特許 7405980 バッテリーパック及び電力貯蔵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】バッテリーパック及び電力貯蔵装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/572 20210101AFI20231219BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20231219BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20231219BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20231219BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20231219BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20231219BHJP

   H01M 10/627 20140101ALI20231219BHJP

   H01M 10/647 20140101ALN20231219BHJP

【ＦＩ】

H01M50/572

H01M50/204 401H

H01M50/209

H01M50/211

H01M50/213

H01M10/658

H01M10/627

H01M10/647

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022531579

(86)(22)【出願日】2021-01-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-07

(86)【国際出願番号】 KR2021000139

(87)【国際公開番号】W WO2021194064

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-05-27

(31)【優先権主張番号】10-2020-0037746

(32)【優先日】2020-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ジン－キュ・イ

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３１６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０００４４６４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／６６７

Ｈ０１Ｃ１７／００－１７／３０

Ｈ０１Ｃ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーパックであって、
外観を形成するパックケースと、
前記パックケース内に備えられ、少なくとも一つのバッテリーセルを含む複数個のバッテリーモジュールと、
前記複数個のバッテリーモジュールの間に備えられる少なくとも一つの断熱部材と、
前記少なくとも一つの断熱部材と離隔し、前記複数個のバッテリーモジュールのうちいずれか一つのバッテリーモジュールと接続され、前記複数個のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの熱暴走時、前記いずれか一つのバッテリーモジュールを外部短絡させるエネルギードレインユニットと、を含み、
前記エネルギードレインユニットは、２つのバッテリーモジュールに挟まれた特定の１つのバッテリーモジュールのみに接続されていることを特徴とする、バッテリーパック。

【請求項2】

前記エネルギードレインユニットは、
前記いずれか一つのバッテリーモジュールのバッテリーセルと接続され、オンオフ動作可能に設けられるリレーユニットと、
前記リレーユニットと接続され、前記パックケースの外部に設けられる抵抗ユニットと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記エネルギードレインユニットは、
前記パックケースの外部に備えられ、前記リレーユニットと前記抵抗ユニットを収容するドレインケースを含むことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記複数個のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの熱暴走時、前記リレーユニットのスイッチがオンされ、前記いずれか一つのバッテリーモジュールの少なくとも一つのバッテリーセルの貯蔵エネルギーは、前記抵抗ユニットによって熱エネルギーに変換されることを特徴とする、請求項２または３に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記抵抗ユニットは、前記エネルギードレインユニットの外部の冷却装置と連結され、前記冷却装置から供給される冷却剤が満たされることを特徴とする、請求項２～４のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記抵抗ユニットは、
前記冷却装置から前記冷却剤の供給を受けるための供給パイプと、
前記供給パイプと離隔し、前記冷却剤を前記冷却装置へ送るための排出パイプと、を含むことを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記抵抗ユニットは、内部に絶縁油が満たされることを特徴とする、請求項２～６のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記複数個のバッテリーモジュールは、少なくとも三つ備えられ、各々複数個のバッテリーセルを含み、
前記少なくとも三つのバッテリーモジュールは、前記複数個のバッテリーセルの積層方向に沿って相互に積層されることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記エネルギードレインユニットは、前記少なくとも三つのバッテリーモジュールのうち中央に配置されるバッテリーモジュールと接続されることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする、電力貯蔵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーパック及びそれを含む電力貯蔵装置に関する。

【0002】

本出願は、２０２０年３月２７日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００３７７４６号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

製品群に応じた適用性が高く、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。

【0004】

現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量によって複数のバッテリーセルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、上記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定可能である。

【0005】

なお、複数のバッテリーセルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックやバッテリーラックを構成する方法が一般的である。ここで、少なくとも一つのバッテリーモジュールを含むバッテリーパックやバッテリーラックは、多様な電圧と容量要求条件などによって、このようなバッテリーパックやバッテリーラックを少なくとも一つ以上備える電力貯蔵装置を構成することもある。

【0006】

従来、バッテリーパックの場合、バッテリーパックを構成するバッテリーモジュール内で火事が発生する場合、迅速な火事鎭圧が難しいという問題がある。バッテリーモジュール内で火事が迅速に鎮圧されないか、または火炎が広がる時間が遅延されない場合、周りのバッテリーモジュールへの火事転移が速くなるという問題がある。

【0007】

これによって、火事状況の発生時、より迅速な早期鎭圧が必要であり、特に、火事が起こる前に予め危険を感知して事故を未然に防止する対策が必要である。このためには、バッテリーパック内のバッテリーモジュール単位における火事鎭圧及び火事の拡散防止が必要である。

【0008】

そこで、バッテリーセルにおける異常状況の発生時、熱暴走による熱伝播をより迅速に抑制可能なバッテリーパック及びそれを含む電力貯蔵装置が求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、バッテリーセルの異常状況の発生時、熱暴走による熱伝播をより迅速に抑制可能なバッテリーパック及びそれを含む電力貯蔵装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を達成するため、本発明は、バッテリーパックであって、外観を形成するパックケースと、パックケース内に備えられ、少なくとも一つのバッテリーセルを含む複数個のバッテリーモジュールと、複数個のバッテリーモジュールの間に備えられる少なくとも一つの断熱部材と、少なくとも一つの断熱部材と離隔し、複数個のバッテリーモジュールのうちいずれか一つのバッテリーモジュールと接続され、複数個のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの熱暴走時、いずれか一つのバッテリーモジュールを外部短絡させるエネルギードレインユニットと、を含むことを特徴とするバッテリーパックを提供する。

【0011】

エネルギードレインユニットは、いずれか一つのバッテリーモジュールのバッテリーセルと接続され、オンオフ動作可能に設けられるリレーユニットと、リレーユニットと接続され、パックケースの外部に設けられる抵抗ユニットと、を含み得る。

【0012】

エネルギードレインユニットは、パックケースの外部に備えられ、リレーユニットと抵抗ユニットを収容するドレインケースを含み得る。

【0013】

複数個のバッテリーモジュールのうち少なくとも一つのバッテリーモジュールの熱暴走時、リレーユニットのスイッチがオンされ、いずれか一つのバッテリーモジュールの少なくとも一つのバッテリーセルの貯蔵エネルギーは、抵抗ユニットによって熱エネルギーに変換され得る。

【0014】

抵抗ユニットは、エネルギードレインユニットの外部の冷却装置と連結され、冷却装置から供給される冷却剤が満たされ得る。

【0015】

抵抗ユニットは、冷却装置から冷却剤の供給を受けるための供給パイプと、供給パイプと離隔し、冷却剤を冷却装置へ送るための排出パイプと、を含み得る。

【0016】

抵抗ユニットは、内部に絶縁油が満たされ得る。

【0017】

複数個のバッテリーモジュールは、少なくとも三つ備えられ、各々複数個のバッテリーセルを含み、少なくとも三つのバッテリーモジュールは、複数個のバッテリーセルの積層方向に沿って相互に積層され得る。

【0018】

エネルギードレインユニットは、少なくとも三つのバッテリーモジュールのうち中央に配置されるバッテリーモジュールと接続され得る。

【0019】

なお、本発明は、電力貯蔵装置であって、前述した実施例による少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする電力貯蔵装置を提供する。

【発明の効果】

【0020】

以上のような多様な実施例によって、バッテリーセルの異常状況の発生時、熱暴走による熱伝播をより迅速に抑制可能なバッテリーパック及びこれを含む電力貯蔵装置を提供することができる。

【0021】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。

【図2】図１の断熱部材を説明するための図である。

【図3】図２の断熱部材の他の実施例を説明するための図である。

【図4】図１のエネルギードレインユニットを説明するための図である。

【図5】図１のバッテリーパックにおいて、バッテリーモジュールのバッテリーセルに異常状況が発生したときのエネルギードレインユニットの動作を説明するための図である。

【図6】図１のバッテリーパックにおいて、バッテリーパックのバッテリーセルに異常状況が発生したときのエネルギードレインユニットの動作を説明するための図である。

【図7】本発明の他の実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。

【図8】図７のエネルギードレインユニットを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。

【0024】

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。

【0025】

図１を参照すると、バッテリーパック１は、エネルギー源であって、電力貯蔵装置や自動車、その他の器具や装置などに備えられ得る。バッテリーパック１は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が設けられ、電力貯蔵装置や自動車などに備えられ得る。以下、本実施例では、バッテリーパック１が電力貯蔵装置に少なくとも一つまたはそれ以上の複数個で含まれることに限定して説明する。

【0026】

バッテリーパック１は、パックケース１０、バッテリーモジュール３０、４０、５０、断熱部材７０及びエネルギードレインユニット１００を含み得る。

【0027】

パックケース１０は、バッテリーパック１の外観を形成し得る。このようなパックケース１０は、後述するバッテリーモジュール３０、４０、５０及び断熱部材７０を収容し得る。このために、パックケース１０には、バッテリーモジュール３０、４０、５０及び断熱部材７０を収容する収容空間が設けられ得る。

【0028】

バッテリーモジュール３０、４０、５０は、パックケース１０内に備えられ、二次電池に設けられる少なくとも一つのバッテリーセル３５、４５、５５を含み得る。このようなバッテリーモジュール３０、４０、５０は、複数個が備えられ得る。

【0029】

複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０は、少なくとも三つが備えられ、各々、複数個のバッテリーセル３５、４５、５５を含み得る。このような複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０は、複数個のバッテリーセル３５、４５、５５の積層方向に沿って相互に積層され得る。

【0030】

複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０は、第１バッテリーモジュール３０、第２バッテリーモジュール４０及び第３バッテリーモジュール５０を含み得る。

【0031】

第１バッテリーモジュール３０は、パックケース１０の内部の一側に備えられ得る。本実施例において、第１バッテリーモジュール３０は、パックケース１０において、パックケース１０の内部の左側に設けられ得る。

【0032】

このような第１バッテリーモジュール３０は、複数個のバッテリーセル３５を含み得る。

【0033】

複数個のバッテリーセル３５は、二次電池であって、パウチ型二次電池、角形二次電池及び円筒型の二次電池のうち少なくとも一つで備えられ得る。以下、本実施例では、複数個のバッテリーセル３５がパウチ型二次電池として備えられることに限定して説明する。

【0034】

第２バッテリーモジュール４０は、パックケース１０の内部に備えられ、第１バッテリーモジュール３０と後述する第３バッテリーモジュール５０との間に設けられ得る。第２バッテリーモジュール４０は、後述するエネルギードレインユニット１００と接続され得る。

【0035】

このような第２バッテリーモジュール４０は、複数個のバッテリーセル４５を含み得る。

【0036】

複数個のバッテリーセル４５は、二次電池であって、パウチ型二次電池、角形二次電池及び円筒型の二次電池のうち少なくとも一つで備えられ得る。以下、本実施例では、複数個のバッテリーセル４５がパウチ型二次電池で備えることに限定して説明する。

【0037】

複数個のバッテリーセル４５は、後述するエネルギードレインユニット１００と接続され得る。複数個のバッテリーセル４５と接続されるエネルギードレインユニット１００については、下記の関連説明でより具体的に説明する。

【0038】

第３バッテリーモジュール５０は、パックケース１０の内部の一側に備えられ得る。本実施例において、第３バッテリーモジュール５０は、パックケース１０において、パックケース１０の内部における右側に設けられ得る。第３バッテリーモジュール５０は、第２バッテリーモジュール４０を挟んで、第１バッテリーモジュール３０と対向して配置され得る。

【0039】

このような第３バッテリーモジュール５０は、複数個のバッテリーセル５５を含み得る。

【0040】

複数個のバッテリーセル５５は、二次電池であって、パウチ型二次電池、角形二次電池及び円筒型の二次電池のうち少なくとも一つで備えられ得る。以下、本実施例では、複数個のバッテリーセル５５がパウチ型二次電池で備えられることに限定して説明する。

【0041】

断熱部材７０は、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０の間に備えられ得る。

【0042】

以下、本実施例による断熱部材７０についてより具体的に説明する。

【0043】

図２は、図１の断熱部材を説明するための図であり、図３は、図２の断熱部材の他の実施例を説明するための図である。

【0044】

図２を参照すると、断熱部材７０は、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０の間に備えられるように複数個が備えられ得る。

【0045】

複数個の断熱部材７０は、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュールにおける異常状況による高温発生時、隣接するバッテリーモジュール側への熱伝達を遅延させることができる。

【0046】

このために、複数個の断熱部材７０は、低い熱伝導度を有する物質で備えられ得る。図３を参照すると、各々の断熱部材８０は、複数個の断熱層の集合体として備えられ得る。

【0047】

このような複数個の断熱部材７０、８０は、隣接するバッテリーモジュール３０、４０、５０側への熱伝達を最大限に遅延させることができる単一部材や複数個の層間構造で設けられ得る。

【0048】

エネルギードレインユニット１００は、少なくとも一つの断熱部材７０と離隔し、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のうちいずれか一つのバッテリーモジュール４０と接続され、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュール３０、４０、５０の熱暴走時、いずれか一つのバッテリーモジュール４０を外部で短絡させることができる。

【0049】

エネルギードレインユニット１００は、少なくとも三つのバッテリーモジュール３０、４０、５０のうち中央に配置されるバッテリーモジュール４０と接続され得る。即ち、エネルギードレインユニット１００は、第１～第３バッテリーモジュール３０、４０、５０のうち第２バッテリーモジュール４０と接続され得る。

【0050】

以下、本実施例によるエネルギードレインユニット１００について詳細に説明する。

【0051】

図４は、図１のエネルギードレインユニットを説明するための図である。

【0052】

図４を参照すると、エネルギードレインユニット１００は、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のバッテリーセル３５、４５、５５の異常状況による高温発生時、熱暴走及びそれによる熱伝播による爆発などの危険をより速かに防止できるように、このような異常状況時に特定のバッテリーモジュール４０を外部短絡させ得る。

【0053】

具体的には、エネルギードレインユニット１００は、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のうちいずれか一つのバッテリーモジュール３０、４０、５０の異常状況による熱暴走の発生時、熱暴走（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｒｕｎａｗａｙ）が発生したバッテリーモジュール３０、４０、５０と隣接するバッテリーモジュール３０、４０、５０側への熱伝播（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）を効果的に防止できるように、特定のバッテリーモジュール４０を外部短絡させ得る。

【0054】

以下、このような本実施例によるエネルギードレインユニット１００についてより具体的に説明する。

【0055】

このようなエネルギードレインユニット１００は、ドレインケース１１０、リレーユニット１３０及び抵抗ユニット１５０を含み得る。

【0056】

ドレインケース１１０は、パックケース１０の外部に備えられ、リレーユニット１３０と抵抗ユニット１５０を収容し得る。このために、ドレインケース１１０には、リレーユニット１３０と抵抗ユニット１５０を収容するための収容空間が設けられ得る。一方、ドレインケース１１０は、パックケース１０と分離されるように脱着可能に設けられ得る。

【0057】

リレーユニット１３０は、ドレインケース１１０の内部に備えられ、いずれか一つのバッテリーモジュール４０、即ち、第２バッテリーモジュール４０のバッテリーセル４５と接続されてオンオフ（Ｏｎ／Ｏｆｆ）動作可能に設けられ得る。リレーユニット１３０のオンオフ動作は、電子式または機械式構造で設けられることが可能であり、制御ユニットなどと接続されて動作するか、または予め設定された温度以上で動作するように備えられ得る。

【0058】

抵抗ユニット１５０は、リレーユニット１３０と接続され、パックケース１０の外部に設けられ得る。具体的には、抵抗ユニット１５０は、リレーユニット１３０のように、ドレインケース１１０の内部に備えられ得る。

【0059】

このような抵抗ユニット１５０は、リレーユニット１３０と第２バッテリーモジュール４０のバッテリーセル４５と接続される抵抗体を備え得る。これによって、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のうち少なくとも一つのバッテリーモジュール３０、４０、５０の熱暴走時、リレーユニット１３０のスイッチがオンされ、いずれか一つのバッテリーモジュール４０の少なくとも一つのバッテリーセル４５の貯蔵エネルギーは、抵抗ユニット１５０の抵抗体によって熱エネルギーに変換され得る。

【0060】

抵抗ユニット１５０は、抵抗体の冷却のために、冷却システム２００と接続され得る。具体的には、抵抗ユニット１５０は、エネルギードレインユニット１００の外部の冷却装置２００と接続され、抵抗ユニット１５０の内部には、冷却装置２００から供給される冷却剤Ｃが満たされ得る。ここで、冷却剤Ｃは、絶縁物質で備えられ得る。

【0061】

このような抵抗ユニット１５０は、ユニット本体１５２、供給パイプ１５４及び排出パイプ１５６を含み得る。

【0062】

ユニット本体１５２は、抵抗体を備え、冷却剤Ｃが内部に満たされ得る。このようなユニット本体１５２は、ドレインケース１１０の内部に備えられ、リレーユニット１３０と所定の距離で離隔して配置され得る。

【0063】

供給パイプ１５４は、冷却システム２００から冷却剤Ｃの供給を受けるためのものであって、ユニット本体１５２の一側に備えられ、冷却システム２００と連通するように接続され得る。このような供給パイプ１５４は、冷却システム２００から冷却剤Ｃの供給を受けてユニット本体１５２の内部へ案内し得る。

【0064】

排出パイプ１５６は、冷却剤Ｃを冷却装置２００へ送るためのものであって、ユニット本体１５２の一側で、供給パイプ１５４と所定の距離で離隔して、冷却システム２００と連通するように接続され得る。このような排出パイプ１５６は、ユニット本体１５２の内部の冷却剤Ｃが冷却装置２００側へ排出されるように案内し得る。

【0065】

以下では、このような本実施例によるバッテリーパック１のバッテリーセル３５、４５、５５において、過熱などによる熱暴走のような異常状況の発生時、エネルギードレインユニット１００による熱暴走防止メカニズムについてより具体的に説明する。

【0066】

図５及び図６は、図１のバッテリーパックにおいて、バッテリーモジュールのバッテリーセルに異常状況が発生したときのエネルギードレインユニットの動作を説明するための図である。

【0067】

図５を参照すると、バッテリーパック１において、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のうちエネルギードレインユニット１００と接続されていないバッテリーモジュール３０、５０において、異常状況による過熱や熱暴走状況が発生し得る。例えば、第１～第３バッテリーモジュール３０、４０、５０のうち第１バッテリーモジュール３０のバッテリーセル３５において異常状況による過熱や熱暴走状況が発生し得る。

【0068】

この場合、断熱部材７０は、隣接するバッテリーモジュール４０側への熱伝達を優先的に遮断できる。また、エネルギードレインユニット１００は、異常状況の発生時、所定の温度以上の条件満足または制御ユニットの制御などによってリレーユニット１３０のスイッチが閉じられ得る。

【0069】

これによって、エネルギードレインユニット１００と接続されたバッテリーモジュール４０、即ち、第２バッテリーモジュール４０のバッテリーセル４５がエネルギードレインユニット１００によって外部短絡される。具体的には、第２バッテリーモジュール４０のバッテリーセル４５の貯蔵エネルギーは、エネルギードレインユニット１００の抵抗ユニット１５０によって熱エネルギーに変換され得る。

【0070】

ここで、第２バッテリーモジュール４０のバッテリーセル４０のエネルギーは、ほぼＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）３０％以下に減少でき、このようなエネルギードレインユニット１００と接続された第２バッテリーモジュール４０のＳＯＣ減少によって、バッテリーモジュール３０、４０、５０間の熱伝播をさらに効果的に防止できる。

【0071】

図６を参照すると、バッテリーパック１において、エネルギードレインユニット１００と接続されたバッテリーモジュール４０において異常状況による過熱や熱暴走状況が発生する場合、エネルギードレインユニット１００は、異常状況の発生時、所定の温度以上の条件満足または制御ユニットの制御などによってリレーユニット１３０のスイッチが閉じられ得る。

【0072】

同様に、第２バッテリーモジュール４０のバッテリーセル４５がエネルギードレインユニット１００によって外部短絡され得る。具体的には、第２バッテリーモジュール４０のバッテリーセル４５の貯蔵エネルギーは、エネルギードレインユニット１００の抵抗ユニット１５０によって熱エネルギーに変換され得る。

【0073】

これによって、第２バッテリーモジュール４０から第１バッテリーモジュール３０や第３バッテリーモジュール５０側へ伝達される熱エネルギーを急激に低めて、隣接するバッテリーモジュール３０、５０側への熱伝播を効果的に防止することができる。この際、断熱部材７０によっても熱伝達が遅延可能であることは勿論である。

【0074】

一方、このようなエネルギードレインユニット１００の動作時、抵抗ユニット１５０の供給パイプ１５４及び排出パイプ１５６は、冷却システム２００から冷却剤Ｃのユニット本体１５２側への供給及びユニット本体１５２の外部への排出をガイドし、ユニット本体１５２の内部で冷却剤Ｃの円滑な循環を図ることができる。これによって、抵抗ユニット１５０は、安全性をさらに維持しながらバッテリーセル４５の貯蔵エネルギーを熱エネルギーに効果的に変換できる。

【0075】

図７は、本発明の他の実施例によるバッテリーパックを説明するための図であり、図８は、図７のエネルギードレインユニットを説明するための図である。

【0076】

本実施例によるバッテリーパック２は、前述した実施例のバッテリーパック１と類似であるので、前述した実施例と実質的に同一または類似の構成については重複する説明を省略し、以下、前述した実施例との差異点を中心にして説明する。

【0077】

図７及び図８を参照すると、バッテリーパック２は、パックケース１０、バッテリーモジュール３０、４０、５０、断熱部材７０及びエネルギードレインユニット３００を含み得る。

【0078】

パックケース１０、バッテリーモジュール３０、４０、５０及び断熱部材７０は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。

【0079】

エネルギードレインユニット３００は、ドレインケース３１０、リレーユニット３３０及び抵抗ユニット３５０を含み得る。

【0080】

ドレインケース３１０及びリレーユニット３３０は、前述した実施例のドレインケース１１０及びリレーユニット１３０と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。

【0081】

抵抗ユニット３５０は、抵抗体を備え、内部に絶縁油３５５が満たされ得る。絶縁油３５５は、抵抗ユニット３５０の内部で抵抗体を冷却させることができる。

【0082】

本実施例によるバッテリーパック２の場合、エネルギードレインユニット３００の抵抗ユニット３５０の内部に絶縁油３５５が満たされるので、別の冷却装置２００と追加的に接続しなくても抵抗ユニット３５０をさらに簡便に冷却させることができる。

【0083】

以上のような多様な実施例によって、複数個のバッテリーモジュール３０、４０、５０のバッテリーセル３５、４５、５５の異常状況の発生時、熱暴走による熱伝播をより迅速に抑制可能なバッテリーパック１、２及びそれを含む電力貯蔵装置を提供することができる。

【0084】

以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。

【符号の説明】

【0085】

１、２ バッテリーパック
１０ パックケース
３０ 第１バッテリーモジュール
４０ 第２バッテリーモジュール
５０ 第３バッテリーモジュール
７０、８０ 断熱部材
１００ エネルギードレインユニット
１１０ ドレインケース
１３０ リレーユニット
１５０ 抵抗ユニット
１５２ ユニット本体
１５４ 供給パイプ
１５６ 排出パイプ
２００ 冷却装置
３００ エネルギードレインユニット
３１０ ドレインケース
３３０ リレーユニット
３５０ 抵抗ユニット
３５５ 絶縁油

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】