the slot 315.
  • the barrier 200 may slide forward or in the +X-axis direction along the first inclined portion 315a. Because of this, the barrier 200 can be inserted, fitted, or force-fitted into the slot 315.
  • the second inclined portion 315c may have a shape whose width becomes narrower toward the rear or -X axis.
  • the second inclined portion 315c may be configured in a shape that increases in width toward the front or +X axis.
  • the pressing portion 315b may be positioned between the first inclined portion 315a and the second inclined portion 315c. Additionally, the pressing portion 315b may connect the first inclined portion 315a and the second inclined portion 315c. The first inclined portion 315a, the second inclined portion 315c, and the pressing portion 315b may be formed integrally.
  • the width D5 of the pressing portion 315b in the left-right or Y-axis direction may be smaller than the thickness D1 of the barrier 200. At this time, the width D5 of the pressing portion 315b may be the minimum width D5 of the slot 315.
  • the thickness of the compressed portion 201 of the barrier 200 may decrease toward the front or +X axis.
  • the width D6 of the pressing portion 315b may be increased. Because of this, the pressing portion 315b can compress and secure the barrier 200.
  • the pressing portion 315b may have a concavo-convex shape and may be in line contact or point contact with the barrier 200.
  • the second inclined portion 315c may provide elasticity to the pressing portion 315b so that the widths D5 and D6 of the pressing portion 315b may increase.
  • the barrier 200 can be more stably coupled to the bus bar frame assembly 300 by being compressed by the pressing portion 315b.
  • a battery module may be configured to include a coating layer 909c.
  • the coating layer 909c may be configured to fill the gap between the first inclined portion 315a and the side surface of the barrier 200.
  • the coating layer 909c may have fire resistance.
  • the coating layer 909c may extend along the longitudinal direction of the slot 315. Alternatively, the coating layer 909c may extend along the perimeter of the barrier 200.
  • the coating layer 909c may seal between the barrier 200 and the slot 315.
  • the coating layer 909c can reduce, suppress, prevent, or block exposure of the front edge of the barrier 200 to flame or venting gas (g). Because of this, the function of the barrier 200 can be stably maintained and the thermal safety of the battery module can be improved.
  • FIG. 21 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 22 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • the bus bar frame assembly 300 of the battery module according to an embodiment of the present invention may include a hole 313.
  • the hole 313 may penetrate the frame body 310 in the front-to-back direction or the X-axis direction.
  • the frame body 310 protrudes rearward and may include a slot 312 adjacent to the hole 313.
  • the slot 312 may be referred to as a guide 312 or a guide slot 312.
  • the hole 313 may be formed to be long in the vertical or Z-axis direction along the slot 312.
  • the barrier 200 may be fitted or inserted into the slot 312. Additionally, at least a portion of the barrier 200 may be inserted into the hole 313 . Alternatively, the barrier 200 may pass through the hole 313. At this time, the length of the hole 313 may be configured to be substantially equal to the length of the barrier 200 in the vertical direction or the Z-axis direction. Additionally, the width D2 in the left-right direction or the width D2 in the Y-axis direction of the hole 313 may be formed to be the same as the width D2 of the slot 312.
  • the barrier 200 can be stably coupled to the busbar frame assembly 300.
  • the front side or front edge of the barrier 200 is located on the front side of the frame body, so that exposure to flame or venting gas (g) is reduced, suppressed, blocked, or prevented. You can.
  • a battery module according to an embodiment of the present invention may be configured to include a coating layer 909a.
  • the coating layer 909a may be configured to fill the gap between the inclined portion 312a and the side surface of the barrier 200.
  • the coating layer 909a may have fire resistance.
  • the coating layer 909a may extend along the longitudinal direction of the slot 312 in the vertical direction or along the Z-axis direction. Alternatively, the coating layer 909a may extend along the perimeter of the barrier 200.
  • the coating layer 909a may seal between the barrier 200 and the slot 312.
  • FIG. 23 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 24 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • the bus bar frame assembly 300 of the battery module according to an embodiment of the present invention may include a hole 313.
  • the hole 313 may penetrate the frame body 310 in the front-to-back direction or the X-axis direction.
  • the frame body 310 protrudes rearward and may include a slot 314 adjacent to the hole 313.
  • the slot 314 may be referred to as a guide 314 or a guide slot 314.
  • the hole 313 may be formed to be long in the vertical or Z-axis direction along the slot 314.
  • the barrier 200 may be fitted or inserted into the slot 314. Additionally, at least a portion of the barrier 200 may be inserted into the hole 313 . Alternatively, the barrier 200 may pass through the hole 313. At this time, the length of the hole 313 may be configured to be substantially equal to the length of the barrier 200 in the vertical direction or the Z-axis direction. Before the barrier 200 is inserted into the hole 313, the width D2 in the left and right directions or the width D2 in the Y-axis direction of the hole 313 is equal to or equal to the width D3 of the slot 314. It can be formed small. In addition, after the barrier 200 is inserted into the hole 313, the width D2 in the left and right directions or the width D2 in the Y-axis direction of the hole 313 is greater than the width D4 of the slot 314. It can be formed small.
  • the barrier 200 can be stably coupled to the busbar frame assembly 300.
  • the front side or front edge of the barrier 200 is located on the front side of the frame body, so that exposure to flame or venting gas (g) is reduced, suppressed, blocked, or prevented. You can.
  • a battery module may be configured to include a coating layer 909b.
  • the coating layer 909b may be configured to fill the gap between the inclined portion 314a and the side surface of the barrier 200.
  • the coating layer 909b may have fire resistance.
  • the coating layer 909b may extend along the longitudinal direction of the slot 314 in the vertical direction or along the Z-axis direction. Alternatively, the coating layer 909b may extend along the perimeter of the barrier 200.
  • the coating layer 909b may seal between the barrier 200 and the slot 314.
  • FIG. 25 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 26 is a diagram showing a modified example of the cross-sectional configuration along the cutting line A-A' in FIG. 1.
  • the bus bar frame assembly 300 of the battery module according to an embodiment of the present invention may include a hole 313.
  • the hole 313 may penetrate the frame body 310 in the front-to-back direction or the X-axis direction.
  • the frame body 310 protrudes rearward and may include a slot 315 adjacent to the hole 313.
  • the slot 315 may be referred to as a guide 315 or a guide slot 315.
  • the hole 313 may be formed to be long in the vertical or Z-axis direction along the slot 315.
  • the barrier 200 may be fitted or inserted into the slot 315. Additionally, at least a portion of the barrier 200 may be inserted into the hole 313 . Alternatively, the barrier 200 may pass through the hole 313. At this time, the length of the hole 313 may be configured to be substantially equal to the length of the barrier 200 in the vertical direction or the Z-axis direction. Before the barrier 200 is inserted into the hole 313, the width D2 in the left and right directions or the width D2 in the Y-axis direction of the hole 313 is equal to or equal to the width D5 of the slot 314. It can be formed small. In addition, after the barrier 200 is inserted into the hole 313, the width D2 in the left and right directions or the width D2 in the Y-axis direction of the hole 313 is greater than the width D6 of the slot 314. It can be formed small.
  • the barrier 200 can be stably coupled to the busbar frame assembly 300.
  • the front side or front edge of the barrier 200 is located on the front side of the frame body, so that exposure to flame or venting gas (g) is reduced, suppressed, blocked, or prevented. You can.
  • a battery module may be configured to include a coating layer 909c.
  • the coating layer 909c may be configured to fill the gap between the inclined portion 315a and the side surface of the barrier 200.
  • the coating layer 909c may have fire resistance.
  • the coating layer 909c may extend along the longitudinal direction of the slot 315 in the vertical direction or along the Z-axis direction. Alternatively, the coating layer 909c may extend along the perimeter of the barrier 200.
  • the coating layer 909c may seal between the barrier 200 and the slot 315.
  • FIG. 27 is a diagram showing a portion of the cross-sectional configuration along the cutting line B-B' in FIG. 1.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention may further include resin 800 disposed on the inner surface of the frame 400.
  • Resin 800 may be referred to as thermal resin 800.
  • At least a portion of the upper edge or lower edge of the barrier 200 may be configured to be adhered to the thermal resin 800.
  • the barrier 200 may be adhered to the thermal resin 800 with four edges covered by the coating layer 910.
  • the upper edge or lower edge of the barrier 200 may not be coated with the coating layer 910 .
  • the upper edge or lower edge of the barrier 200 may be configured to be coated or covered with thermal resin 800. Because of this, the pad 210 of the barrier 200 may not be exposed to the outside.
  • the thermal resin 800 may be formed only between the bottom plate of the lower frame 410 and the barrier 200. At this time, the thermal resin 800 may not be disposed between the upper frame 420 and the barrier 200. Because of this, when a thermal event occurs, the flame or venting gas (g) may be vented upward.
  • the barrier 200 can be fixed in the vertical direction. Because of this, the barrier 200 can support the battery cell 100 more stably.
  • the thermal resin 800 can fill the gap between the barrier 200 and the frames 410 and 420. As a result, the propagation of the flame or venting gas (g) can be reduced, suppressed, prevented or blocked.
  • Figure 28 is a diagram showing the barrier 200a and the battery cell 100 of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 29 is a diagram showing the combination of the barrier 200a of the battery module and the battery cell 100 according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 30 is a front view of the combination of the barrier 200a of the battery module and the battery cell 100 according to another embodiment of the present invention. 28 to 30, a battery module according to another embodiment of the present invention may include a barrier 200a made of a single material.
  • the barrier 200a may be configured to have a corrugated cardboard shape, corrugated cardboard structure, or corrugated structure.
  • the barrier 200a may be made of fire-resistant paper.
  • the barrier 200a may be configured to include a pair of paper sheets and a corrugated paper sheet glued between the pair of paper sheets.
  • the barrier 200a may be formed in a corrugated structure with ridges and valleys.
  • the plurality of battery cells 100 may be arranged to be located at the crest and trough, respectively.
  • the plurality of battery cells 100 and the barrier 200a may be configured to be in close contact.
  • the length of the barrier 200a in the front-to-back direction or the X-axis direction may be longer than the length of the body 110 of the battery cell 100 in the front-back direction or the X-axis direction.
  • the barrier 200a can cover the entire side of the battery cell 100 and can be configured to cover at least a portion of the electrode lead 120.
  • the front edge or rear edge of the barrier 200a may be closely adhered to, contacted, coupled to, fastened to, or inserted into the busbar frame assembly 300.
  • the barrier 200a has a corrugated cardboard structure and can be configured to be deformable in the left-right direction or the Y-axis direction. As a result, when swelling occurs in the battery cell 100, the battery cell 100 can be stably supported by being compressed in the left-right direction or the Y-axis direction.
  • the battery pack according to the present invention may include two or more battery modules according to the present invention described above.
  • the battery pack according to the present invention includes various other components in addition to these battery sub-modules, such as components of the battery pack known at the time of filing of the present invention, such as BMS, bus bar, pack case, relay, current sensor, etc. It may further include.
  • a vehicle according to the present invention may include two or more battery modules according to the present invention described above.
  • the battery module according to the present invention can be applied to automobiles such as electric vehicles or hybrid vehicles. That is, the vehicle according to the present invention may include a battery module according to the present invention, a battery module according to the present invention, or a battery pack according to the present invention. Additionally, the vehicle according to the present invention may further include various other components included in the vehicle in addition to the battery module or battery pack.
  • the vehicle according to the present invention may further include a control device such as a vehicle body, a motor, or an electronic control unit (ECU), in addition to the battery module according to the present invention.
  • ECU electronice control unit

Landscapes

  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

배터리 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은, 내부 공간을 제공하는 프레임; 상기 프레임의 내부에 수용되고 좌우 방향으로 배치되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀의 전방에 위치하고, 상기 복수의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 버스바 프레임 어셈블리; 그리고, 상기 복수의 배터리 셀 사이에 배치되고, 전방 엣지가 내화성을 갖는 코팅부로 커버되도록 구성되는 배리어;를 포함하도록 구성될 수 있다.

Description

배터리 모듈
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2022년 12월 02일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제 10-2022-0166951호 및 2023년 03월 30일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제 10-2023-0042348호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 로봇, 전기 자동차 등의 상용화가 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 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.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차나 전력저장장치(Energy Storage System; ESS)와 같은 중대형 장치에도 구동용이나 에너지 저장용으로 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 이차 전지는 다수가 전기적으로 연결된 상태에서 모듈 케이스 내부에 함께 수납되는 형태로, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 모듈이 다수 연결되어 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.
그런데, 이와 같이 다수의 이차 전지(배터리 셀) 또는 다수의 배터리 모듈이 좁은 공간에 밀집되어 있는 경우, 열적 이벤트에 취약할 수 있다. 특히, 어느 하나의 배터리 셀에서 열폭주(thermal runaway) 등의 이벤트가 발생하는 경우, 고온의 가스나 화염, 열 등이 생성될 수 있다. 만일, 이러한 가스나 화염, 열 등이 동일한 배터리 모듈 내에 포함된 다른 배터리 셀로 전달되는 경우, 열 전파(thermal propagation)와 같은 폭발적인 연쇄 반응 상황이 나타날 수 있다. 그리고, 이러한 연쇄 반응은, 해당 배터리 모듈에서 화재나 폭발 등의 사고를 일으키는 것은 물론이고, 다른 배터리 모듈에 대해서도 화재나 폭발 등을 유발할 수 있다.
더욱이, 전기 자동차와 같은 중대형 배터리 팩의 경우, 출력 및/또는 용량 증대를 위해 많은 수의 배터리 셀과 배터리 모듈이 포함되어 열적 연쇄 반응에 대한 위험성은 더욱 커질 수 있다. 뿐만 아니라, 전기 자동차 등에 탑재된 배터리 팩의 경우, 주변에 운전자 등과 같은 사용자가 존재할 수 있다. 따라서, 특정 배터리 모듈에서 발생한 열적 이벤트가 적절하게 제어되지 못하고 연쇄 반응이 발생할 경우, 큰 재산상 피해는 물론이고 인명 피해까지 야기될 수 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 열 전파를 억제할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 화염이나 벤팅가스에 노출되더라도 안전성을 유지할 수 있는 배터리 모듈을 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은, 내부 공간을 제공하는 프레임; 상기 프레임의 내부에 수용되고 좌우 방향으로 배치되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀의 전방에 위치하고, 상기 복수의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 버스바 프레임 어셈블리; 그리고, 상기 복수의 배터리 셀 사이에 배치되고, 전방 엣지가 내화성을 갖는 코팅부로 커버되도록 구성되는 배리어;를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 배리어는: 패드; 그리고, 상기 패드의 좌면과 우면을 커버하는 내화 시트;를 포함하고, 상기 코팅부는, 상기 내화 시트의 전방 엣지 및 상기 패드의 전방 엣지를 커버하도록 구성될 수 있다.
*또한, 상기 코팅부는, 상기 내화 시트의 외측면을 커버하도록 연장될 수 있다.
또한, 상기 코팅부는, 상기 패드의 둘레를 따라 연장될 수 있다.
또한, 상기 배리어는, 상기 버스바 프레임 어셈블리에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 버스바 프레임 어셈블리는, 후면에 형성되는 홈을 포함하고, 상기 배리어는, 상기 홈에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 버스바 프레임 어셈블리는, 후면에 돌출되는 슬롯을 포함하고, 상기 배리어는, 상기 슬롯에 삽입되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈은, 상기 슬롯과 상기 배리어 사이를 커버하는 제2 코팅층을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 버스바 프레임 어셈블리는, 상하 방향으로 길게 형성된 홀을 구비하고, 상기 배리어는, 상기 홀을 관통하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈은, 상기 프레임 내면에 배치되는 써멀 레진을 더 포함하고, 상기 배리어의 상측 엣지 또는 하측 엣지의 적어도 일부는, 상기 써멀 레진에 접착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은, 본 발명의 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차는, 본 발명의 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 열 전파를 억제할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 열 전파를 억제할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 화염이나 벤팅가스의 전파를 억제할 수 있는 배리어를 포함하는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 열 전파를 억제할 수 있는 배리어의 기능을 유지시킬 수 있는 내화성 코팅층을 포함하는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배리어를 안정적으로 고정시키는 구조를 포함하는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배리어와 버스바 프레임 어셈블리 사이의 갭을 실링하는 구조를 포함하는 배터리 모듈을 제공할 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 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성을 분해하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어의 일부 구성을 분리하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어의 단면 구성의 일부가 결합된 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어의 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 12 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 일부를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 13은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 24는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 25는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 26은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 27은 도 1의 절단선 B-B'에 따른 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어와 배터리 셀을 나타낸 도면이다.
도 29는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어와 배터리 셀의 결합을 나타낸 도면이다.
도 30은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어와 배터리 셀의 결합을 정면에서 바라본 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 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 실시 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성을 분해하여 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성을 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어의 일부 구성을 분리하여 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어의 단면 구성의 일부가 결합된 것을 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어의 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어를 나타낸 사시도이다. 도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 프레임(400), 복수의 배터리 셀(100), 버스바 프레임 어셈블리(300) 및 배리어(200)를 포함하도록 구성될 수 있다.
프레임(400)은 상부 프레임(420)과 하부 프레임(410)을 포함할 수 있다. 하부 프레임은 바텀 플레이트 및 바텀 플레이트로부터 연장되는 한 쌍의 사이드 플레이트를 포함할 수 있다. 하부 프레임은 내부 공간을 형성할 수 있다. 상부 프레임(420)과 하부 프레임(410)은 용접으로 결합될 수 있다. 상부 프레임(420)은 하부 프레임(410)의 한 쌍의 사이드 플레이트와 결합될 수 있다. 또는, 프레임(400)은 일체로 형성될 수 있다. 프레임(400)은 직육면체 형상으로 구성될 수 있다. 그리고 프레임(400)은 내부에 공간을 제공할 수 있다. 프레임(400)은 배터리 모듈의 외관을 형성할 수 있다. 그리고 프레임(400)은 전후방향 또는 X축 방향으로 길게 연장될 수 있다. 또한, 프레임(400)은 전후방향 또는 X축 방향으로 개방되어 있는 형상으로 구성될 수 있다.
복수의 배터리 셀(100)은 프레임(400)이 제공하는 내부 공간에 수용되도록 구성될 수 있다. 여기서 각각의 배터리 셀(100)은 이차 전지를 의미할 수 있다. 각각의 배터리 셀(100)은 바디(110) 및 바디(110)의 전후 방향 또는 X축 방향 및 -X축 방향으로 돌출되는 전극리드(120)를 구비할 수 있다. 배터리 셀(100)은, 전극 조립체, 전해액(전해질) 및 전지 케이스를 구비할 수 있다. 그리고 이 때, 전극 조립체, 전해액(전해질) 및 전지 케이스는 바디(110)를 구성할 수 있다. 배터리 셀(100)은 파우치형 이차 전지일 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)은 충전 또는 방전이 이루어지는 동안 열을 발생시킬 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)은 열원으로서 기능할 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)은 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 배터리 모듈은 하나 이상의 배터리 셀(100)을 구비하여 에너지를 저장 및 방출하도록 구성될 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)은 좌우 방향 또는 Y축 방향으로 배치 또는 적층될 수 있다.
버스바 프레임 어셈블리(300)는 복수의 배터리 셀(100)의 전방에 위치할 수 있다. 그리고 복수의 배터리 셀(100)의 각각의 전극리드(120)는 버스바 프레임 어셈블리(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 버스바 프레임 어셈블리(300)는 프레임 바디(310), 버스바(320) 그리고 모듈 터미널(330)을 포함하도록 구성될 수 있다. 프레임 바디(310)는 복수의 배터리 셀(100)의 전방 측을 커버하도록 구성될 수 있다. 버스바(320)는 프레임 바디(310)의 전면에 구비, 결합, 체결될 수 있다. 또한, 버스바(320)는 복수로 구성될 수 있다. 그리고 모듈 터미널(330)은 버스바(320)와 전기적으로 연결될 수 있다. 모듈 터미널(330)은 배터리 모듈의 입출력 단자로 기능할 수 있다. 그리고 프레임 바디(310)는 상하방향 또는 Z축 방향으로 길게 형성되는 슬릿(311)을 포함할 수 있다. 슬릿(311)은 프레임 바디(310)를 전후방향 또는 X축 방향으로 관통하도록 구성될 수 있다. 슬릿(311)은 복수로 형성될 수 있고, 좌우방향 또는 Y축 방향을 따라 위치될 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)의 각각의 전극리드(120)는 슬릿(311)을 통과할 수 있다. 전극리드(120)는 슬릿(311)을 통과하여 프레임 바디(310)의 전면에 구비된 버스바(320)와 전기적으로 연결될 수 있다. 버스바 프레임 어셈블리(300)는 한 쌍으로 형성될 수 있다. 버스바 프레임 어셈블리(300)는 복수의 배터리 셀(100)의 전방 측과 후방 측에 각각 구비될 수 있다.
배리어(200)는 프레임(400)의 내부에 수용될 수 있다. 배리어(200)는 직사각형 형상으로 구성될 수 있다. 배리어(200)는 전후 방향 또는 X축 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 배리어(200)는 복수로 구비될 수 있다. 각각의 배리어(200)는 복수의 배터리 셀(100) 사이에 배치될 수 있다. 배리어(200)는 좌우 방향 또는 Y축 방향으로 배치 또는 적층될 수 있다. 배리어(200)의 전방 측과 후방 측은 각각 버스바 프레임 어셈블리(300)에 접촉, 결합, 체결, 삽입 또는 부착될 수 있다. 그리고 배리어(200)는 하나의 파트로 구성될 수도 있고, 복수의 파트로 구성될 수도 있다. 배리어(200)가 복수의 파트로 구성되는 경우, 배리어 어셈블리(200)라고 칭할 수도 있다. 배리어(200)는 화염 또는 벤팅가스(g)가 좌우 방향 또는 Y축 방향으로 전파되는 것을 억제, 지연 또는 방지할 수 있다. 배리어(200)는 화염이나 벤팅 가스(g)에 노출되더라도 쉽게 손상되지 않는 소재로 구성될 수 있다. 배리어(200)는 적어도 일부가 버스바 프레임 어셈블리(300)에 삽입되도록 구성될 수 있다.
배리어는 코팅부를 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅부는 배리어의 전방 엣지를 커버하도록 구성될 수 있다. 코팅층(910)은 내화성을 가질 수 있다. 예를 들어, 코팅층(910)은 에폭시, 불연PCM, FPC 5060, Locitite EA9400, 세라믹과 같은 물질로 구성될 수 있다. 또한, 코팅층(910)은 액상 형태로 분사되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 배리어(200)가 슬롯(312)에 결합된 후, 스프레이 머신(sm)에 의해 코팅액이 분사될 수 있고, 코팅액이 굳어짐으로써 코팅층(910)이 형성될 수 있다. 이 때, 코팅층(910)의 두께는 0.05~2.2mm 정도의 두께를 형성하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 화염 또는 벤팅 가스(g)가 전파되는 것을 억제, 지연 또는 방지할 수 있다. 따라서, 배터리 셀(100)에서 열적 이벤트가 발생하더라도, 다른 배터리 셀(100)로 열 전파되는 것이 효과적으로 억제, 지연 또는 방지될 수 있다. 이로 인해, 배터리 모듈의 열적 안전성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 내화성을 갖는 코팅부(910)로 인해 화염 또는 벤팅 가스(g)에 노출되더라도 열전파 차단 기능이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은, 엔드 플레이트(600), 절연시트(700) 또는 레진(800)을 포함하도록 구성될 수 있다.
엔드 플레이트(600)는 한 쌍으로 형성될 수 있다. 엔드 플레이트(600)는 복수의 배터리 셀(100)의 전방 측과 후방 측에 각각 구비될 수 있다. 엔드 플레이트(600)는 프레임(400)의 전방 측 또는 후방 측에 각각 체결, 결합 또는 용접될 수 있다. 또는, 엔드 플레이트(600)는 프레임(400)의 개방 단에 각각 체결, 결합 또는 용접될 수 있다. 프레임(400)은 엔드 플레이트(600)와 체결, 결합 또는 용접됨으로써, 내부가 실링될 수 있다.
절연시트(700)는 엔드 플레이트(600)와 버스바 프레임 어셈블리(300) 사이에 위치되도록 구성될 수 있다. 절연시트(700)는 엔드 플레이트(600)와 버스바 프레임 어셈블리(300)를 전기적으로 분리시킬 수 있다. 절연시트(700)는 한 쌍으로 구성될 수 있다. 절연시트(700)는 전방 측 엔드 플레이트(600)와 전방 측 버스바 프레임 어셈블리(300) 사이 및 후방 측 엔드 플레이트(600)와 후방 측 버스바 프레임 어셈블리(300) 사이에 각각 구비될 수 있다.
레진(800)은 프레임(400)의 내측에 형성되도록 구성될 수 있다. 레진(800)은 복수의 배터리 셀(100)과 하부 프레임(410) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 또한, 레진(800)은 복수의 배터리 셀(100)과 상부 프레임(420) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 또한, 레진(800)은 복수의 배리어(200)와 하부 프레임(410) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 또한, 레진(800)은 복수의 배리어(200)와 상부 프레임(420) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 레진(800)은 복수의 배터리 셀(100) 또는 복수의 배리어(200)의 위치를 고정시킬 수 있다. 또한, 레진(800)은 복수의 배터리 셀(100)로부터 발생하는 열을 프레임(400)으로 전달함으로써, 복수의 배터리 셀(100)을 냉각시킬 수 있다. 레진(800)은 상부 프레임(420)과 하부 프레임(410)의 홀(411, 421)을 통해 프레임(400)의 내부로 주입될 수 있다. 또한, 배터리 모듈 내부에서 발생된 화염 또는 벤팅가스(g)는 홀(411, 421)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
완충패드(500)는 최외곽 배리어(200)와 하부 프레임(410) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 완충패드(500)는 최외곽 배터리 셀(100)과 하부 프레임(410) 사이에 배치될 수 있다. 완충패드(500)는 한 쌍으로 구성될 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)로부터 스웰링이 발생되는 경우, 완충패드(500)는 탄성 변형됨으로써 복수의 배터리 셀(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 예를 들어, 완충패드(500)는 실리콘 재질로 구성될 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어(200)는 복수의 구성요소를 포함하도록 구성될 수 있다.
배리어(200)는, 패드(210) 그리고 패드(210)의 좌면과 우면을 커버하는 내화 시트(200)를 포함할 수 있다. 내화 시트(220)는 제1 내화 시트(221)와 제2 내화 시트(222)를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 내화 시트(221)는 패드(210)의 좌면을 커버할 수 있다. 또한, 제1 내화 시트(221)는 패드(210)의 좌면에 접합될 수 있다. 제2 내화 시트(222)는 패드(210)의 우면을 커버할 수 있다. 또한, 제2 내화 시트(222)는 패드(210)의 우면에 접합될 수 있다. 제1 내화 시트(221)와 제2 내화 시트(222)는 한 쌍으로 구성될 수 있다. 또는, 제1 내화 시트(221)와 제2 내화 시트(222)는 하나의 시트가 폴딩됨으로써 구성될 수도 있다. 제1 내화 시트(221)와 제2 내화 시트(222)는 내화성 또는 내열성을 가지는 종이 재질로 구성될 수 있다.
패드(210)는 시트 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 패드(210)는 실리콘 재질로 구성될 수 있다. 패드(210)는 높은 단열성을 가지는 재질로 구성될 수 있다. 코팅부(910)는 제1 내화 시트(221)의 전방 엣지, 제2 내화 시트(222)의 전방 엣지 및 패드(210)의 전방 엣지를 커버하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 높은 내화성과 단열성을 가질 수 있다. 패드(210)는 높은 단열성을 가지는 반면 화염에 의해 쉽게 녹거나 손상될 수 있다. 내화 시트(220)는 높은 내화성 또는 내열성을 가지는 반면, 단열성이 높지 않을 수 있다. 패드(210)는 제1 내화 시트(220)와 제2 내화 시트(220) 사이에 위치함으로써, 화염에 노출되지 않을 수 있다. 또한, 패드(210)는 전방 엣지가 코팅부에 의해 커버됨으로써, 화염에 노출되지 않을 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)는 높은 단열성을 가지면서도 화염에 위해 손상되지 않을 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 제1 내화 시트(221), 제2 내화 시트(222) 및 패드(210)는 실질적으로 동일 한 면적을 갖도록 구성될 수 있다. 제1 내화 시트(221)와 제2 내화 시트(222)는 패드(210)를 전체적으로 감싸도록 구성될 수 있다. 이로 인해, 패드(210)가 제1 내화 시트(221)와 제2 내화 시트(222) 사이에 위치하게 되면, 패드(210)의 엣지 부분만 외부로 노출될 수 있다. 그리고 패드(210)의 엣지의 적어도 일부는 코팅부(910)에 의해 커버될 수 있다.
또한, 코팅부(910)는 제1 내화 시트(221)의 외측면을 커버하도록 연장될 수 있다. 그리고 코팅부(910)는 제2 내화 시트(221)의 외측면을 커버하도록 연장될 수 있다. 즉, 코팅부(910)는 제1 내화 시트(221)의 좌면, 제2 내화 시트(222)의 우면을 커버하도록 연장될 수 있다.
*본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)에 형성된 코팅면적이 넓어짐으로써, 코팅부(910)는 배리어(200)에 안정적으로 결합될 수 있다. 이로 인해, 패드(210)의 엣지는 화염이나 벤팅가스(g)로부터 노출되지 않을 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 코팅부(910)는 패드(210)의 둘레를 따라 연장되도록 구성될 수 있다. 코팅부(910)는 패드(210)의 4개의 변을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 코팅부(910)는 패드(210)의 전방 엣지, 상측 엣지, 후방 엣지 및 하측 엣지를 따라 연장될 수 있다. 또는, 제1 내화 시트(221)와 제2 내화 시트(222)가 일체로 형성되는 경우, 코팅부(910)는 패드(210)의 3개의 변을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 코팅부(910)는 패드(210)의 전방 엣지, 후방 엣지 및 상측 엣지와 하측 엣지 중 어느 하나를 따라 연장될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 패드(210)는 제1 내화 시트(201)와 제2 내화 시트(202)에 의해 외부로 노출되지 않고 전체적으로 커버될 수 있다. 이로 인해, 패드(210)는 화염으로부터 보다 확실하게 보호될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 단열성능이 향상될 수 있다.
도 9는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어(200)는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 밀착되도록 구성될 수 있다. 또한, 배리어(200)의 코팅층(910)은 프레임 바디(310)의 후면에 밀착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)와 프레임 바디(310) 사이의 갭이 실링될 수 있다. 이로 인해 화염이나 벤팅가스(g)가 전파되는 것이 억제, 차단, 지연 또는 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)의 전방 엣지는 화염이나 벤팅가스(g)에 노출되지 않을 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 내열성 또는 내화성이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 10은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)는 후면에 형성되는 홈(316)을 포함할 수 있다. 그리고 배리어(200)는 홈(316)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 또는, 홈(316)은 프레임 바디(310)의 후면에 형성될 수 있다. 홈(316)은 상하방향 또는 Z축 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 배리어(200)의 전방 측은 홈(316)에 끼움결합 또는 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 화염이나 벤팅가스(g)가 배리어의 전방측으로 침투되는 것이 보다 억제, 감소, 방지 또는 차단될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 내열성 또는 내화성이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 11은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 코팅층(909d)을 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909d)은 홈과 배리어 사이의 갭을 충진시키는 형태로 구성될 수 있다. 코팅층(909d)은 배리어(200)의 측면, 홈(316)과 인접하는 프레임 바디(310)의 후면에 걸쳐 형성될 수 있다. 코팅층(909d)은 내화성을 가질 수 있다. 예를 들어, 배리어(200)가 홈(316)에 결합된 후, 스프레이 머신(sm)에 의해 코팅액이 분사될 수 있고, 코팅액이 굳어짐으로써 코팅층(909d)이 형성될 수 있다. 코팅층(909d)은 홈(316)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는, 코팅층(909d)은 배리어(200)의 둘레를 따라 연장될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 코팅층(909d)은 홈(316)과 배리어(200) 사이의 갭을 통해 화염이나 벤팅가스(g)가 침투하는 것을 감소, 억제, 방지 또는 차단시킬 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 기능이 안정적으로 유지될 수 있고, 배터리 모듈의 열적 안전성이 향상될 수 있다.
도 12 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 일부를 분리하여 나타낸 도면이다. 도 13은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다. 도 14는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)는 슬롯(312)을 포함할 수 있다.
프레임 바디(310)는 후방으로 돌출되는 슬롯(312)을 포함할 수 있다. 슬롯(312)은 상하방향 또는 Z축 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 배리어(200)는 슬롯(312)에 끼움결합 또는 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)와 버스바 프레임 어셈블리(300) 사이의 갭이 감소될 수 있다. 이로 인해, 화염이나 벤팅가스(g)가 새어나가는 것을 방지할 수 있고, 배터리 모듈의 열적 안전성이 향상될 수 있다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)에 형성된 슬롯(312)의 좌우방향 또는 Y축 방향의 폭(D2)은 배리어(200)의 두께(D1)보다 작도록 구성될 수 있다. 이 때, 배리어(200)의 두께(D1)는 제1 내화 시트(221), 패드(210), 제2 내화 시트(222)의 두께를 합한 두께일 수 있다.
패드(210)는 탄성을 가지는 재질일 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)는 두께 방향 또는 Y축 방향으로 압축될 수 있다. 따라서, 배리어(200)의 전방 측은 슬롯(312)에 삽입, 끼움 또는 억지 끼움 결합될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 보다 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)와 버스바 프레임 어셈블리(300) 사이의 갭이 보다 확실하게 실링될 수 있다. 이로 인해, 화염이나 벤팅가스(g)가 새어나가는 것을 방지할 수 있고, 배터리 모듈의 열적 안전성이 향상될 수 있다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)에 형성된 슬롯(312)은 경사부(312a)를 포함하도록 구성될 수 있다. 경사부(312a)는 후방 또는 -X축 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 구성될 수 있다. 또는, 경사부(312a)는 전방 또는 +X축 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 구성될 수 있다. 경사부(312a)는 배리어(200)가 슬롯(312)에 끼움결합 되는 것을 가이드 할 수 있다. 배리어(200)는 경사부(312a)를 따라 전방 또는 +X축 방향으로 슬라이드 될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)는 슬롯(312)에 억지 끼움 결합될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 용이하게 결합될 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 코팅층(909a)을 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909a)은 경사부(312a)와 배리어(200)의 측면 사이의 갭을 충진시키는 형태로 구성될 수 있다. 코팅층(909a)은 내화성을 가질 수 있다. 예를 들어, 코팅층(909a)은 에폭시, 불연PCM, FPC 5060, Locitite EA9400, 세라믹과 같은 물질로 구성될 수 있다. 또한, 코팅층(909a)은 액상 형태로 분사되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 배리어(200)가 슬롯(312)에 결합된 후, 스프레이 머신(sm)에 의해 코팅액이 분사될 수 있고, 코팅액이 굳어짐으로써 코팅층(909a)이 형성될 수 있다. 이 때, 코팅층(909a)의 두께는 0.05~2.2mm 정도의 두께를 형성하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909a)은 슬롯(312)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는, 코팅층(909a)은 배리어(200)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 코팅층(909a)은 배리어(200)와 슬롯(312) 사이를 실링시킬 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 코팅층(909a)은 배리어(200)의 전방 엣지가 화염이나 벤팅가스(g)에 노출되는 것을 감소, 억제, 방지 또는 차단시킬 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 기능이 안정적으로 유지될 수 있고, 배터리 모듈의 열적 안전성이 향상될 수 있다.
도 15는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 16은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 17은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)는 슬롯(314)을 포함할 수 있다.
슬롯(314)은 제1 경사부(314a), 제2 경사부(314c) 및 고정부(314b)를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 경사부(314a)는 후방 또는 -X축 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 구성될 수 있다. 또는, 제1 경사부(314a)는 전방 또는 +X축 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 구성될 수 있다. 제1 경사부(314a)는 배리어(200)가 슬롯(314)에 끼움결합 되는 것을 가이드 할 수 있다. 배리어(200)는 제1 경사부(314a)를 따라 전방 또는 +X축 방향으로 슬라이드 될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)는 슬롯(314)에 삽입, 끼움, 억지 끼움될 수 있다.
제2 경사부(314c)는 후방 또는 -X축 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 구성될 수 있다. 또는, 제2 경사부(314c)는 전방 또는 +X축 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 구성될 수 있다.
가압부(314b)는 제1 경사부(314a)와 제2 경사부(314c)를 사이에 위치할 수 있다. 또한, 가압부(314b)는 제1 경사부(314a)와 제2 경사부(314c)를 연결할 수 있다. 제1 경사부(314a), 제2 경사부(314c) 및 가압부(314b)는 일체로 형성될 수 있다. 가압부(314b)의 좌우방향 또는 Y축 방향의 폭(D3)은 배리어(200)의 두께(D1)보다 작도록 구성될 수 있다.
배리어(200)가 슬롯(314)에 삽입, 끼움결합, 억지끼움결합 또는 결합되면, 가압부(314b)의 폭(D4)은 증가될 수 있다. 이로 인해 가압부(314b)는 배리어(200)를 압축시키며 고정할 수 있다. 제2 경사부(314c)는 가압부(314b)의 폭(D3, D4)이 증가할 수 있도록 가압부(314b)에 탄성을 부여할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 가압부(314b)에 의해 압축됨으로써 버스바 프레임 어셈블리(300)에 보다 안정적으로 결합될 수 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 코팅층(909b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909b)은 제1 경사부(314a)와 배리어(200)의 측면 사이의 갭을 충진시키는 형태로 구성될 수 있다. 코팅층(909b)은 내화성을 가질 수 있다. 코팅층(909b)은 슬롯(314)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는, 코팅층(909b)은 배리어(200)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 코팅층(909b)은 배리어(200)와 슬롯(314) 사이를 실링시킬 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 코팅층(909b)은 배리어(200)의 전방 엣지가 화염이나 벤팅가스(g)에 노출되는 것을 감소, 억제, 방지 또는 차단시킬 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 기능이 안정적으로 유지될 수 있고, 배터리 모듈의 열적 안전성이 향상될 수 있다.
도 18은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 19는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 20은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 18 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)는 슬롯(315)을 포함할 수 있다.
슬롯(315)은 제1 경사부(315a), 제2 경사부(315c) 및 고정부(315b)를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 경사부(315a)는 후방 또는 -X축 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 구성될 수 있다. 또는, 제1 경사부(315a)는 전방 또는 +X축 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 구성될 수 있다. 제1 경사부(315a)는 배리어(200)가 슬롯(315)에 끼움결합 되는 것을 가이드 할 수 있다. 배리어(200)는 제1 경사부(315a)를 따라 전방 또는 +X축 방향으로 슬라이드 될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)는 슬롯(315)에 삽입, 끼움, 억지 끼움될 수 있다.
제2 경사부(315c)는 후방 또는 -X축 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 구성될 수 있다. 또는, 제2 경사부(315c)는 전방 또는 +X축 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 구성될 수 있다.
가압부(315b)는 제1 경사부(315a)와 제2 경사부(315c)를 사이에 위치할 수 있다. 또한, 가압부(315b)는 제1 경사부(315a)와 제2 경사부(315c)를 연결할 수 있다. 제1 경사부(315a), 제2 경사부(315c) 및 가압부(315b)는 일체로 형성될 수 있다.
가압부(315b)의 좌우방향 또는 Y축 방향의 폭(D5)은 배리어(200)의 두께(D1)보다 작도록 구성될 수 있다. 이 때, 가압부(315b)의 폭(D5)은 슬롯(315)의 최소 폭(D5)일 수 있다. 배리어(200)의 압축부(201)는 전방 또는 +X축 방향으로 갈수록 두께가 감소될 수 있다.
배리어(200)가 슬롯(315)에 삽입, 끼움결합, 억지끼움결합 또는 결합되면, 가압부(315b)의 폭(D6)은 증가될 수 있다. 이로 인해, 가압부(315b)는 배리어(200)를 압축시키며 고정할 수 있다. 가압부(315b)는 요철이 형성된 형상일 수 있고, 배리어(200)에 선접촉 또는 점접촉 될 수 있다. 제2 경사부(315c)는 가압부(315b)의 폭(D5, D6)이 증가할 수 있도록 가압부(315b)에 탄성을 부여할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 가압부(315b)에 의해 압축됨으로써 버스바 프레임 어셈블리(300)에 보다 안정적으로 결합될 수 있다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 코팅층(909c)을 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909c)은 제1 경사부(315a)와 배리어(200)의 측면 사이의 갭을 충진시키는 형태로 구성될 수 있다. 코팅층(909c)은 내화성을 가질 수 있다. 코팅층(909c)은 슬롯(315)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는, 코팅층(909c)은 배리어(200)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 코팅층(909c)은 배리어(200)와 슬롯(315) 사이를 실링시킬 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 코팅층(909c)은 배리어(200)의 전방 엣지가 화염이나 벤팅가스(g)에 노출되는 것을 감소, 억제, 방지 또는 차단시킬 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 기능이 안정적으로 유지될 수 있고, 배터리 모듈의 열적 안전성이 향상될 수 있다.
도 21은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 22는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)는 홀(313)을 포함할 수 있다.
홀(313)은 프레임 바디(310)를 전후 방향 또는 X축 방향으로 관통할 수 있다. 프레임 바디(310)는 후방으로 돌출되고 홀(313)에 인접하는 슬롯(312)을 포함할 수 있다. 이 때, 슬롯(312)은 가이드(312), 가이드 슬롯(312)이라고 칭할 수 있다. 홀(313)은 슬롯(312)을 따라 상하 방향 또는 Z축 방향으로 길게 형성될 수 있다.
배리어(200)는 슬롯(312)에 끼움결합 또는 삽입될 수 있다. 또한, 배리어(200)는 적어도 일부가 홀(313)에 삽입될 수 있다. 또는, 배리어(200)는 홀(313)을 통과할 수 있다. 이 때, 홀(313)의 길이는 배리어(200)의 상하방향으로의 길이 또는 Z축 방향으로의 길이와 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 또한, 홀(313)의 좌우방향으로의 폭(D2) 또는 Y축 방향으로의 폭(D2)은 슬롯(312)의 폭(D2)과 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)의 전방 측 또는 전방 엣지는 프레임 바디의 전방 측에 위치하게 됨으로써, 화염이나 벤팅가스(g)에 노출되는 것이 감소, 억제, 차단 또는 방지될 수 있다.
또한, 도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 코팅층(909a)을 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909a)은 경사부(312a)와 배리어(200)의 측면 사이의 갭을 충진시키는 형태로 구성될 수 있다. 코팅층(909a)은 내화성을 가질 수 있다. 코팅층(909a)은 슬롯(312)의 상하 방향으로의 길이 방향 또는 Z축 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는, 코팅층(909a)은 배리어(200)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 코팅층(909a)은 배리어(200)와 슬롯(312) 사이를 실링시킬 수 있다.
도 23은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 24는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 23 및 도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)는 홀(313)을 포함할 수 있다.
홀(313)은 프레임 바디(310)를 전후 방향 또는 X축 방향으로 관통할 수 있다. 프레임 바디(310)는 후방으로 돌출되고 홀(313)에 인접하는 슬롯(314)을 포함할 수 있다. 이 때, 슬롯(314)은 가이드(314), 가이드 슬롯(314)이라고 칭할 수 있다. 홀(313)은 슬롯(314)을 따라 상하 방향 또는 Z축 방향으로 길게 형성될 수 있다.
배리어(200)는 슬롯(314)에 끼움결합 또는 삽입될 수 있다. 또한, 배리어(200)는 적어도 일부가 홀(313)에 삽입될 수 있다. 또는, 배리어(200)는 홀(313)을 통과할 수 있다. 이 때, 홀(313)의 길이는 배리어(200)의 상하방향으로의 길이 또는 Z축 방향으로의 길이와 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 배리어(200)가 홀에(313) 삽입되기 전, 홀(313)의 좌우방향으로의 폭(D2) 또는 Y축 방향으로의 폭(D2)은 슬롯(314)의 폭(D3)과 같거나 작게 형성될 수 있다. 또한, 배리어(200)가 홀에(313) 삽입된 후, 홀(313)의 좌우방향으로의 폭(D2) 또는 Y축 방향으로의 폭(D2)은 슬롯(314)의 폭(D4)보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)의 전방 측 또는 전방 엣지는 프레임 바디의 전방 측에 위치하게 됨으로써, 화염이나 벤팅가스(g)에 노출되는 것이 감소, 억제, 차단 또는 방지될 수 있다.
또한, 도 23 및 도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 코팅층(909b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909b)은 경사부(314a)와 배리어(200)의 측면 사이의 갭을 충진시키는 형태로 구성될 수 있다. 코팅층(909b)은 내화성을 가질 수 있다. 코팅층(909b)은 슬롯(314)의 상하 방향으로의 길이 방향 또는 Z축 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는, 코팅층(909b)은 배리어(200)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 코팅층(909b)은 배리어(200)와 슬롯(314) 사이를 실링시킬 수 있다.
도 25는 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 26은 도 1의 절단선 A-A'에 따른 단면 구성의 변형 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 25 및 도 26을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈의 버스바 프레임 어셈블리(300)는 홀(313)을 포함할 수 있다.
홀(313)은 프레임 바디(310)를 전후 방향 또는 X축 방향으로 관통할 수 있다. 프레임 바디(310)는 후방으로 돌출되고 홀(313)에 인접하는 슬롯(315)을 포함할 수 있다. 이 때, 슬롯(315)은 가이드(315), 가이드 슬롯(315)이라고 칭할 수 있다. 홀(313)은 슬롯(315)을 따라 상하 방향 또는 Z축 방향으로 길게 형성될 수 있다.
배리어(200)는 슬롯(315)에 끼움결합 또는 삽입될 수 있다. 또한, 배리어(200)는 적어도 일부가 홀(313)에 삽입될 수 있다. 또는, 배리어(200)는 홀(313)을 통과할 수 있다. 이 때, 홀(313)의 길이는 배리어(200)의 상하방향으로의 길이 또는 Z축 방향으로의 길이와 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 배리어(200)가 홀에(313) 삽입되기 전, 홀(313)의 좌우방향으로의 폭(D2) 또는 Y축 방향으로의 폭(D2)은 슬롯(314)의 폭(D5)과 같거나 작게 형성될 수 있다. 또한, 배리어(200)가 홀에(313) 삽입된 후, 홀(313)의 좌우방향으로의 폭(D2) 또는 Y축 방향으로의 폭(D2)은 슬롯(314)의 폭(D6)보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)의 전방 측 또는 전방 엣지는 프레임 바디의 전방 측에 위치하게 됨으로써, 화염이나 벤팅가스(g)에 노출되는 것이 감소, 억제, 차단 또는 방지될 수 있다.
또한, 도 25 및 도 26을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 코팅층(909c)을 포함하도록 구성될 수 있다. 코팅층(909c)은 경사부(315a)와 배리어(200)의 측면 사이의 갭을 충진시키는 형태로 구성될 수 있다. 코팅층(909c)은 내화성을 가질 수 있다. 코팅층(909c)은 슬롯(315)의 상하 방향으로의 길이 방향 또는 Z축 방향을 따라 연장될 수 있다. 또는, 코팅층(909c)은 배리어(200)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 코팅층(909c)은 배리어(200)와 슬롯(315) 사이를 실링시킬 수 있다.
도 27은 도 1의 절단선 B-B'에 따른 단면 구성의 일부를 나타낸 도면이다. 도 27을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 모듈은 프레임(400) 내면에 배치되는 레진(800)을 더 포함할 수 있다. 레진(800)은 써멀 레진(800)이라고 칭할 수 있다. 배리어(200)의 상측 엣지 또는 하측 엣지의 적어도 일부는, 써멀 레진(800)에 접착되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 배리어(200)는 4개의 엣지가 코팅층(910)에 의해 커버된 상태에서 써멀 레진(800)에 접착될 수 있다.
또는, 배리어(200)의 상측 엣지 또는 하측 엣지의 적어도 일부는 코팅층(910)에 의해 코팅되지 않을 수 있다. 이 때, 배리어(200)의 상측 엣지 또는 하측 엣지는 써멀 레진(800)에 의해 코팅 또는 커버되도록 구성될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)의 패드(210)는 외부로 노출되지 않을 수 있다.
또한, 써멀 레진(800)은 하부 프레임(410)의 바텀 플레이트와 배리어(200) 사이에만 형성될 수 있다. 이 때, 써멀 레진(800)은 상부 프레임(420)과 배리어(200) 사이에 배치되지 않을 수 있다. 이로 인해, 열적 이벤트 발생 시, 화염이나 벤팅가스(g)가 상측으로 벤팅될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200)는 상하 방향으로 고정될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200)는 보다 안정적으로 배터리 셀(100)을 지지할 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 써멀 레진(800)은 배리어(200)와 프레임(410, 420) 사이의 갭을 충진할 수 있다. 이로 인해, 화염 또는 벤팅가스(g)가 전파되는 것이 감소, 억제, 방지 또는 차단될 수 있다.
도 28은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어(200a)와 배터리 셀(100)을 나타낸 도면이다. 도 29는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어(200a)와 배터리 셀(100)의 결합을 나타낸 도면이다. 도 30은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 배리어(200a)와 배터리 셀(100)의 결합을 정면에서 바라본 도면이다. 도 28 내지 도 30을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈은 단일 재질로 구성되는 배리어(200a)를 포함할 수 있다.
배리어(200a)는 골판지 형상, 골판지 구조 또는 주름진 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 배리어(200a)는 내화성을 갖는 종이로 구성될 수 있다. 배리어(200a)는 한 쌍의 종이 시트 및 한 쌍의 종이 시트 사이에 접착되는 주름진 종이 시트를 포함하도록 구성될 수 있다. 배리어(200a)는 마루와 골을 갖도록 주름진 구조로 형성될 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)은 각각 마루와 골에 위치하도록 배치될 수 있다. 복수의 배터리 셀(100)과 배리어(200a)는 밀착되도록 구성될 수 있다.
이 때, 배리어(200a)의 전후방향 또는 X축 방향으로의 길이는 배터리 셀(100)의 바디(110)의 전후방향 또는 X축 방향으로의 길이보다 길도록 구성될 수 있다. 이로 인해, 배리어(200a)는 배터리 셀(100)의 측면을 전체적으로 커버할 수 있고, 전극리드(120)의 적어도 일부를 커버하도록 구성될 수 있다. 배리어(200a)의 전방 엣지 또는 후방 엣지는 버스바 프레임 어셈블리(300)에 밀착, 접촉, 결합, 체결 또는 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배리어(200a)는 골판지 구조를 가짐으로써, 좌우 방향 또는 Y축 방향으로 변형가능하게 구성될 수 있다. 이로 인해, 배터리 셀(100)에서 스웰링 발생 시, 좌우 방향 또는 Y축 방향으로 압축됨으로써, 배터리 셀(100)을 안정적으로 지지할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈을 둘 이상 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 서브 모듈 이외에 다른 다양한 구성요소, 이를테면, BMS나 버스바, 팩 케이스, 릴레이, 전류 센서 등과 같은 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩의 구성요소 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈을 둘 이상 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈, 본 발명에 따른 배터리 모듈 또는 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 배터리 모듈 또는 배터리 팩 이외에 자동차에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈 이외에, 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 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 (12)

  1. 내부 공간을 제공하는 프레임;
    상기 프레임의 내부에 수용되고 좌우 방향으로 배치되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀의 전방에 위치하고, 상기 복수의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 버스바 프레임 어셈블리; 그리고,
    상기 복수의 배터리 셀 사이에 배치되고, 전방 엣지가 내화성을 갖는 코팅부로 커버되도록 구성되는 배리어;를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 배리어는:
    패드; 그리고,
    상기 패드의 좌면과 우면을 커버하는 내화 시트;를 포함하고,
    상기 코팅부는,
    상기 내화 시트의 전방 엣지 및 상기 패드의 전방 엣지를 커버하는 배터리 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 코팅부는,
    상기 내화 시트의 외측면을 커버하도록 연장되는 배터리 모듈.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 코팅부는,
    상기 패드의 둘레를 따라 연장되는 배터리 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배리어는,
    상기 버스바 프레임 어셈블리에 밀착되는 배터리 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 버스바 프레임 어셈블리는,
    후면에 형성되는 홈을 포함하고,
    상기 배리어는,
    상기 홈에 삽입되는 배터리 모듈.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 버스바 프레임 어셈블리는,
    후면에 돌출되는 슬롯을 포함하고,
    상기 배리어는,
    상기 슬롯에 삽입되는 배터리 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 슬롯과 상기 배리어 사이를 커버하는 제2 코팅층을 더 포함하는 배터리 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 버스바 프레임 어셈블리는,
    상하 방향으로 길게 형성된 홀을 구비하고,
    상기 배리어는,
    상기 홀을 관통하는 배터리 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임 내면에 배치되는 써멀 레진을 더 포함하고,
    상기 배리어의 상측 엣지 또는 하측 엣지의 적어도 일부는, 상기 써멀 레진에 접착되는 배터리 모듈.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  12. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항의 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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