WO2024128450A1 - 안전성이 강화된 배터리 모듈 - Google Patents

안전성이 강화된 배터리 모듈 Download PDF

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WO2024128450A1
WO2024128450A1 PCT/KR2023/010331 KR2023010331W WO2024128450A1 WO 2024128450 A1 WO2024128450 A1 WO 2024128450A1 KR 2023010331 W KR2023010331 W KR 2023010331W WO 2024128450 A1 WO2024128450 A1 WO 2024128450A1
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WO
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venting
battery
battery module
module
sheet
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/010331
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English (en)
French (fr)
Inventor
장성환
김광모
박민수
이정훈
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
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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 batteries, and more specifically, to battery modules with enhanced safety, battery packs and automobiles including the same.
  • 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.
  • the secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate each coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material 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 solution.
  • 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.
  • thermal events such as thermal runaway may occur in the battery cells contained within.
  • venting gas may be generated from the battery cell.
  • the venting gas must be properly discharged to the outside, and if the venting gas is not discharged quickly, the battery module or battery pack may explode, causing a more serious problem.
  • venting gas has a very high temperature and may contain flames or sparks
  • thermal runaway may occur in other surrounding battery cells or other battery modules. In this case, thermal runaway propagation between cells or between modules may occur or intensify.
  • venting gas or flames contained therein are not properly controlled, problems due to thermal runaway may become more serious.
  • the present invention was created to solve the above problems, and its purpose is to provide a battery module that can improve safety by effectively suppressing thermal runaway propagation, and a battery pack and automobile including the same.
  • a battery module for solving the above-described problem includes a cell assembly including a plurality of battery cells; a module case storing the cell assembly in an internal space and having a venting hole; an inner fire-resistant sheet disposed between the module case and the cell assembly; and an outer fire-resistant sheet configured to cover at least a portion outside the module case where the venting hole is formed.
  • the plurality of battery cells may be configured to discharge venting gas through an upper sealing part.
  • a plurality of venting holes may be formed on the upper side of the module case.
  • the cell assembly may have a plurality of battery cells arranged in a horizontal direction.
  • the inner refractory sheet may be configured to cover the upper side of the cell assembly.
  • the inner fire resistant sheet may be provided with a first venting portion at a position corresponding to the venting hole.
  • the first venting part may include a mesh network.
  • the outer fire-resistant sheet includes an upper sheet covering the upper part of the module case; And it may include a side sheet that covers the side of the module case.
  • the outer fire-resistant sheet may be provided with a second venting portion at a position corresponding to the venting hole.
  • the outer fire-resistant sheet seals the second venting part in a normal state, and when venting gas flows into the second venting part from the inside of the module case, it may be configured to open the second venting part. .
  • the second venting portion may be configured to open only in a direction toward the outside of the battery module.
  • the second venting part may be configured to be larger in size than the venting hole.
  • the outer refractory sheet may be a flame retardant sheet.
  • the present invention provides a battery pack including at least one battery cell according to the above-described embodiment.
  • the present invention provides a vehicle including at least one battery pack according to the above-described embodiment.
  • safety can be improved for battery modules, battery packs, etc.
  • a multi-layer fire-resistant and flame-resistant structure can be formed by the inner fire-resistant sheet and the outer fire-resistant sheet.
  • the event module in a thermal runaway event situation, can smoothly discharge high-temperature gas and flame inside the module and at the same time prevent the module case structure from collapsing.
  • the battery module adjacent to the event module can prevent high-temperature gas and flame generated from the event module from penetrating into the module.
  • the safety of the battery module or battery pack can be improved by controlling the chain reaction of thermal events between battery modules.
  • the present invention may have various other effects, and these will be explained in each implementation configuration, or the description of effects that can be easily inferred by a person skilled in the art will be omitted.
  • FIG. 1 is a combined perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of a portion of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram for explaining a battery cell included in a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram for explaining a module case and an inner fire-resistant sheet according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram for explaining a module case and an outer fire-resistant sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of area A of FIG. 6 .
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an exhaust path of venting gas when a thermal event occurs inside a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a process for blocking the inflow of venting gas when a thermal event occurs outside the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a diagram for explaining the assembled state of the outer fire resistant sheet according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a diagram schematically showing the effect of suppressing the transmission of gas or flame in a configuration with two or more battery modules according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a battery pack including the battery module of FIG. 1.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a vehicle including the battery pack of FIG. 12.
  • Figure 1 is a combined perspective view schematically showing the configuration of the battery module 10 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the battery module 10 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of a portion of the battery module 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module 10 includes a cell assembly 100, a module case 200, an inner fire-resistant sheet 300, and an outer fire-resistant sheet 400.
  • the cell assembly 100 may include a plurality of battery cells 110.
  • the plurality of battery cells 110 may be stacked in at least one direction. More specifically, the plurality of battery cells 110 may be arranged at least in a horizontal direction.
  • the plurality of battery cells 110 may be configured to be arranged side by side in the left and right directions while standing upright.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the battery cell 110 included in the battery module 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery cell 110 may be a secondary battery, for example, a pouch-type battery cell 110.
  • a pouch-type battery cell 110 this does not limit the type of the battery cell 110, and other types of battery cells 110, such as cylindrical cells or square cells, may also be employed in the battery module 10 of the present invention.
  • the battery cell 110 includes an electrode assembly 111, a receiving portion 113 that accommodates the electrode assembly 111, a sealing portion 115 formed around the receiving portion 113, and It may include a pair of electrode leads 117 that are connected to the electrode assembly 111 and are drawn out of the sealing portion 115.
  • the pair of electrode leads 117 are coupled to electrode tabs (not shown) provided on the electrode assembly 111 and may be pulled out to the outside of the sealing portion 115 through the sealing portion 115 .
  • the pair of electrode leads 117 may have a shape extending along the longitudinal direction of the battery cell 110. The pair of electrode leads 117 may be pulled out in the same direction or in opposite directions.
  • the battery cell 110 may be configured to discharge venting gas through the upper sealing portion 115.
  • the sealing portion 115 may be provided with a venting area formed to prevent internal pressure from increasing due to gas generated inside the battery cell 110.
  • the venting area is formed in a portion of the sealing portion 115 and corresponds to an area that is structurally weaker than the surrounding area so that it can be easily broken when internal pressure is applied.
  • the venting area may be an area where the sealing is weaker than that of the surrounding area.
  • the venting area may be formed on one of both edges of the sealing portion 115.
  • the venting area may be formed on an upper edge of both edges of the sealing portion 115.
  • gas generated inside the battery cell 110 can be discharged to the outside of the battery cell 110 through a venting area formed at the upper end of the battery cell 110. Accordingly, the gas may be discharged to the outside of the battery module 10 through the module case 200, the inner refractory sheet 300, and the outer refractory sheet 400 located on the upper side of the battery cell 110. . In other words, with this structure, high-temperature gas and flame inside the module can be discharged smoothly.
  • the cell assembly 100 may include a plurality of battery cells 110, a lower plate, a bus bar assembly 130, and a side plate.
  • a plurality of battery cells 110 may be configured by gathering a certain number of battery cells. At this time, a lower plate at the bottom of the plurality of battery cells 110 may support the plurality of battery cells 110.
  • the cell assembly 100 of the present invention may be provided with a bus bar assembly 130 for electrically connecting a plurality of battery cells 110.
  • the bus bar assembly 130 is provided on one side of the cell assembly 100 and may be electrically connected to the plurality of battery cells 110.
  • the bus bar assembly 130 may include a top plate that covers the top portion of the cell assembly 100.
  • the top plate may be provided with a plurality of holes at positions corresponding to the venting holes (H) provided in the inner refractory sheet 300.
  • the upper sealing portion 115 of the battery cell 110 can be seen through the plurality of holes. That is, a plurality of holes provided in the bus bar assembly 130 may be provided in a position adjacent to the upper sealing portion 115 of the battery cell 110.
  • the gas when a thermal event occurs in the battery cell 110 and high temperature gas is generated, the gas can be discharged through a plurality of holes provided in the top plate of the bus bar assembly 130. That is, the gas discharged through the plurality of holes may be discharged to the outside through the first venting hole (H) of the inner refractory sheet 300.
  • a side plate may be provided between the plurality of battery cells 110 and/or on the side of the cell assembly 100.
  • the side plate may have a substantially flat plate shape so as to contact the receiving portion 113 of the battery cell 110.
  • the side plate may serve to vertically support the battery cells 110 on the outside and inside the cell assembly 100.
  • the module case 200 has an empty space formed inside, and the cell assembly 100 can be accommodated in the interior space.
  • the module case 200 may include a mono frame formed in a tube shape to surround the top, bottom, left, and right sides of the cell assembly 100, and an end frame that seals the front and rear open ends of the mono frame. You can.
  • a venting hole (H) may be formed in the module case 200, as indicated by H. This venting hole (H) may be formed to penetrate the module case 200 in the thickness direction to communicate the internal space and external space of the module case 200.
  • the venting hole (H) may be formed on the upper side of the module case 200.
  • the gas discharged through the upper sealing portion 115 of the battery cell 110 is discharged to the outside of the battery module 10 through the venting hole H formed on the upper side of the module case 200. may be discharged.
  • high-temperature gas and flame inside the module can be discharged smoothly.
  • a plurality of venting holes (H) may be formed on the module case 200.
  • the module case 200 may be provided with a plurality of slit-shaped venting holes (H) formed along the sealing portion 115 of the battery cell 110 on the upper side of the module case 200. .
  • the gas can be smoothly discharged to the outside of the battery module 10 through the plurality of venting holes (H).
  • the venting hole (H) has a slit shape formed along the sealing part 115 of the battery cell 110
  • the gas discharged from the sealing part 115 of the battery cell 110 is directly connected to the venting hole (H). It can be discharged to the outside through the hole (H). That is, the time that the venting gas stays within the module case 200 can be minimized.
  • the inner fire resistant sheet 300 may be interposed between the module case 200 and the cell assembly 100.
  • the inner fire resistant sheet 300 may be located in the inner space of the module case 200 and configured to cover at least one side of the cell assembly 100 stored in the inner space of the module case 200.
  • the inner refractory sheet 300 may be configured to cover at least the upper side of the cell assembly 100.
  • Figure 5 is a diagram for explaining the module case 200 and the inner fire resistant sheet 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the inner fire resistant sheet 300 may be provided with a first venting portion (V1) at a position corresponding to the venting hole (H).
  • the first venting part (V1) may be configured to allow gas to freely communicate.
  • This first venting part (V1) is connected to the venting hole (H) of the module case 200 in the inner fireproof sheet 300. It may have a matching configuration, for example, a location, size, shape, etc. corresponding to the venting hole (H) of the module case 200.
  • the gas discharged through the upper sealing portion 115 of the battery cell 110 passes through the first venting portion V1 formed on the upper side of the inner refractory sheet 300 to the battery module 10. ) can be discharged to the outside.
  • high-temperature gas and flame inside the module can be discharged smoothly.
  • the inner fire resistant sheet 300 may be provided inside a portion of the module case 200 where the venting hole (H) is formed. Accordingly, the inner fire resistant sheet 300 may be configured to surround the outside of the portion of the cell assembly 100 that faces the venting hole (H).
  • the first venting part V1 may include a mesh network.
  • high-temperature gas generated in the cell assembly 100 can be easily discharged to the outside, and at the same time, the mesh network prevents sparks generated in the cell assembly 100 from flying out of the cell assembly 100. It can be prevented. Additionally, it is possible to prevent fire from spreading to other battery modules 10 adjacent to the battery module 10 where a thermal event occurred.
  • the inner fire-resistant sheet 300 may be made of a fire-resistant material that can withstand high temperature heat or flame, such as mica material, or may partially include such material.
  • the outer fire resistant sheet 400 may be provided on the outside of the module case 200.
  • the outer fire resistant sheet 400 may be configured to surround at least the upper side of the module case 200.
  • the outer fire-resistant sheet 400 may be configured to cover at least the portion where the venting hole (H) is formed on the outside of the module case 200. That is, the outer fire-resistant sheet 400 may be configured to surround the side of the module case 200 where the venting hole (H) is formed from the outside.
  • the outer fire-resistant sheet 400 may also be made of a fire-resistant material that can withstand high temperature heat or flame.
  • the outer fire-resistant sheet 400 may be made of mica material or may be configured to partially include this mica material.
  • Figure 6 is a diagram for explaining the module case 200 and the outer fire resistant sheet 400 according to an embodiment of the present invention.
  • the outer fireproof sheet 400 includes an upper sheet 410 that covers the top of the module case 200 and a side sheet 420 that covers the side of the module case 200. can do.
  • the top sheet 410 and the side sheets 420 may have a bent shape while being connected to each other.
  • the outer fire-resistant sheet 400 may be configured to surround at least a portion of the upper portion and at least a portion of the side portion of the module case 200. That is, the upper sheet 410 may cover the upper part of the module case 200.
  • the side sheet 420 may cover the side of the module case 200.
  • the outer fire-resistant sheet 400 is a single sheet member, and may have both ends bent to surround the top, left, and right plates of the mono frame.
  • the outer fire-resistant sheet 400 completely surrounds the side of the module case 200, thereby effectively blocking heat transfer to the adjacent battery module 10.
  • the outer fire resistant sheet 400 may be provided with a second venting portion (V2) at a position corresponding to the venting hole (H).
  • the second venting part V2 may be provided on the upper sheet 410 of the outer fire resistant sheet 400.
  • This second venting portion (V2) is configured to match the venting hole (H) of the module case 200 in the outer fire-resistant sheet 400, for example, a position corresponding to the venting hole (H) of the module case 200, It may have a shape, etc.
  • the gas discharged through the upper sealing portion 115 of the battery cell 110 passes through the second venting portion V2 formed on the upper side of the outer refractory sheet 400 to the battery module 10. ) can be discharged to the outside.
  • high-temperature gas and flame inside the module can be discharged smoothly.
  • FIG. 7 is an enlarged view of area A of FIG. 6 .
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the discharge path of venting gas when a thermal event occurs inside the battery module 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a battery discharge path according to an embodiment of the present invention. This diagram is intended to explain the process of blocking the inflow of venting gas when a thermal event occurs outside the module 10.
  • the outer fire-resistant sheet 400 seals the second venting portion (V2) in a normal state, and vents to the second venting portion (V2) from the inside of the module case 200.
  • the second venting part V2 may be opened.
  • the second venting part V2 maintains a sealed state as shown in FIG. 7 in a normal state.
  • a preliminary incision line C may be formed around the second venting portion V2.
  • the preliminary cut line C may be configured to be thinner or have a lower density than the surrounding area of the upper sheet 410, making it easier to break than the surrounding area. Therefore, in a normal state, as shown in FIG. 8, the preliminary cut line C of the outer refractory sheet 400 may be structured to surround the module case 200 without being broken.
  • the outer fire-resistant sheet 400 covers the module case 200, so even if a thermal event occurs in the adjacent battery module 10, the high temperature generated in the adjacent battery module 10 is prevented. It can prevent gas and flame from penetrating into the interior of the battery module 10. Accordingly, the thermal runaway chain reaction can be effectively blocked. Therefore, the safety of the battery module 10 and the battery pack 1 can be ensured.
  • the second venting part (V2) when venting gas flows into the second venting part (V2) from inside the module case 200, the second venting part (V2) may be opened. Accordingly, the gas discharged through the upper sealing portion 115 of the battery cell 110 is discharged to the outside of the battery module 10 through the second venting portion V2 formed on the upper side of the outer fireproof sheet 400. may be discharged. In other words, with this structure, high-temperature gas and flame inside the module can be discharged smoothly.
  • venting gas when venting gas is discharged from the battery cell 110 stored inside the module case 200, the venting gas is discharged from the first venting portion V1 and the venting hole H. ) and can head to the second venting part (V2).
  • the second venting portion V2 is blocked by the outer refractory sheet 400, but the corresponding portion of the outer refractory sheet 400 may open or rupture due to the pressure of the venting gas. Accordingly, the second venting part V2 may be opened. That is, the outer fire-resistant sheet 400 may be configured to open the second venting portion V2 when the internal pressure of the module case 200 exceeds a certain level due to the generation of venting gas.
  • the outer fire-resistant sheet 400 covers the module case 200, so even if a thermal event occurs in the adjacent battery module 10, the In addition to preventing high-temperature gas and flame from penetrating into the battery module 10, if a thermal event occurs within the battery module 10, the second venting portion V2 is opened to open the battery module (10). 10) Gas generated internally can be easily discharged.
  • the second venting part V2 may be configured to open only in a direction toward the outside of the battery module 10.
  • the second venting part V2 is sealed in a normal state, and when a thermal event occurs inside the battery module 10 and gas is generated, the internal pressure of the battery module 10 increases. can be opened by At this time, the second venting part V2 may be opened toward the outside of the battery module 10 as shown in FIG. 9 .
  • the preliminary cut line C of the second venting portion V2 shown in FIG. 7 is broken and The second venting part V2 may be open to the outside.
  • the gas can be efficiently discharged to the outside of the battery module 10.
  • the second venting part V2 may not be open in the direction toward the inside of the battery module 10. 8, when a thermal event occurs outside the battery module 10 and gas is generated, the outer fire resistant sheet 400 may be subjected to external pressure in the direction toward the inside of the battery module 10. there is. Even in this case, the second venting part V2 of the present invention may not be opened in the direction toward the inside of the battery module 10. That is, the second venting part V2 may be configured to open only in a direction toward the outside of the battery module 10.
  • Figure 10 is a diagram for explaining the assembled state of the outer fire resistant sheet 400 according to an embodiment of the present invention.
  • the second venting portion (V2) may be configured to be larger in size than the venting hole (H).
  • the second venting portion (V2) is configured to match the venting hole (H) of the module case 200 in the outer fire-resistant sheet 400, for example, the location and shape corresponding to the venting hole (H) of the module case 200. You can have your back.
  • both the second venting part V2 and the venting hole H may have an oval shape extending in one direction.
  • the second venting portion (V2) and the venting hole (H) may be formed at positions corresponding to each other. That is, the second venting portion (V2) and the venting hole (H) may be located on the same line in the vertical direction.
  • the second venting portion (V2) may have the same center as the venting hole (H) and may be larger in size than the venting hole (H).
  • the second venting part V2 can be easily opened because the gas discharged through the venting hole H is directly ejected into a partial area of the second venting part V2.
  • the size of the second venting portion V2 is larger than the size of the venting hole H. Because of its size, the venting hole (H) can be completely covered by the second venting portion (V2) even if the second venting portion (V2) is broken. That is, because the second venting part (V2) can completely block the venting hole (H), it prevents high-temperature gas or flame generated outside the battery module 10 from flowing into the battery module 10. It can be prevented effectively.
  • the safety of the battery module 10 or the battery pack 1 equipped with a plurality of such battery modules 10 can be improved. This will be explained with additional reference to FIG. 4 .
  • Figure 11 is a diagram schematically showing the effect of suppressing the transmission of gas or flame in a configuration in which two or more battery modules 10 are provided according to an embodiment of the present invention.
  • the first venting portion (V1) of the inner fire-resistant sheet 300 of the battery module 10 where the event occurred is matched with the venting hole (H)
  • the structure may not collapse even with high-temperature gas and flame.
  • the first venting portion (V1) provided in the inner fire-resistant sheet 300, the venting hole (H) provided in the module case 200, and the second venting portion (V1) provided in the outer fire-resistant sheet 400 are provided in which a thermal runaway event occurred, high temperature and high pressure gas and flame are generated as the event progresses, and a venting hole formed in the module case 200 of the battery module 10 ( It can be naturally discharged to the outside through H).
  • the module case increases the internal pressure of the battery module 10.
  • Explosion, rupture, or collapse can be effectively prevented. Accordingly, the structure of the module case 200 is maintained stably, and explosion or structural collapse of the battery module 10 in which a thermal runaway event occurs during the event may not occur.
  • the battery module 10 adjacent to the battery module 10 in which the thermal runaway event occurred is connected to the battery module 10 in which the thermal runaway event occurred through the outer fireproof sheet 400 that protects the outside of the module case 200. It can be protected from high temperature and high pressure gases and flames generated from. Therefore, it is possible to suppress the sequential occurrence of thermal runaway events between modules.
  • the module adjacent to the battery module 10 in which the thermal runaway event occurred has an outer fireproof sheet outside the module to prevent high-temperature gases and flames generated from the battery module 10 in which the thermal runaway event occurred reversely from penetrating into the module.
  • the outer fire-resistant sheet 400 like the inner fire-resistant sheet 300, serves as an discharge path for gas and flame inside the battery module 10 where a thermal runaway event has occurred, in the battery module 10 where a thermal runaway event has occurred.
  • flame and gas transferred from the battery module 10 in which the thermal runaway event occurred can be blocked from penetrating backwards.
  • the outer fire-resistant sheet 400 may be a fire-resistant sheet. That is, according to one aspect of the present invention, an inner fire-resistant sheet 300 is provided on the inside of the module case 200, and an outer fire-resistant sheet 400 is provided as a flame retardant sheet on the outside of the module, thereby forming a multi-layer fire retardant structure. It can be said that it is formed.
  • the outer fire-resistant sheet 400 may be made of a flame retardant material and/or a fire-resistant material that can withstand high temperature heat or flame, such as mica material, or may partially include such material.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the battery pack 1 including the battery module 10 of FIG. 1.
  • the battery pack 1 according to the present invention may include at least one battery module 10 according to the present invention described above. Additionally, the battery pack 1 according to the present invention may include a pack case 50 capable of accommodating the at least one battery module 10. In addition, in addition to the battery module 10, it may further include various other components, such as components of the battery pack 1 known at the time of filing the present invention, such as BMS, pack case, relay, current sensor, etc. .
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the vehicle V including the battery pack 1 of FIG. 12.
  • a vehicle V according to the present invention may include at least one battery pack 1 according to the present invention.
  • the battery module 10 according to the present invention can be applied to a vehicle (V) such as an electric vehicle (V) or a hybrid vehicle (V). That is, the vehicle V according to the present invention may include the battery module 10 according to the present invention or the battery pack 1 according to the present invention. In addition, the vehicle V according to the present invention may further include various other components included in the vehicle V in addition to the battery module 10 or the battery pack 1. For example, the vehicle V according to the present invention may further include a vehicle body, a motor, a control device such as an ECU (electronic control unit), etc., in addition to the battery module 10 according to the present invention.
  • a vehicle body such as an electric vehicle (V) or a hybrid vehicle (V).
  • a control device such as an ECU (electronic control unit), etc.
  • the safety of the battery module 10 to the battery pack 1 can be improved. That is, according to one aspect of the present invention, a multi-layer fire-resistant and flame-retardant structure can be formed by the inner fire-resistant sheet 300 and the outer fire-resistant sheet 400. Therefore, according to the present invention, in a thermal runaway event situation, the event module can smoothly discharge high-temperature gas and flame inside the module and at the same time prevent the structure of the module case 200 from collapsing. Additionally, the battery module 10 adjacent to the event module can prevent high-temperature gas and flame generated from the event module from penetrating into the module. Accordingly, the safety of the battery module 10 to the battery pack 1 can be improved by controlling the chain reaction of thermal events between the battery modules 10. Therefore, according to the various embodiments described above, a battery module 10 with improved stability, a battery pack 1 including the same, and a vehicle V can be provided.

Landscapes

  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예를 따르는 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리, 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하며 벤팅 홀이 형성된 모듈 케이스, 모듈 케이스와 셀 어셈블리 사이에 개재된 내측 내화 시트 및 모듈 케이스의 외측에서 적어도 벤팅 홀이 형성된 부분을 커버하도록 구성된 외측 내화 시트를 포함한다.

Description

안전성이 강화된 배터리 모듈
본 발명은 배터리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전성이 강화된 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등에 관한 것이다.
본 출원은 2022년 12월 12일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2022-0172497호 및 2023년 03월 23일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2023-0038231호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
스마트폰, 노트북, 웨어러블 기기 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.
이차 전지는, 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 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.
이러한 형태의 배터리 모듈이나 배터리 팩의 경우, 내부에 포함된 배터리 셀에서 열폭주(thermal runaway)와 같은 열적 이벤트가 발생할 수 있다. 이러한 비정상적인 이벤트가 발생하게 되면, 배터리 셀로부터 벤팅 가스가 발생할 수 있다. 이때, 벤팅 가스는 외부로 적절하게 배출되어야 하며, 만일 벤팅 가스가 신속하게 배출되지 못하면 배터리 모듈 또는 배터리 팩이 폭발되어, 더욱 심각한 문제를 야기할 수 있다.
또한, 벤팅 가스는 온도가 매우 높으며, 화염이나 스파크 등이 포함될 수 있기 때문에, 벤팅 가스를 적절하게 제어하지 못하면, 주변의 다른 배터리 셀이나 다른 배터리 모듈에 대해서도 열폭주 현상을 일으킬 수 있다. 이 경우, 셀 간 또는 모듈 간 열폭주 전파가 발생하거나 심화될 수 있다. 더욱이, 다수의 배터리 셀이나 배터리 모듈은, 좁은 공간에 서로 밀집된 상태로 존재하기 때문에, 벤팅 가스나 그에 포함된 화염 등을 적절하게 제어하지 못하면, 열폭주 현상에 따른 문제는 더욱 심각해질 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열폭주 전파를 효과적으로 억제하여 안전성이 향상될 수 있는 배터리 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하며 벤팅 홀이 형성된 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스와 상기 셀 어셈블리 사이에 개재된 내측 내화 시트; 및 상기 모듈 케이스의 외측에서 적어도 상기 벤팅 홀이 형성된 부분을 커버하도록 구성된 외측 내화 시트를 포함한다.
바람직하게, 상기 복수의 배터리 셀은, 상단 실링부를 통해 벤팅 가스를 배출하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 벤팅 홀은, 상기 모듈 케이스의 상부 측에 다수 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기 셀 어셈블리는, 복수의 배터리 셀이 수평 방향으로 배치될 수 있다.
이 때, 상기 내측 내화 시트는, 상기 셀 어셈블리의 상부 측을 커버하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 내측 내화 시트는, 상기 벤팅 홀과 대응되는 위치에 제1 벤팅부를 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 벤팅부는, 메쉬망을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 외측 내화 시트는, 상기 모듈 케이스의 상부를 커버하는 상부 시트; 및 상기 모듈 케이스의 측부를 커버하는 측부 시트를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 외측 내화 시트는, 상기 벤팅 홀과 대응되는 위치에 제2 벤팅부를 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 외측 내화 시트는, 정상적인 상태에서는 상기 제2 벤팅부를 밀폐시키며, 상기 모듈 케이스의 내부에서 상기 제2 벤팅부로 벤팅 가스가 유입되는 경우, 상기 제2 벤팅부를 개방시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기 제2 벤팅부는, 상기 배터리 모듈의 외부를 향하는 방향으로만 개방되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 제2 벤팅부는, 상기 벤팅 홀보다 크기가 더 크도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 외측 내화 시트는 방염 시트일 수 있다.
한편, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공한다.
본 발명에 의하면, 배터리 모듈 내지 배터리 팩 등에 대하여 안전성이 향상될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 내측 내화 시트와 외측 내화 시트에 의해 다층의 내화 방염 구조가 형성될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열 폭주 이벤트 상황에서 이벤트 모듈은 모듈 내부의 고온의 가스와 화염이 원활하게 토출되도록 함과 동시에, 모듈 케이스 구조가 붕괴되지 않도록 할 수 있다.
또한, 이벤트 모듈과 인접한 배터리 모듈은, 이벤트 모듈로부터 발생하는 고온의 가스와 화염이 모듈 내부로 침투되지 않도록 할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈 간 열적 이벤트의 연쇄 반응을 제어하여 배터리 모듈 내지 배터리 팩의 안전성이 향상되도록 할 수 있다.
이 밖에도 본 발명은 여러 다른 효과를 가질 수 있으며, 이에 대해서는 각 실시 구성에서 설명하거나, 통상의 기술자가 용이하게 유추할 수 있는 효과 등에 대해서는 해당 설명을 생략하도록 한다.
즉, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 상술한 효과들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적인 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 결합 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 케이스와 내측 내화 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 케이스와 외측 내화 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 도 6의 A 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 내부에서 열적 이벤트가 발생한 경우 벤팅 가스의 배출 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 외부에서 열적 이벤트가 발생한 경우 벤팅 가스의 유입을 차단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 내화 시트가 조립된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈이 둘 이상 구비된 구성에서 가스나 화염 등의 전달 억제 효과를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 12는 도 1의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12의 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
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.
따라서, 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.
또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 구성을 개략적으로 나타내는 결합 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 일부 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)은, 셀 어셈블리(100), 모듈 케이스(200), 내측 내화 시트(300) 및 외측 내화 시트(400)를 포함한다.
상기 셀 어셈블리(100)는, 복수의 배터리 셀(110)을 구비할 수 있다. 상기 복수의 배터리 셀(110)은, 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 보다 구체적으로 복수의 배터리 셀(110)은, 적어도 수평 방향으로 배치될 수 있다. 복수의 배터리 셀(110)은, 상하 방향으로 세워진 상태에서, 좌우 방향으로 나란하게 배열되도록 구성될 수 있다.
이하, 이러한 상기 복수의 배터리 셀(110) 각각에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)에 포함된 배터리 셀(110)을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 배터리 셀(110)은, 이차 전지일 수 있고, 예를 들어 파우치형 배터리 셀(110)일 수 있다. 다만, 이로써 상기 배터리 셀(110)의 종류를 한정하는 것은 아니며, 이를테면 원통형 셀이나 각형 셀 등과 같은 다른 형태의 배터리 셀(110)도 본 발명의 배터리 모듈(10)에 채용될 수 있다.
이하, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 셀(110)이 파우치형 셀인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 4를 참조하면, 상기 배터리 셀(110)은, 전극 조립체(111), 전극 조립체(111)를 수용하는 수용부(113), 수용부(113)의 둘레에 형성되는 실링부(115) 및 전극 조립체(111)와 연결되며 실링부(115)의 외부로 인출되는 한 쌍의 전극 리드(117)를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 전극 리드(117)는, 전극 조립체(111)에 구비된 전극 탭(미도시)과 결합되며, 실링부(115)를 통해 실링부(115)의 외측으로 인출될 수 있다. 상기 한 쌍의 전극 리드(117)는, 배터리 셀(110)의 길이 방향을 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 상기 한 쌍의 전극 리드(117)는 서로 동일한 방향 또는 서로 반대 방향으로 인출될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 배터리 셀(110)은, 상단 실링부(115)를 통해 벤팅 가스를 배출하도록 구성될 수 있다. 상기 실링부(115)에는, 상기 배터리 셀(110) 내부에 발생된 가스로 인한 내압 증가를 방지하기 위해 형성되는 벤팅 영역이 구비될 수 있다. 상기 벤팅 영역은, 상기 실링부(115)의 일부에 형성되며 내부 압력이 가해졌을 때 용이하게 파단될 수 있도록 주변 영역보다 구조적으로 취약한 영역에 해당한다. 상기 벤팅 영역은, 예를 들어 주변 영역보다 더 실링이 약하게 형성된 영역일 수 있다. 이 때, 상기 벤팅 영역은 상기 실링부(115)의 양 측 모서리 중 일 측 모서리 상에 형성될 수 있다. 특히, 상기 벤팅 영역은 상기 실링부(115)의 양 측 모서리 중 상단 측 모서리 상에 형성될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면 배터리 셀(110) 내부에서 발생한 가스가 상기 배터리 셀(110)의 상단부에 형성된 벤팅 영역을 통해 배터리 셀(110) 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 가스는, 상기 배터리 셀(110)의 상단 측에 위치한 모듈 케이스(200), 내측 내화 시트(300) 및 외측 내화 시트(400)를 거쳐 배터리 모듈(10)의 외부로 배출될 수 있다. 즉 이와 같은 구조에 의하면 모듈 내부의 고온의 가스와 화염이 원활하게 토출될 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 셀 어셈블리(100)는 복수의 배터리 셀(110), 하부 플레이트, 버스바 어셈블리(130) 및 측부 플레이트를 포함할 수 있다.
예를 들어 복수의 배터리 셀(110)은 일정 수량씩 모여서 구성될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 배터리 셀(110)의 하단에서 하부 플레이트가 상기 복수의 배터리 셀(110)을 지지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 셀 어셈블리(100)에는, 복수의 배터리 셀(110)을 전기적으로 연결하기 위한 버스바 어셈블리(130)가 구비될 수 있다. 버스바 어셈블리(130)는, 상기 셀 어셈블리(100)의 일측에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀(110)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 버스바 어셈블리(130)는 셀 어셈블리(100)의 상단부를 커버하는 상단 플레이트를 포함할 수 있다. 여기서 상단 플레이트에는, 상기 내측 내화 시트(300)에 구비된 벤팅 홀(H)과 대응되는 위치에, 복수의 홀이 구비될 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 복수의 홀을 통해 상기 배터리 셀(110)의 상단 실링부(115)를 확인할 수 있다. 즉, 상기 버스바 어셈블리(130)에 구비된 복수의 홀은 상기 배터리 셀(110)의 상단 실링부(115)에 인접한 위치에 구비될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 배터리 셀(110)에서 열적 이벤트가 발생하여 고온의 가스 등이 발생할 경우 상기 버스바 어셈블리(130)의 상단 플레이트에 구비된 복수의 홀을 통해 가스가 배출될 수 있다. 즉, 상기 복수의 홀을 통해 배출된 가스는 내측 내화 시트(300)의 제1 벤팅 홀(H)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
한편 상기 복수의 배터리 셀(110)의 사이 및/또는 셀 어셈블리(100)의 측부에는, 측부 플레이트가 구비될 수 있다. 상기 측부 플레이트는 배터리 셀(110)의 수용부(113)와 맞닿도록 대략 평면 상의 판 형태를 가질 수 있다. 상기 측부 플레이트는 셀 어셈블리(100)의 외측과 내측에서 상기 배터리 셀(110)들을 수직으로 지지해주는 역할을 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 모듈 케이스(200)는, 내부에 빈 공간이 형성되어, 내부 공간에 셀 어셈블리(100)를 수납할 수 있다. 예를 들어, 모듈 케이스(200)는, 셀 어셈블리(100)를 중심으로 상부, 하부, 좌측 및 우측을 감싸도록 관 형태로 형성된 모노 프레임 및 모노 프레임의 전후 개방단을 밀폐시키는 엔드 프레임을 구비할 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)에는, H로 표시된 바와 같이, 벤팅 홀(H)이 형성될 수 있다. 이러한 벤팅 홀(H)은, 모듈 케이스(200)의 내부 공간과 외부 공간을 연통시키도록, 모듈 케이스(200)를 두께 방향으로 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 도 2를 참조하면, 상기 벤팅 홀(H)은, 상기 모듈 케이스(200)의 상부 측에 형성될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 배터리 셀(110)의 상단 실링부(115)를 통해 배출된 가스가, 상기 모듈 케이스(200)의 상부 측에 형성된 벤팅 홀(H)을 통해 배터리 모듈(10) 외부로 배출될 수 있다. 즉 이와 같은 구조에 의하면 모듈 내부의 고온의 가스와 화염이 원활하게 토출될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 도 2를 참조하면, 상기 벤팅 홀(H)은, 상기 모듈 케이스(200) 상에 다수 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 모듈 케이스(200)는 상기 모듈 케이스(200)의 상부 측에 상기 배터리 셀(110)의 실링부(115)를 따라 형성된 슬릿 형상의 벤팅 홀(H)을 복수 개 구비할 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 배터리 모듈(10) 내에서 다량의 가스가 발생하더라도 복수의 벤팅 홀(H)을 통해 상기 가스가 원활하게 배터리 모듈(10) 외부로 배출될 수 있다. 또한, 상기 벤팅 홀(H)이 상기 배터리 셀(110)의 실링부(115)를 따라 형성된 슬릿 형상인 구조에 의하면, 배터리 셀(110)의 실링부(115)에서 토출된 가스가 바로 상기 벤팅 홀(H)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 즉, 벤팅 가스가 모듈 케이스(200) 내에 체류되는 시간을 최소화할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 내측 내화 시트(300)는, 모듈 케이스(200)와 셀 어셈블리(100) 사이에 개재될 수 있다. 특히, 내측 내화 시트(300)는, 모듈 케이스(200)의 내부 공간에 위치하여, 모듈 케이스(200)의 내부 공간에 수납된 셀 어셈블리(100)의 적어도 일측을 커버하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 내측 내화 시트(300)는, 상기 셀 어셈블리(100)의 적어도 상부 측을 커버하도록 구성될 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 케이스(200)와 내측 내화 시트(300)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 측면에서, 상기 내측 내화 시트(300)는, 상기 벤팅 홀(H)과 대응되는 위치에 제1 벤팅부(V1)를 구비할 수 있다. 상기 제1 벤팅부(V1)는 가스가 자유롭게 연통할 수 있도록 구성될 수 있다 .이러한 제1 벤팅부(V1)는, 내측 내화 시트(300)에서 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(H)과 매칭되는 구성, 이를테면 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(H)과 대응되는 위치, 크기, 모양 등을 가질 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 배터리 셀(110)의 상단 실링부(115)를 통해 배출된 가스가, 상기 내측 내화 시트(300)의 상부 측에 형성된 제1 벤팅부(V1)를 통해 배터리 모듈(10) 외부로 배출될 수 있다. 즉 이와 같은 구조에 의하면 모듈 내부의 고온의 가스와 화염이 원활하게 토출될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 도 2를 참조하면, 상기 내측 내화 시트(300)는, 모듈 케이스(200)에서 벤팅 홀(H)이 형성된 부분의 내측에 구비될 수 있다. 따라서, 내측 내화 시트(300)는, 셀 어셈블리(100)에서 벤팅 홀(H)과 대면되는 부분의 외측을 감싸도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 도 2를 참조하면, 상기 제1 벤팅부(V1)는, 메쉬망을 포함할 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 셀 어셈블리(100)에서 발생한 고온의 가스를 외부로 용이하게 배출할 수 있음과 동시에, 상기 메쉬망이 셀 어셈블리(100)에서 발생한 스파크가 셀 어셈블리(100) 외부로 튀는 것을 막아줄 수 있다. 또한, 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)과 인접한 다른 배터리 모듈(10)로 화재가 전파되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 내측 내화 시트(300)는, 고온의 열이나 화염에도 잘 견딜 수 있는 내화성 재질, 이를테면 mica 재질로 이루어지거나 이러한 재질을 부분적으로 포함할 수 있다.
상기 외측 내화 시트(400)는, 모듈 케이스(200)의 외측에 구비될 수 있다. 외측 내화 시트(400)는, 적어도 모듈 케이스(200)의 상부 측을 감싸도록 구성될 수 있다. 특히, 외측 내화 시트(400)는, 모듈 케이스(200)의 외측에서, 적어도 벤팅 홀(H)이 형성된 부분을 커버하도록 구성될 수 있다. 즉, 외측 내화 시트(400)는, 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(H)이 형성된 측면을 외측에서 감싸도록 구성될 수 있다.
상기 외측 내화 시트(400)도, 고온의 열이나 화염에도 잘 견딜 수 있는 내화성 재질을 구비할 수 있다. 예를 들어, 외측 내화 시트(400)는, mica 재질로 이루어지거나 이러한 mica 재질을 부분적으로 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 케이스(200)와 외측 내화 시트(400)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 외측 내화 시트(400)는, 상기 모듈 케이스(200)의 상부를 커버하는 상부 시트(410) 및 상기 모듈 케이스(200)의 측부를 커버하는 측부 시트(420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 시트(410)와 측부 시트(420)는 서로 연결된 상태로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 그리고, 외측 내화 시트(400)는, 모듈 케이스(200)의 상부의 적어도 일부 및 측부의 적어도 일부를 감싸도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 상부 시트(410)는 모듈 케이스(200)의 상부를 커버할 수 있다. 상기 측부 시트(420)는 모듈 케이스(200)의 측부를 커버할 수 있다.
예를 들어, 외측 내화 시트(400)는, 하나의 시트 부재로서, 양단이 절곡되어 모노 프레임의 상판, 좌측판 및 우측판을 감싸도록 절곡된 형태를 가질 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 외측 내화 시트(400)가 상기 모듈 케이스(200)의 측부를 완전히 감싸게 되므로, 인접한 배터리 모듈(10)로의 열 전이를 효과적으로 차단할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 측면에서, 상기 외측 내화 시트(400)는, 상기 벤팅 홀(H)과 대응되는 위치에 제2 벤팅부(V2)를 구비할 수 있다. 상기 제2 벤팅부(V2)는 외측 내화 시트(400)의 상부 시트(410) 상에 구비될 수 있다.
이러한 제2 벤팅부(V2)는, 외측 내화 시트(400)에서 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(H)과 매칭되는 구성, 이를테면 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(H)과 대응되는 위치, 모양 등을 가질 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 배터리 셀(110)의 상단 실링부(115)를 통해 배출된 가스가, 상기 외측 내화 시트(400)의 상부 측에 형성된 제2 벤팅부(V2)를 통해 배터리 모듈(10) 외부로 배출될 수 있다. 즉 이와 같은 구조에 의하면 모듈 내부의 고온의 가스와 화염이 원활하게 토출될 수 있다.
도 7은, 도 6의 A 영역을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 내부에서 열적 이벤트가 발생한 경우 벤팅 가스의 배출 경로를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)의 외부에서 열적 이벤트가 발생한 경우 벤팅 가스의 유입을 차단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기 외측 내화 시트(400)는, 정상적인 상태에서는 상기 제2 벤팅부(V2)를 밀폐시키며, 상기 모듈 케이스(200)의 내부에서 상기 제2 벤팅부(V2)로 벤팅 가스가 유입되는 경우, 상기 제2 벤팅부(V2)를 개방시키도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2 벤팅부(V2)는 정상적인 상태에서는 도 7과 같이 밀폐된 상태를 유지한다. 예를 들어 도 7과 같이 제2 벤팅부(V2)의 둘레에는 예비 절개선(C)이 형성될 수 있다. 예비 절개선(C)은 상부 시트(410)의 주변 영역보다 두께가 얇거나 밀도가 낮아 주변 영역보다 파단이 용이하게 구성될 수 있다. 따라서 정상적인 상태에서는 도 8과 같이 외측 내화 시트(400)의 예비 절개선(C)이 파단되지 않은 상태로 상기 모듈 케이스(200)를 감싸는 구조일 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 상기 외측 내화 시트(400)가 상기 모듈 케이스(200)를 커버하는 구조가 되므로, 인접한 배터리 모듈(10)에서 열적 이벤트가 발생하더라도 인접한 배터리 모듈(10)에서 발생하는 고온의 가스 및 화염이 당해 배터리 모듈(10)의 내부로 침투되는 것을 막아줄 수 있다. 이에 따라 열 폭주 연쇄 반응이 효과적으로 차단될 수 있다. 따라서 배터리 모듈(10) 및 배터리 팩(1)의 안전성이 확보될 수 있다.
한편, 상기 모듈 케이스(200)의 내부에서 상기 제2 벤팅부(V2)로 벤팅 가스가 유입되는 경우, 상기 제2 벤팅부(V2)는 개방될 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(110)의 상단 실링부(115)를 통해 배출된 가스가, 상기 외측 내화 시트(400)의 상부 측에 형성된 제2 벤팅부(V2)를 통해 배터리 모듈(10) 외부로 배출될 수 있다. 즉 이와 같은 구조에 의하면 모듈 내부의 고온의 가스와 화염이 원활하게 토출될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9를 참조하여 설명하면, 모듈 케이스(200)의 내부에 수납된 배터리 셀(110)로부터 벤팅 가스가 배출되는 경우, 벤팅 가스는 제1 벤팅부(V1)와 벤팅 홀(H)을 지나 제2 벤팅부(V2)로 향할 수 있다. 이때, 제2 벤팅부(V2)는 외측 내화 시트(400)에 의해 막혀 있으나, 벤팅 가스의 압력으로 인해 외측 내화 시트(400)의 대응 부분은 오픈되거나 파열될 수 있다. 따라서, 제2 벤팅부(V2)가 개방될 수 있다. 즉, 외측 내화 시트(400)는, 벤팅 가스의 발생으로 모듈 케이스(200)의 내압이 일정 수준 이상이 되면, 제2 벤팅부(V2)가 개방시키도록 구성될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 정상적인 상태에서는 외측 내화 시트(400)가 상기 모듈 케이스(200)를 커버하는 구조가 되므로, 인접한 배터리 모듈(10)에서 열적 이벤트가 발생하더라도 인접한 배터리 모듈(10)에서 발생하는 고온의 가스 및 화염이 당해 배터리 모듈(10)의 내부로 침투되는 것을 방지함과 동시에, 당해 배터리 모듈(10) 내에서 열적 이벤트가 발생할 경우에는 제2 벤팅부(V2)를 개방함으로써 배터리 모듈(10) 내부에서 발생한 가스를 용이하게 배출할 수 있다.
결과적으로 제1 벤팅부(V1)와 제2 벤팅부(V2)에 의해 배터리 모듈(10) 내부에서 발생한 가스는 배터리 모듈(10) 외부로 원활하게 배출될 수 있다. 이에 따라 배터리 모듈(10) 내부에서 발생한 고온의 가스와 화염에 의해 모듈 케이스(200)의 구조가 붕괴되는 상황을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 제2 벤팅부(V2)는, 상기 배터리 모듈(10)의 외부를 향하는 방향으로만 개방되도록 구성될 수 있다.
도 9를 참조하여 설명하면, 상기 제2 벤팅부(V2)는 정상적인 상태에서 밀폐되어 있다가, 배터리 모듈(10) 내부에서 열적 이벤트가 발생하여 가스가 발생하면, 배터리 모듈(10)의 내압에 의해 개방될 수 있다. 이 때, 상기 제2 벤팅부(V2)는 도 9에서와 같이 상기 배터리 모듈(10)의 외부를 향하는 방향으 개방될 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈(10)의 내부에서 발생한 가스에 의해 배터리 모듈(10) 내부의 압력이 증가하면, 도 7에 도시된 제2 벤팅부(V2)의 예비 절개선(C)이 파단되어 상기 제2 벤팅부(V2)가 외부를 향해 개방될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면 배터리 모듈(10)의 내부에서 열적 이벤트가 발생하여 가스가 발생한다고 하더라도 상기 가스를 배터리 모듈(10)의 외부로 효율적으로 배출할 수 있다.
상기 제2 벤팅부(V2)는, 상기 배터리 모듈(10)의 내부를 향하는 방향으로는 개방되지 않을 수 있다. 도 8을 참조하여 설명하면, 배터리 모듈(10)의 외부에서 열적 이벤트가 발생하여 가스가 발생할 경우, 상기 외측 내화 시트(400)는 배터리 모듈(10)의 내부를 향하는 방향으로 외압을 받게 될 수 있다. 이러한 경우라고 하더라도 본 발명의 제2 벤팅부(V2)는 상기 배터리 모듈(10)의 내부를 향하는 방향으로는 개방되지 않을 수 있다. 즉, 상기 제2 벤팅부(V2)는, 상기 배터리 모듈(10)의 외부를 향하는 방향으로만 개방되도록 구성될 수 있다.
따라서, 이와 같은 구조에 의하면, 당해 배터리 모듈(10)과 인접한 배터리 모듈(10)에서 열적 이벤트가 발생하더라도 인접한 배터리 모듈(10)에서 발생하는 고온의 가스 및 화염이 당해 배터리 모듈(10)의 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 이와 같은 구조에 의하면, 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)로부터 발생한 고온, 고압의 가스 및 화염으로부터 배터리 모듈(10)이 보호될 수 있다. 따라서, 모듈 간 열 폭주 이벤트가 연쇄적으로 일어나는 것을 억제할 수 있다. 결국 배터리 모듈(10) 외부의 외측 내화 시트(400)를 통해 배터리 모듈(10)이 보호됨으로써, 연쇄 반응 이벤트가 제어되고 배터리 팩(1)의 안전성이 확보될 수 있다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 내화 시트(400)가 조립된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 제2 벤팅부(V2)는, 상기 벤팅 홀(H)보다 크기가 더 크도록 구성될 수 있다.
제2 벤팅부(V2)는, 외측 내화 시트(400)에서 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(H)과 매칭되는 구성, 이를테면 모듈 케이스(200)의 벤팅 홀(H)과 대응되는 위치, 모양 등을 가질 수 있다. 예를 들어 도 10을 참조하면 상기 제2 벤팅부(V2)와 벤팅 홀(H)은 모두 일 방향으로 연장된 타원 형상을 가질 수 있다. 제2 벤팅부(V2)와 벤팅 홀(H)은 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 즉, 제2 벤팅부(V2)와 벤팅 홀(H)은 연직 방향으로 동일 선 상에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 제2 벤팅부(V2)는, 상기 벤팅 홀(H)과 동일한 중심을 갖고 상기 벤팅 홀(H)보다 크기가 더 클 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 벤팅 홀(H)을 통해 배출된 가스가 제2 벤팅부(V2)의 일부 영역으로 직접 분출되기 때문에 제2 벤팅부(V2)가 용이하게 개방될 수 있다.
또한, 배터리 모듈(10)의 외부의 고온의 가스나 화염에 의해 배터리 모듈(10) 외부의 압력이 높아지는 경우라고 하더라도, 제2 벤팅부(V2)의 크기가 벤팅 홀(H)의 크기보다 더 크기 때문에, 만약의 경우 제2 벤팅부(V2)가 파단된다고 하더라도 벤팅 홀(H)은 제2 벤팅부(V2)에 의해 완전히 덮여지게 될 수 있다. 즉, 제2 벤팅부(V2)가 벤팅 홀(H)을 완전히 막아줄 수 있기 때문에, 배터리 모듈(10)의 외부에서 발생된 고온의 가스나 화염이 배터리 모듈(10)의 내부로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈(10) 또는 이러한 배터리 모듈(10)이 다수 구비된 배터리 팩(1)의 안전성이 향상될 수 있다. 이에 대해서는, 도 4를 추가로 참조하여 설명한다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(10)이 둘 이상 구비된 구성에서 가스나 화염 등의 전달 억제 효과를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 인접하는 2개의 배터리 모듈(10) 중, 어느 하나의 배터리 모듈(10)(열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10))로부터 벤팅 가스와 화염이 토출된 경우, 인접하는 다른 배터리 모듈(10)(열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)과 인접한 배터리 모듈(10))로 가스 및 화염 침투가 억제될 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)은, 이벤트가 진행됨에 따라 고온, 고압의 가스 및 화염이 생성되고, 해당 배터리 모듈(10)의 모듈 케이스(200)에 형성된 벤팅 홀(H)을 통해 외부로 자연스럽게 토출될 수 있다. 이 때, 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)의 내측 내화 시트(300)의 제1 벤팅부(V1)가 벤팅 홀(H)과 매칭되어 있기 때문에, 고온의 가스 및 화염에도 구조가 붕괴되지 않을 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 상기 내측 내화 시트(300)에 구비된 제1 벤팅부(V1), 모듈 케이스(200)에 구비된 벤팅 홀(H), 외측 내화 시트(400)에 구비된 제2 벤팅부(V2)를 통해, 배터리 모듈(10) 내부에서 발생한 고온의 가스 및/또는 화염이 용이하게 배터리 모듈(10) 외부로 배출될 수 있기 때문에, 배터리 모듈(10) 내압 상승에 의한 모듈 케이스(200) 폭발, 파단 또는 붕괴 등을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 모듈 케이스(200)의 구조가 안정적으로 유지되어, 이벤트 진행 간 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)의 폭발 혹은 구조 붕괴가 일어나지 않을 수 있다.
또한, 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)과 인접한 배터리 모듈(10)은, 모듈 케이스(200)의 외측을 보호하고 있는 외측 내화 시트(400)를 통해 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)로부터 발생한 고온, 고압의 가스 및 화염으로부터 보호될 수 있다. 따라서, 모듈 간 열 폭주 이벤트가 연쇄적으로 일어나는 것을 억제할 수 있다.
즉, 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)과 인접한 모듈은 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)로부터 발생하는 고온의 가스 및 화염 등이 역으로 모듈 내부로 침투되지 않도록 모듈 외부의 외측 내화 시트(400)를 통해 보호됨으로써, 연쇄 반응 이벤트가 제어되고 배터리 팩(1)의 안전성이 확보될 수 있다. 즉, 외측 내화 시트(400)는, 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)에서는 내측 내화 시트(300)와 마찬가지로 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10) 내부의 가스 및 화염의 토출 경로의 역할을 하지만, 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)과 인접한 배터리 모듈(10)에서는 열 폭주 이벤트가 발생한 배터리 모듈(10)로부터 전이되는 화염 및 가스가 역으로 침투되는 것을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 외측 내화 시트(400)는 방염 시트일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 측면에 의하면, 모듈 케이스(200)의 내측에 내측 내화 시트(300)가 구비되고, 외측 내화 시트(400)가 방염 시트로서 모듈 외측에 구비되어, 다층의 내화 방염 구조가 형성된다고 할 수 있다.
상기 외측 내화 시트(400)는, 고온의 열이나 화염에도 잘 견딜 수 있는 방염 재질 및/또는 내화성 재질, 이를테면 mica 재질로 이루어지거나 이러한 재질을 부분적으로 포함할 수 있다.
도 12는 도 1의 배터리 모듈(10)을 포함하는 배터리 팩(1)을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 모듈(10)을 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 수용할 수 있는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다. 아울러, 이러한 배터리 모듈(10) 이외에 다른 다양한 구성요소, 이를테면, BMS, 팩 케이스, 릴레이, 전류 센서 등과 같은 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩(1)의 구성요소 등을 더 포함할 수 있다.
도 13은 도 12의 배터리 팩(1)을 포함하는 자동차(V)를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차(V)는, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)을 적어도 하나 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈(10)은, 전기 자동차(V)나 하이브리드 자동차(V)와 같은 자동차(V)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차(V)는, 본 발명에 따른 배터리 모듈(10) 또는 본 발명에 따른 배터리 팩(1)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동차(V)는, 이러한 배터리 모듈(10)이나 배터리 팩(1) 이외에 자동차(V)에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차(V)는, 본 발명에 따른 배터리 모듈(10) 이외에, 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 모듈(10) 내지 배터리 팩(1) 등에 대하여 안전성이 향상될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 측면에 의하면, 내측 내화 시트(300)와 외측 내화 시트(400)에 의해 다층의 내화 방염 구조가 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 열 폭주 이벤트 상황에서 이벤트 모듈은 모듈 내부의 고온의 가스와 화염이 원활하게 토출되도록 함과 동시에, 모듈 케이스(200) 구조가 붕괴되지 않도록 할 수 있다. 또한, 이벤트 모듈과 인접한 배터리 모듈(10)은, 이벤트 모듈로부터 발생하는 고온의 가스와 화염이 모듈 내부로 침투되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(10) 간 열적 이벤트의 연쇄 반응을 제어하여 배터리 모듈(10) 내지 배터리 팩(1)의 안전성이 향상되도록 할 수 있다. 따라서, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 안정성이 향상된 배터리 모듈(10), 이를 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차(V)를 제공할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하와 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 통상의 기술자에게 자명하다.
이상에서 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 청구 범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
[부호의 설명]
V 자동차 1 배터리 팩
10 배터리 모듈 50 팩 케이스
100 셀 어셈블리 110 배터리 셀
111 전극 조립체 113 수용부
115 실링부 117 전극 리드
130 버스바 어셈블리
200 모듈 케이스 H 벤팅 홀
300 내측 내화 시트 V1 제1 벤팅부
400 외측 내화 시트 V2 제2 벤팅부
410 상부 시트 420 측부 시트

Claims (14)

  1. 복수의 배터리 셀을 구비하는 셀 어셈블리;
    상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하며 벤팅 홀이 형성된 모듈 케이스;
    상기 모듈 케이스와 상기 셀 어셈블리 사이에 개재된 내측 내화 시트; 및
    상기 모듈 케이스의 외측에서 적어도 상기 벤팅 홀이 형성된 부분을 커버하도록 구성된 외측 내화 시트
    를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀은,
    상단 실링부를 통해 벤팅 가스를 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤팅 홀은,
    상기 모듈 케이스의 상부 측에 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는, 복수의 배터리 셀이 수평 방향으로 배치되며,
    상기 내측 내화 시트는, 상기 셀 어셈블리의 상부 측을 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 내화 시트는,
    상기 벤팅 홀과 대응되는 위치에 제1 벤팅부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 벤팅부는, 메쉬망을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 내화 시트는,
    상기 모듈 케이스의 상부를 커버하는 상부 시트; 및
    상기 모듈 케이스의 측부를 커버하는 측부 시트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 내화 시트는,
    상기 벤팅 홀과 대응되는 위치에 제2 벤팅부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 외측 내화 시트는,
    정상적인 상태에서는 상기 제2 벤팅부를 밀폐시키며, 상기 모듈 케이스의 내부에서 상기 제2 벤팅부로 벤팅 가스가 유입되는 경우, 상기 제2 벤팅부를 개방시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 벤팅부는,
    상기 배터리 모듈의 외부를 향하는 방향으로만 개방되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 벤팅부는, 상기 벤팅 홀보다 크기가 더 큰 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 내화 시트는 방염 시트인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 모듈을 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 13 항에 기재된 배터리 팩을 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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