WO2024136284A1 - 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 - Google Patents

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 Download PDF

Info

Publication number
WO2024136284A1
WO2024136284A1 PCT/KR2023/020571 KR2023020571W WO2024136284A1 WO 2024136284 A1 WO2024136284 A1 WO 2024136284A1 KR 2023020571 W KR2023020571 W KR 2023020571W WO 2024136284 A1 WO2024136284 A1 WO 2024136284A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sealing member
battery pack
battery
groove
pack
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/020571
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
백승률
김상진
김지훈
설재중
윤석진
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 KR1020230177850A external-priority patent/KR20240100241A/ko
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Publication of WO2024136284A1 publication Critical patent/WO2024136284A1/ko

Links

Images

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and a vehicle including the same, and more specifically, to a battery pack capable of directional venting of flame or gas and a vehicle including the same.
  • secondary batteries refer to batteries that can be repeatedly charged and discharged, such as lithium-ion batteries, lithium polymer batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries.
  • Battery cells which are the most basic secondary batteries, can provide an output voltage of approximately 2.5V to 4.2V.
  • Lithium secondary batteries are currently in the spotlight due to their advantages such as high operating voltage and significantly high energy density, but because they use organic electrolytes, overcharging of lithium secondary batteries can cause overcurrent and overheating, which can lead to explosion or fire in severe cases. There is a problem that causes . In other words, if a thermal event occurs inside the secondary battery, the internal pressure may rapidly increase and an explosion or fire may occur.
  • a dangerous situation may occur for the user if the flame flows out of the case.
  • a battery pack is installed in an electric vehicle and a flame occurs in the battery cell and the flame leaks out, the driver driving the electric vehicle may be burned or put in a dangerous situation.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a battery pack that can discharge flame or gas generated by ignition in a battery cell in a preset direction (directional venting) even without a separate venting device, and a vehicle including the same. It is done.
  • the present invention provides a battery pack that can freely adjust the location of flame or gas discharge and a vehicle including the same.
  • a battery pack capable of adjusting the size and number of vents through which flame or gas is discharged and a vehicle including the same are provided.
  • a plurality of battery cells a pack case in which the plurality of battery cells are stored and a venting portion is formed; and a sealing member installed on the pack case for sealing the pack case and closing the venting portion, wherein the sealing member is ruptured by a pressure in a preset range, causing flame or gas generated inside the pack case.
  • a battery pack may be provided, characterized in that it is discharged through the venting part.
  • the venting part is provided as an internal groove formed in the pack case, and the sealing member may be disposed across the internal groove.
  • the sealing member crosses the inner groove and divides the inner groove into an outer and inner side, and the outer side of the inner groove and the inner side of the inner groove may have different areas.
  • the inner area of the inner groove may be larger than the outer area of the inner groove.
  • the inside of the internal groove communicates with a portion where flame or gas is expected to be generated, and the outside of the internal groove may be open to the outside.
  • the internal groove is formed in a square shape, and the sealing member may be arranged to be perpendicular to some corners of the internal groove.
  • an insertion groove into which the sealing member is inserted is formed in the pack case, and the insertion groove and the inner groove may communicate with each other.
  • the insertion groove is formed along the inner circumference of the pack case, and the inward groove may be formed to communicate with the insertion groove at at least one part of the portion where the insertion groove is formed.
  • an easily rupture portion may be formed in the sealing member to facilitate rupture when the flame or gas is generated.
  • the easily rupture portion may be provided as a notched portion that is relatively thinner than other portions of the sealing member.
  • the notching part may be disposed within the venting part.
  • the sealing member may be made of ethylene propylene rubber (EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer).
  • a vehicle including the above-described battery pack can be provided.
  • Embodiments of the present invention have the effect of discharging flame or gas generated by ignition in a battery cell in a preset direction (directional venting) without a separate venting device.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view viewed along arrow B in FIG. 1.
  • Figure 3 is a partially exploded perspective view of Figure 1.
  • Figure 4 is a diagram showing a sealing member installed in the pack case in Figure 3.
  • Figure 5 is an enlarged view of portion C of Figure 4.
  • Figure 6 is a view showing the broken sealing member in Figure 5.
  • Figure 7 is a cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 1.
  • Figure 8 is a diagram for explaining a vehicle including a battery pack according to each embodiment of the present invention.
  • Coupled to refers not only to the case where one member and another member are directly coupled or directly connected, but also when one member is indirectly coupled to another member through a joint member, or indirectly connected to another member. Also includes cases where it is connected to .
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view viewed along arrow B in FIG. 1
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view of FIG. 1
  • FIG. 4 is a pack in FIG. 3.
  • Figure 5 is an enlarged view of part C of Figure 4
  • Figure 6 is a drawing showing the sealing member broken in Figure 5
  • Figure 7 is a diagram showing the sealing member in Figure 1. This is a cross-sectional view along ‘A-A’.
  • a battery pack 10 may include a plurality of battery cells 100, a pack case 200, and a sealing member 300.
  • the battery cell 100 may vary and may include, for example, a cylindrical battery cell, a prismatic battery cell, or a pouch-shaped battery cell. However, for convenience of explanation, the following description will focus on the case where a cylindrical battery cell is stored inside the pack case 200 as shown in FIG. 7. However, the scope of the battery cell 100 is not limited to cylindrical battery cells. And, referring to FIG. 7, a plurality of cylindrical battery cells are stored inside the pack case 200.
  • a cylindrical battery cell may include an electrode assembly, a battery can, and a cap plate.
  • the electrode assembly has a structure in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in one direction. Additionally, a central hole is formed in the center of the electrode assembly, and may be formed in a jelly roll type.
  • the electrode assembly may be manufactured by winding a laminate formed by sequentially stacking a negative electrode plate, a separator, a positive plate, and a separator at least once.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate may be formed in a sheet shape.
  • the electrode assembly applied to this embodiment may be a wound-type electrode assembly.
  • an additional separator may be provided on the outer peripheral surface of the electrode assembly to insulate it from the battery can.
  • the electrode assembly may have a winding structure well known in the related art without limitation.
  • a positive electrode active material may be applied to one or both sides of the positive electrode plate, and a first uncoated portion in which no positive active material is applied may be formed at an end of the positive electrode plate.
  • the first uncoated portion is exposed to the outside of the separator while forming a plurality of winding turns based on the center of the electrode assembly, and can itself be used as an electrode tab.
  • the first uncoated region may not be formed on the positive electrode plate.
  • a negative electrode active material may be applied to one or both sides of the negative electrode plate, and a second uncoated portion in which no negative electrode active material is applied may be formed at an end of the negative electrode plate.
  • the second uncoated portion is exposed to the outside of the separator while forming a plurality of winding turns based on the center of the electrode assembly, and can be used as an electrode tab in itself.
  • the second uncoated region may not be formed on the negative electrode plate.
  • the first uncoated portion and the second uncoated portion may be configured to face opposite directions.
  • the positive electrode active material coated on the positive electrode plate and the negative electrode active material coated on the negative electrode plate can be used without limitation as long as they are active materials known in the art.
  • the separator is a porous polymer film, for example, a porous polymer film made of polyolefin polymers such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, ethylene/hexene copolymer, ethylene/methacrylate copolymer, etc. Alternatively, they can be used by stacking them.
  • the separator may be a conventional porous nonwoven fabric, for example, a nonwoven fabric made of high melting point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, etc.
  • At least one surface of the separator may include a coating layer of inorganic particles. It is also possible that the separator itself is made of a coating layer of inorganic particles. The particles constituting the coating layer may have a structure combined with a binder such that an interstitial volume exists between adjacent particles.
  • the center hole of the electrode assembly is also used for welding the cell terminal (positive terminal) and the positive electrode current collector. That is, it may be configured to weld the cell terminal and the positive electrode current collector plate by irradiating a laser through the center hole of the electrode assembly.
  • An electrode assembly is stored in the battery can. Additionally, a through hole may be formed in the battery can.
  • the battery can is formed in a cylindrical shape, the electrode assembly is stored inside the battery can, and can be electrically connected to the negative electrode plate of the electrode assembly. Accordingly, the battery can may have the same polarity as the negative electrode plate, that is, the negative electrode.
  • the diameter of the battery can is formed to be larger than the diameter of the electrode assembly.
  • a gap of a preset size is formed between the battery can and the positive electrode current collector, and an insulator may be interposed between the gap.
  • the size of the battery can is set according to the standard and the size of the electrode assembly is increased, the total capacity of the battery cell 100 increases, but the gap between the battery can and the electrode assembly decreases.
  • increasing the size of the electrode assembly to increase the overall capacity of the battery cell 100 reduces the gap between the battery can and the electrode assembly, so to increase the capacity of the battery cell 100, the gap between the battery can and the electrode assembly is reduced.
  • An insulator must be able to be inserted between the reduced gaps, and for this purpose, it is desirable that the thickness of the insulator be as thin as possible.
  • a battery can is a roughly cylindrical receptor and may be made of a conductive material such as metal, for example.
  • the material of the battery can may be made of a conductive metal, such as aluminum, steel, or stainless steel, but is not limited thereto.
  • the positive current collector plate is electrically connected to the positive electrode plate, for example, at the top of the electrode assembly.
  • the positive electrode current collector plate is made of a conductive metal material and may be electrically connected to the first uncoated portion of the positive electrode plate.
  • the cell terminal is made of a conductive metal material and is electrically connected to the positive electrode current collector. Additionally, the cell terminal is electrically connected to the positive electrode plate of the electrode assembly through the positive electrode current collector plate and thus has positive polarity.
  • the cell terminal can function as a positive terminal.
  • the battery can is electrically connected to the negative electrode plate of the electrode assembly, and thus may have negative polarity.
  • the negative electrode current collector plate is electrically connected to the negative electrode plate, for example at the bottom of the electrode assembly.
  • the negative electrode current collector plate is made of a conductive metal material such as aluminum, steel, copper, or nickel, and may be electrically connected to the second uncoated portion of the negative electrode plate.
  • the negative current collector plate may be electrically connected to the battery can.
  • the negative electrode current collector may be fixed with at least a portion of its edge portion interposed between the inner surface of the battery can and the sealing gasket.
  • At least a portion of the edge of the negative electrode current collector may be fixed to the beading portion by welding while being supported on the bottom surface of the beading portion formed at the bottom of the battery can.
  • At least a portion of the remaining portion excluding the beading portion of the negative electrode current collector may be joined to the curved surface of the second uncoated portion through welding, for example, laser welding.
  • At least a portion of an edge of the negative electrode current collector may be electrically coupled to the upper and lower surfaces of the beading portion adjacent to the crimping portion.
  • the cap plate is configured to seal the opening formed at the bottom of the battery can.
  • the cap plate may be made of, for example, a metal material to ensure rigidity.
  • the cap plate may be separated from the electrode assembly and provided as non-polar. That is, the cap plate may not have polarity even if it is made of a conductive metal material.
  • cap plate does not have polarity means that the cap plate is electrically insulated from the battery can and cell terminals. As such, the cap plate does not need to have polarity, and its material does not necessarily have to be a conductive metal.
  • the cap plate may be supported by being seated on a beading portion formed on the battery can. Additionally, the cap plate is fixed by a crimping portion described later.
  • a sealing gasket may be interposed between the cap plate and the crimping portion of the battery can to ensure airtightness of the battery can. That is, the sealing gasket may be provided to be interposed between the edge of the cap plate and the opening of the battery can.
  • a plurality of battery cells 100 are stored in the pack case 200. And, referring to FIG. 3, a venting portion 211 is formed in the pack case 200.
  • the pack case 200 surrounds the plurality of battery cells 100 and thereby protects the battery cells 100 from external vibration or shock.
  • the pack case 200 may include, for example, an upper case 210, a lower case 220, and a side case 230. Additionally, the venting portion 211 may be formed at various locations of the pack case 200, for example, at least one of the upper case 210, lower case 220, and side case 230. Here, the location of the venting unit 211 may vary depending on the discharge direction of the flame or gas. Referring to FIGS. 1 and 3 , the venting portion 211 may be formed to face the side of the upper case 210 . However, this is only one example.
  • An insertion groove 212 (see FIG. 3) into which the sealing member 300 is inserted may be formed in the pack case 200, for example, the upper case 210. And, as shown in FIG. 4, the sealing member 300 is inserted into the insertion groove 212.
  • the pack case 200 can be manufactured, for example, by bending a metal plate, and thus the pack case 200 can be manufactured as an integrated piece.
  • the joining process is simplified and has the effect of being simplified.
  • the pack case 200 may be provided in a separate form and joined by welding or the like.
  • the material of the pack case 200 is not limited to metal.
  • the sealing member 300 is installed in the pack case 200 to prevent dust or moisture from outside the pack case 200 from entering the pack case 200. Referring to FIGS. 4 and 5 , the sealing member 300 is installed on the upper case 210 of the pack case 200 to seal the pack case 200 and closes the venting portion 211.
  • the sealing member 300 is broken by the pressure. Then, when the sealing member 300 is broken, the closed venting part 211 is opened and the flame or gas generated inside the pack case 200 flows to the outside of the pack case 200 through the open venting part 211. is discharged.
  • the venting portion 211 may be formed in various ways.
  • the venting portion 211 may be provided as an internal groove 215 formed inside the upper case 210 of the pack case 200. .
  • one internal groove 215 is formed in the upper case 210, but the number of internal grooves 215 may vary.
  • the position of the inner groove 215 can be changed in various ways. In other words, the position and number of internal grooves 215 can be adjusted according to the designer's intention, and this has the effect of enabling directional venting without a separate venting device.
  • the sealing member 300 may be disposed across the inner groove 215 (see FIG. 5). As a result, the sealing member 300 can close the inner groove 215, which is the venting portion 211.
  • the internal groove 215 may be formed in various shapes.
  • the embedded groove 215 may be formed in a square shape.
  • a round portion 218 may be formed in the inner groove 215.
  • the shape of the inner groove 215 is not limited to this, and may be formed in a polygonal or circular shape, or in other deformable shapes.
  • the sealing member 300 may be arranged to be perpendicular to some corners of the inner groove 215, but the sealing member 300 is not limited to this.
  • the sealing member 300 crosses the inner groove 215 and divides the inner groove 215 into an outer side 216 and an inner side 217, thereby dividing the inner groove 215 into an outer side 216 and an inner side 217.
  • (216) and the inner side (217) of the inner groove (215) may have different areas.
  • the area of the inner side 217 of the inner groove 215 may be formed to be larger than the area of the outer side 216 of the inner groove 215.
  • the inner side 217 of the inner groove 215 communicates with the part where flame or gas is expected to be generated, and the outer side 216 of the inner groove 215 can be configured to be open to the outside (see FIGS. 1 and 2). there is.
  • the flame or gas generated by ignition in the battery cell 100 is not discharged in a random direction that the designer does not expect, but is discharged in a preset direction (venting unit 211) as intended by the designer (directional Venting) can be done.
  • the battery pack 10 can freely adjust the discharge position of the flame or gas, and can also freely adjust the size and number of venting parts 211 through which the flame or gas is discharged. It works.
  • the sealing member 300 may be inserted into the insertion groove 212 (see FIG. 3) formed in the upper case 210 of the pack case 200.
  • the insertion groove 212 and the inner groove 215 communicate with each other.
  • the insertion groove 212 is formed along the inner circumference of the pack case 200, and the inner groove 215 is formed in at least one portion of the portion where the insertion groove 212 is formed. It can be formed in communication with. That is, when a plurality of internal grooves 215 are formed, the insertion groove 212 may communicate with the plurality of internal grooves 215 at various positions.
  • the sealing member 300 is inserted into and supported in the insertion groove 212.
  • the insertion groove 212 is not formed in the portion where the inner groove 215 is formed, the sealing member 300 cannot be supported in the portion where the inner groove 215 is formed. And, according to this, when the internal pressure of the battery pack 10 increases in a thermal event situation, the unsupported portion of the sealing member 300 may be easily broken.
  • an easily rupture portion 310 may be formed in the sealing member 300 to facilitate rupture when flame or gas is generated. That is, when a thermal event occurs and the internal pressure of the battery pack 10 increases, it breaks at the easily rupture portion 310.
  • the easily rupture portion 310 may be provided in various ways.
  • the easily breakable portion 310 may be provided as a notched portion 311 that is relatively thinner than other portions of the sealing member 300.
  • the notching portion 311 may be disposed within the venting portion 211.
  • the easily breakable portion 310 may be provided as a cut portion (not shown) formed by cutting the sealing member 300 in advance.
  • the sealing member 300 may be made of various materials, for example, ethylene propylene rubber (EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer), but the material is not limited thereto.
  • EPDM ethylene propylene rubber
  • Ethylene Propylene Diene Monomer Ethylene Propylene Diene Monomer
  • the battery pack 10 may include various types of battery cells 100, for example, cylindrical battery cells, prismatic battery cells 100, or pouch-type battery cells 100. Additionally, the battery pack 10 may further include various devices for controlling charging and discharging of the battery cells 100 provided in the battery pack 10, such as a BMS, a current sensor, and a fuse.
  • Figure 8 is a diagram for explaining a vehicle including a battery pack according to each embodiment of the present invention.
  • a vehicle 20 may include one or more battery packs 10 according to each embodiment of the present invention described above.
  • the vehicle 20 includes various vehicles designed to use electricity, such as electric vehicles or hybrid vehicles.
  • the present invention relates to a battery pack and a vehicle including the same, and is particularly applicable to industries related to secondary batteries.

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀; 복수의 배터리 셀이 수납되며, 벤팅부가 형성된 팩 케이스; 및 팩 케이스의 밀봉을 위해 팩 케이스에 설치되고, 벤팅부를 폐쇄하는 실링부재를 포함하며, 미리 설정된 범위의 압력에 의해 실링부재가 파단되어 팩 케이스 내부에서 생성된 화염 또는 가스가 벤팅부를 통해 배출될 수 있다.

Description

배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
본 출원은 2022년 12월 22일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2022-0181863호 및 2023년 12월 08일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2023-0177850호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 화염 또는 가스의 디렉셔널 벤팅이 가능한 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지(secondary battery)는 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 니켈 수소 배터리, 니켈 아연 배터리 등과 같이 반복적 충방전이 가능한 배터리를 말한다. 가장 기본적인 이차전지에 해당하는 배터리 셀은 대략 2.5V에서 4.2V 정도의 출력 전압을 제공할 수 있다.
최근, 이러한 배터리 셀이 전기 차량(electric vehicle)이나 ESS(Energy Storage System) 등과 같이 높은 출력 전압과 대량의 충전 용량을 요구하는 장치들에 적용되면서, 다수의 배터리 셀을 직렬, 병렬, 또는 직렬과 병렬을 조합한 방식으로 연결하여 구성된 배터리 모듈(battery module)과, 이러한 배터리 모듈들을 다시 직렬, 병렬, 또는 직렬과 병렬을 조합한 방식으로 연결하여 구성된 배터리 팩(battery pack)이 널리 사용되고 있다.
리튬 이차 전지는 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 높다는 등의 장점으로 인해 현재 각광을 받고 있지만, 유기 전해액을 사용하기 때문에 리튬 이차 전지가 과충전되면 과전류 및 과열을 유발하여 심한 경우 폭발이나 발화에 의한 화재의 원인이 되는 문제점이 있다. 즉, 이차 전지 내부에서 열적 이벤트가 발생하면 내부 압력이 급격히 증가하면서 폭발 내지 화재가 발생할 수 있다.
여기서, 배터리 팩에 구비된 케이스 내부의 배터리 셀들 중 적어도 하나에 화염이 발생한 경우, 화염이 케이스 밖으로 유출되면 사용자에게 위험한 상황이 발생될 수도 있다.
예를 들어, 배터리 팩이 전기차에 설치된 상태에서 배터리 셀에 화염이 발생하고 그 화염이 외부로 유출되면 전기차를 운전하고 있는 운전자가 화상을 입거나 위험한 상황에 처할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 각각의 배터리 셀에서 발생하는 고온의 가스나 화염의 배출 방향을 미리 설정된 방향으로 제어하는 디렉셔널 벤팅이 중요해지고 있다.
하지만, 디렉셔널 벤팅에서 고온의 가스나 화염이 배출되는 벤팅부의 위치를 설계자가 원하는 부분으로 조절하는 것이 쉽지 않을 뿐만 아니라 별도의 벤팅 장치가 구비되는 경우 비용이 증가한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 별도의 벤팅 디바이스가 없어도 배터리 셀에서 발화하여 생성된 화염 또는 가스를 미리 설정된 방향으로 배출(디렉셔널 벤팅)시킬 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.
또한, 화염 또는 가스의 배출 위치를 자유롭게 조절할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.
또한, 화염 또는 가스가 배출되는 벤팅부의 크기와 개수를 조절할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀이 수납되며, 벤팅부가 형성된 팩 케이스; 및 상기 팩 케이스의 밀봉을 위해 상기 팩 케이스에 설치되고, 상기 벤팅부를 폐쇄하는 실링부재를 포함하며, 미리 설정된 범위의 압력에 의해 상기 실링부재가 파단되어 상기 팩 케이스 내부에서 생성된 화염 또는 가스가 상기 벤팅부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 벤팅부는 상기 팩 케이스에 내입 형성된 내입홈으로 마련되며, 상기 실링부재는 상기 내입홈을 가로질러 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 실링부재는 상기 내입홈을 가로질러 상기 내입홈을 외측과 내측으로 구분하며, 상기 내입홈의 외측과 상기 내입홈의 내측은 서로 면적이 다르게 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 내입홈의 내측의 면적이 상기 내입홈의 외측의 면적보다 넓을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 내입홈의 내측은 화염 또는 가스의 발생 예상 부분과 연통되고, 상기 내입홈의 외측은 외부로 개방되어 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 내입홈은 사각형으로 형성되고, 상기 실링부재는 상기 내입홈의 일부 모서리에 직교하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 팩 케이스에는 상기 실링부재가 삽입되는 삽입홈이 형성되며, 상기 삽입홈과 상기 내입홈은 서로 연통될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 삽입홈은 상기 팩 케이스 내측의 둘레를 따라 형성되며, 상기 내입홈은 상기 삽입홈이 형성된 부분 중 적어도 하나의 부분에서 상기 삽입홈과 연통되게 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 실링부재에는 상기 화염 또는 상기 가스 발생시 파단이 용이하도록 용이파단부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 용이파단부는 상기 실링부재의 다른 부분보다 상대적으로 얇게 형성된 노칭부로 마련될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 노칭부는 상기 벤팅부 내에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 실링부재는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer)로 제작될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 배터리 팩을 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 별도의 벤팅 디바이스가 없어도 배터리 셀에서 발화하여 생성된 화염 또는 가스를 미리 설정된 방향으로 배출(디렉셔널 벤팅)시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 화염 또는 가스의 배출 위치를 자유롭게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 화염 또는 가스가 배출되는 벤팅부의 크기와 개수를 조절할 수 있는 효과가 있다.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 상술한 효과들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적인 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 전체 사시도이다.
도 2는 도 1에서 화살표 B를 따라 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 일부 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에서 팩 케이스에 실링부재가 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 C 부분의 확대도이다.
도 6은 도 5에서 실링부재가 파단된 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 도 1의 A-A'을 따라 바라본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 전체 사시도이고, 도 2는 도 1에서 화살표 B를 따라 바라본 도면이며, 도 3은 도 1의 일부 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에서 팩 케이스에 실링부재가 설치된 모습을 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 C 부분의 확대도이고, 도 6은 도 5에서 실링부재가 파단된 모습을 도시한 도면이며, 도 7은 도 1의 A-A'을 따라 바라본 단면도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 복수의 배터리 셀(100)과, 팩 케이스(200)와, 실링부재(300)를 포함할 수 있다.
배터리 셀(100)은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 원통형 배터리 셀, 각형 배터리 셀 또는 파우치형 배터리 셀을 포함할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 도 7에서와 같이 팩 케이스(200) 내부에 원통형 배터리 셀이 수납된 경우를 중심으로 설명한다. 다만, 배터리 셀(100)의 범위가 원통형 배터리 셀에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 도 7을 참조하면, 복수의 원통형 배터리 셀이 팩 케이스(200) 내부에 수납되어 있다.
원통형 배터리 셀은, 전극 조립체와, 전지 캔과, 캡 플레이트를 포함할 수 있다.
전극 조립체는 양극판과, 음극판과, 양극판 및 음극판 사이에 개재된 분리막이 일 방향으로 권취된 구조를 가진다. 그리고, 전극 조립체의 중심에는 중심홀이 형성되며, 젤리롤 타입으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 전극 조립체는 음극판과, 분리막과, 양극판과, 분리막을 순차적으로 적어도 1회 적층하여 형성된 적층체를 권취시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서, 양극판과 음극판은 쉬트 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 본 실시예에 적용되는 전극 조립체는 권취 타입의 전극 조립체일 수 있다. 이 경우, 전극 조립체의 외주면 상에는 전지 캔과의 절연을 위해 추가적인 분리막이 구비될 수도 있다. 즉, 전극 조립체는 관련 기술 분야에서 잘 알려진 권취 구조를 제한 없이 가질 수 있다.
양극판에는 일면 또는 양면 상에 양극 활물질이 도포되어 있고, 양극판의 단부에는 양극 활물질이 도포되지 않은 제1 무지부가 형성될 수 있다. 제1 무지부는 전극 조립체의 중심을 기준으로 복수의 권회 턴을 형성하면서 분리막의 외부로 노출되어 그 자체로서 전극 탭으로서 사용될 수 있다. 다만, 양극판에 제1 무지부가 형성되지 않을 수도 있다.
음극판에는 일면 또는 양면 상에 음극 활물질이 도포되어 있고, 음극판의 단부에는 음극 활물질이 도포되지 않은 제2 무지부가 형성될 수 있다. 제2 무지부는 전극 조립체의 중심을 기준으로 복수의 권회 턴을 형성하면서 분리막의 외부로 노출되어 그 자체로서 전극 탭으로서 사용될 수 있다. 다만, 음극판에 제2 무지부가 형성되지 않을 수도 있다.
여기시, 양극판과 음극판이 각각 무지부를 포함하는 경우, 제1 무지부와 제2 무지부는 서로 반대 방향을 향하도록 구성될 수 있다.
그리고, 양극판에 코팅되는 양극 활물질과, 음극판에 코팅되는 음극 활물질은 당업계에 공지된 활물질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
분리막은 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체, 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있다.
다른 예시로서, 분리막은 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있다.
분리막의 적어도 한 쪽 표면에는 무기물 입자의 코팅층을 포함할 수 있다. 또한 분리막 자체가 무기물 입자의 코팅층으로 이루어지는 것도 가능하다. 코팅층을 구성하는 입자들은 인접하는 입자 사이 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 존재하도록 바인더와 결합된 구조를 가질 수 있다.
그리고, 전극 조립체의 중심홀은 셀 단자(양극 단자)와 양극 집전판의 용접을 위해 사용되기도 한다. 즉, 전극 조립체의 중심홀을 통해 레이저를 조사하여 셀 단자와 양극 집전판을 용접하도록 구성될 수 있다.
전지 캔에는 전극 조립체가 수납된다. 그리고, 전지 캔에는 관통 홀이 형성될 수 있다. 여기서, 전지 캔은 원통형으로 형성되어 전지 캔 내부에 전극 조립체가 수납되며, 전극 조립체의 음극판과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 전지 캔은 음극판과 동일한 극성, 즉 음극을 가질 수 있다.
전지 캔의 직경은 전극 조립체의 직경보다 크게 형성된다. 전지 캔과 양극 집전판 사이에는 미리 설정된 크기의 간격이 형성되고 상기 간격 사이에 인슐레이터가 개재될 수 있다.
만약, 전지 캔의 크기가 규격에 따라 정해진 상태에서 전극 조립체의 크기를 증가시키면 배터리 셀(100)의 전체 용량은 증가하지만, 전지 캔과 전극 조립체 사이의 간격은 감소한다.
즉, 배터리 셀(100)의 전체 용량을 증가시키기 위해 전극 조립체의 크기를 증가시키면 전지 캔과 전극 조립체 사이의 간격이 감소하므로, 배터리 셀(100)의 용량 증가를 위해서는 전지 캔과 전극 조립체 사이의 줄어든 간격사이에 인슐레이터가 개재될 수 있어야 하며, 이를 위해 인슐레이터의 두께는 최대한 얇은 것이 바람직하다.
전지 캔은 대략 원통형의 수용체로서, 예를 들어 금속과 같은 도전성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 전지 캔의 재질은 도전성이 있는 금속, 예를 들어 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸 등으로 제작될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
양극 집전판은 양극판과 전기적으로 연결되며, 예를 들어 전극 조립체의 상부에서 양극판에 연결된다. 예를 들어, 양극 집전판은 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며 양극판의 제1 무지부와 전기적으로 연결될 수 있다.
셀 단자는 전도성을 갖는 금속 재질로 이루어지며, 양극 집전판과 전기적으로 연결된다. 그리고, 셀 단자는 양극 집전판을 통해 전극 조립체의 양극판과 전기적으로 연결되며 이에 의해 양의 극성을 갖는다.
즉, 셀 단자는 양극 단자로서 기능할 수 있다. 그리고, 전지 캔은 전술한 바와 같이 전극 조립체의 음극판과 전기적으로 연결되며, 이에 의해 음의 극성을 가질 수 있다.
음극 집전판은 음극판에 전기적으로 연결되며, 예를 들어 전극 조립체의 하부에서 음극판에 연결된다. 예를 들어, 음극 집전판은 알루미늄, 스틸, 구리, 니켈 등의 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며 음극판의 제2 무지부와 전기적으로 연결될 수 있다.
음극 집전판은 전지 캔과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 음극 집전판은 가장 자리 부분의 적어도 일부가 전지 캔의 내측 면과 밀봉 가스켓 사이에 개재되어 고정될 수 있다.
하나의 실시예로, 음극 집전판의 가장 자리 부분의 적어도 일부는 전지 캔 하단에 형성된 비딩부의 하단면에 지지된 상태에서 용접에 의해 비딩부에 고정될 수 있다.
그리고, 음극 집전판의 비딩부의 결합 부분을 제외한 나머지 부분의 적어도 일부는 제2 무지부의 절곡면에 용접, 예를 들어 레이저 용접을 통해 결합될 수 있다.
또한, 음극 집전판은 가장자리의 적어도 일부가 비딩부의 상면 및 하면 중 클림핑부에 인접한 면에 전기적으로 결합될 수 있다.
캡 플레이트는 전지 캔의 하단에 형성된 개방부를 밀폐하도록 구성된다. 캡 플레이트는 강성 확보를 위해, 예를 들어 금속 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 캡 플레이트는 전극 조립체로부터 분리되어 비극성으로 마련될 수 있다. 즉, 캡 플레이트는 전도성을 금속 재질로 마련된 경우에도 극성을 갖지 않을 수 있다.
캡 플레이트가 극성을 갖지 않는다는 것은 캡 플레이트가 전지 캔 및 셀 단자와 전기적으로 절연되어 있음을 의미한다. 이처럼, 캡 플레이트는 극성을 갖지 않아도 무방하며, 그 재질이 반드시 전도성 금속이어야 하는 것도 아니다.
캡 플레이트는 전지 캔에 형성된 비딩부 상에 안착되어 지지될 수 있다. 또한, 캡 플레이트는 후술하는 클림핑부에 의해 고정된다. 캡 플레이트와 전지 캔의 클림핑부 사이에는 전지 캔의 기밀성을 확보하기 위해 밀봉 가스켓이 개재될 수 있다. 즉, 밀봉 가스켓은 캡 플레이트의 가장자리와 전지 캔의 개방부 사이에 개재되도록 마련될 수 있다.
도 7을 참조하면, 팩 케이스(200)에는 복수의 배터리 셀(100)(예를 들어, 원통형 배터리 셀)이 수납된다. 그리고, 도 3을 참조하면, 팩 케이스(200)에는 벤팅부(211)가 형성된다. 팩 케이스(200)는 복수의 배터리 셀(100)을 둘러싸며 이에 의해 외부의 진동이나 충격으로부터 배터리 셀(100)을 보호한다.
팩 케이스(200)는 예를 들어, 상부 케이스(210)와, 하부 케이스(220)와, 측면 케이스(230)를 포함할 수 있다. 그리고, 벤팅부(211)는 팩 케이스(200)의 다양한 위치, 예를 들어, 상부 케이스(210)와, 하부 케이스(220)와, 측면 케이스(230) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 여기서, 벤팅부(211)의 위치는 화염 또는 가스의 배출 방향에 따라 달라질 수 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 벤팅부(211)는 상부 케이스(210)에서 측면을 향하도록 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 실시예일 뿐이다.
팩 케이스(200), 예를 들어, 상부 케이스(210)에는 실링부재(300)가 삽입되는 삽입홈(212, 도 3 참조)이 형성될 수 있다. 그리고, 도 4에서와 같이, 실링부재(300)가 삽입홈(212)에 삽입된다.
팩 케이스(200)는 예를 들어, 금속 재질의 플레이트를 절곡하여 제조될 수 있으며, 이에 의해, 팩 케이스(200)는 일체형으로 제조될 수 있다. 팩 케이스(200)가 일체형으로 제조되는 경우 결합 공정이 간단해지고 단순화되는 효과가 있다. 또는 팩 케이스(200)가 분리형으로 마련되어 용접 등에 의해 결합될 수도 있다. 다만, 팩 케이스(200)의 재질이 금속 재질에 한정되는 것은 아니다.
실링부재(300)는 팩 케이스(200) 외부의 먼지나 수분이 팩 케이스(200) 내부로 인입되는 것을 방지하기 위해 팩 케이스(200)에 설치된다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 실링부재(300)는 팩 케이스(200)의 밀봉을 위해 팩 케이스(200) 중 상부 케이스(210)에 설치되고, 벤팅부(211)를 폐쇄한다.
예를 들어, 배터리 팩(10) 내부에서 열적 이벤트가 발생하고 배터리 팩(10)의 내부 압력이 급격히 증가하여 미리 설정된 압력(실링부재(300)가 파단될 정도의 압력)에 도달하게 되면, 도 6에서와 같이 상기 압력에 의해 실링부재(300)가 파단된다. 그리고, 실링부재(300)가 파단되면 폐쇄된 벤팅부(211)가 개방되면서 팩 케이스(200) 내부에서 생성된 화염 또는 가스가 개방된 벤팅부(211)를 통해 팩 케이스(200)의 외부로 배출된다.
벤팅부(211)는 다양하게 형성될 수 있으며, 예를 들어, 도 3 및 도 5를 참조하면, 팩 케이스(200)의 상부 케이스(210)에 내입 형성된 내입홈(215)으로 마련될 수 있다. 도 3에서는 하나의 내입홈(215)이 상부 케이스(210)에 형성되어 있지만, 내입홈(215)의 개수는 다양할 수 있다. 또한, 내입홈(215)의 위치도 다양하게 변경 가능하다. 즉, 설계자의 의도대로 내입홈(215)의 위치와 개수를 조절할 수 있으며, 이에 의해, 별도의 벤팅 디바이스가 없어도 디렉셔널 벤팅이 가능해지는 효과가 있다.
그리고, 실링부재(300)는 내입홈(215)을 가로질러 배치(도 5 참조)될 수 있다. 이에 의해, 실링부재(300)가 벤팅부(211)인 내입홈(215)을 폐쇄할 수 있다.
내입홈(215)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에서와 같이 내입홈(215)은 사각형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 내입홈(215)에는 라운드부(218)가 형성될 수도 있다. 다만, 내입홈(215)의 형상은 이에 한정되지 않고, 다각형 또는 원형으로 형성될 수도 있고, 다른 변형 가능한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 도 5를 참조하면, 실링부재(300)는 내입홈(215)의 일부 모서리에 직교하도록 배치될 수 있다, 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5를 다시 참조하면, 실링부재(300)는 내입홈(215)을 가로질러 내입홈(215)을 외측(216)과 내측(217)으로 구분하며, 이에 의해, 내입홈(215)의 외측(216)과 내입홈(215)의 내측(217)은 서로 면적이 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 내입홈(215)의 내측(217)의 면적이 내입홈(215)의 외측(216)의 면적보다 넓게 형성될 수 있다. 여기서, 내입홈(215)의 내측(217)은 화염 또는 가스의 발생 예상 부분과 연통되고, 내입홈(215)의 외측(216)은 외부로 개방(도 1 및 도 2 참조)되도록 구성될 수 있다.
즉, 팩 케이스(200) 내부의 가스의 발생 예상 부분에서 화염 또는 가스가 발생하면 내입홈(215)의 내측(217)으로 이동한다. 이때, 전술한 바와 같이, 배터리 셀(100) 내부의 압력에 의해 실링부재(300)가 도 6에서와 같이 파단되며, 내입홈(215)의 내측(217)으로 이동한 화염 또는 가스가 실링부재(300)의 파단 부분을 통해 외측(216)으로 이동(도 6의 화살표 참조)하여 팩 케이스(200) 외부로 배출된다.
이에 의하면, 배터리 셀(100)에서 발화하여 생성된 화염 또는 가스는 설계자가 예상하지 못하는 임의의 방향으로 배출되는 것이 아니라, 설계자의 의도대로 미리 설정된 방향(벤팅부(211))으로 배출(디렉셔널 벤팅)될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 화염 또는 가스의 배출 위치를 자유롭게 조절할 수 있고, 또한, 화염 또는 가스가 배출되는 벤팅부(211)의 크기와 개수를 자유롭게 조절할 수 있는 효과가 있다.
한편, 이러한 디렉셔널 벤팅을 구현하기 위해 벤팅 디바이스를 별도로 더 추가하지 않으면서 팩 케이스(200) 외부의 먼지나 수분이 팩 케이스(200) 내부로 인입되는 것을 방지하기 위해 필요한 실링부재(300)와, 팩 케이스(200)에 내입홈(215)으로 형성되는 벤팅부(211)를 도입하는 것만으로 디렉셔널 벤팅이 가능하므로, 비용 절감이 가능하고, 제작이 용이하고 간편한 효과도 있다.
실링부재(300)는 팩 케이스(200)의 상부 케이스(210)에 형성된 삽입홈(212, 도 3 참조)에 삽입될 수 있다. 여기서, 삽입홈(212)과 내입홈(215)은 서로 연통된다. 그리고, 예를 들어, 삽입홈(212)은 팩 케이스(200) 내측의 둘레를 따라 형성되며, 내입홈(215)은 삽입홈(212)이 형성된 부분 중 적어도 하나의 부분에서 삽입홈(212)과 연통되게 형성될 수 있다. 즉, 내입홈(215)이 복수개로 형성된 경우 삽입홈(212)은 여러 위치에서 복수의 내입홈(215)과 각각 연통될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실링부재(300)는 삽입홈(212)에 삽입되어 지지된다. 하지만 내입홈(215)이 형성된 부분에는 삽입홈(212)이 형성되어 있지 않으므로 실링부재(300)는 내입홈(215)이 형성된 부분에서는 지지되지 못한다. 그리고, 이에 의하면, 열적 이벤트 상황에서 배터리 팩(10)의 내부 압력이 증가하는 경우 실링부재(300) 중 지지되지 못하는 부분에서 쉽게 파단될 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 실링부재(300)에는 화염 또는 가스 발생시 파단이 용이하도록 용이파단부(310)가 형성될 수 있다. 즉, 열적 이벤트가 발생하여 배터리 팩(10)의 내압이 증가하는 경우 용이파단부(310)에서 파단되도록 한다.
여기서, 용이파단부(310)는 다양하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 용이파단부(310)는 실링부재(300)의 다른 부분보다 상대적으로 얇게 형성된 노칭부(311)로 마련될 수 있다. 여기서, 도 5에서와 같이, 노칭부(311)는 벤팅부(211) 내에 배치될 수 있다.
또는, 용이파단부(310)는 실링부재(300)를 미리 절개하여 형성된 절개부(미도시)로 마련될 수도 있다.
한편, 실링부재(300)는 다양한 재질로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 에틸렌프로필렌 고무(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer)로 제작될 수 있지만, 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 배터리 팩(10)에는 다양한 종류의 배터리 셀(100), 예를 들어, 원통형 배터리 셀, 각형 배터리 셀(100) 또는 파우치형 배터리 셀(100)이 포함될 수 있다. 또한, 배터리 팩(10)에는 배터리 팩(10)에 구비된 배터리 셀(100)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
도 8은 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(20)는 전술한 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩(10)을 하나 이상 포함할 수 있다.
여기서, 상기 자동차(20)는 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 각종 자동차를 포함한다.
본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 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 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 특히, 이차 전지와 관련된 산업에 이용 가능하다.

Claims (13)

  1. 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀이 수납되며, 벤팅부가 형성된 팩 케이스; 및
    상기 팩 케이스의 밀봉을 위해 상기 팩 케이스에 설치되고, 상기 벤팅부를 폐쇄하는 실링부재를 포함하며,
    미리 설정된 범위의 압력에 의해 상기 실링부재가 파단되어 상기 팩 케이스 내부에서 생성된 화염 또는 가스가 상기 벤팅부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤팅부는 상기 팩 케이스에 내입 형성된 내입홈으로 마련되며,
    상기 실링부재는 상기 내입홈을 가로질러 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 내입홈을 가로질러 상기 내입홈을 외측과 내측으로 구분하며, 상기 내입홈의 외측과 상기 내입홈의 내측은 서로 면적이 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내입홈의 내측의 면적이 상기 내입홈의 외측의 면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내입홈의 내측은 화염 또는 가스의 발생 예상 부분과 연통되고, 상기 내입홈의 외측은 외부로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 내입홈은 사각형으로 형성되고, 상기 실링부재는 상기 내입홈의 일부 모서리에 직교하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 팩 케이스에는 상기 실링부재가 삽입되는 삽입홈이 형성되며,
    상기 삽입홈과 상기 내입홈은 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 삽입홈은 상기 팩 케이스 내측의 둘레를 따라 형성되며, 상기 내입홈은 상기 삽입홈이 형성된 부분 중 적어도 하나의 부분에서 상기 삽입홈과 연통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재에는 상기 화염 또는 상기 가스 발생시 파단이 용이하도록 용이파단부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 용이파단부는 상기 실링부재의 다른 부분보다 상대적으로 얇게 형성된 노칭부로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 노칭부는 상기 벤팅부 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재는 에틸렌프로필렌 고무(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer)로 제작된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
PCT/KR2023/020571 2022-12-22 2023-12-13 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 WO2024136284A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220181863 2022-12-22
KR10-2022-0181863 2022-12-22
KR10-2023-0177850 2023-12-08
KR1020230177850A KR20240100241A (ko) 2022-12-22 2023-12-08 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024136284A1 true WO2024136284A1 (ko) 2024-06-27

Family

ID=91589451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/020571 WO2024136284A1 (ko) 2022-12-22 2023-12-13 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024136284A1 (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019208911A1 (ko) 가스배출수단이 구비된 파우치형 이차전지
WO2014062016A1 (ko) 전극 리드 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2012018200A2 (ko) 안전성이 향상된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 파우치형 이차전지, 중대형 전지팩
WO2017073905A1 (ko) 테이핑을 이용하는 벤팅 구조의 전지셀
WO2022031056A1 (ko) 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
WO2022080908A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2021221339A1 (ko) 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스
WO2014038891A1 (ko) 이차전지
WO2015072753A1 (ko) 젤리-롤형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지
WO2020175773A1 (ko) 벤팅 장치
WO2018080074A1 (ko) 이차 전지
WO2022039442A1 (ko) 단열 부재를 포함하는 배터리 모듈
WO2022039508A1 (ko) 안전성이 향상된 전지 셀 및 이의 제조방법
WO2022004987A1 (ko) 이차 전지
WO2018052209A1 (ko) 이차 전지
WO2024136284A1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2022031065A1 (ko) 이차전지
WO2017222199A1 (ko) 이차 전지
WO2022139163A1 (ko) 이차전지 및 이의 제조 방법
WO2018004157A1 (ko) 이차전지
WO2018048075A1 (ko) 이차 전지
WO2018143737A2 (ko) 이차 전지
WO2023090983A1 (ko) 모듈 케이스의 기밀성과 내열성을 개선한 배터리 모듈
WO2023038338A1 (ko) 전극 리드와 리드필름 사이에 안전 소자를 구비한 파우치형 전지 셀
WO2022065708A1 (ko) 응력 완화부가 형성된 전극 탭을 포함하는 배터리 셀