特許 7483028 電池パックおよびこれを含むデバイス

(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】2024-05-02

(45)【発行日】2024-05-14

(54)【発明の名称】電池パックおよびこれを含むデバイス

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/367 20210101AFI20240507BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20240507BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20240507BHJP

【ＦＩ】

H01M50/367

H01M50/35 201

H01M50/342 201

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022552349

(86)(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-14

(86)【国際出願番号】 KR2021003761

(87)【国際公開番号】W WO2021210805

(87)【国際公開日】2021-10-21

【審査請求日】2022-08-30

(31)【優先権主張番号】10-2020-0044968

(32)【優先日】2020-04-14

(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】ヨンホ・チュン

(72)【発明者】

【氏名】ドンヒョン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ビュン・ド・ジャン

(72)【発明者】

【氏名】ヒョンスク・イ

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０８１１３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０９９６３１０１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００７４５４３（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１２６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０１９０２１２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／３９２

Ｂ６０Ｋ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池モジュール、
前記複数の電池モジュールの周縁に沿って配置されるベンティングフレーム、および
前記複数の電池モジュールおよび前記ベンティングフレームを収容するハウジングを含む電池パックであって、
前記ベンティングフレームは、第１方向に平行に形成された一対の垂直ビーム（ｂｅａｍ）、および前記第１方向と交差する第２方向に平行に形成された一対の水平ビーム（ｂｅａｍ）を含み、
前記垂直ビームおよび前記水平ビームのそれぞれは、前記垂直ビームと前記水平ビームの長さ方向に沿って形成されたカバーと、前記カバーにより囲まれてガスが通過することができるように形成された通路とを含む管形状であり、
前記電池モジュールのそれぞれは、複数の電池セルが積層された電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、および前記モジュールフレームの両端部に露出した前記電池セル積層体を覆うエンドプレートを含み、
前記エンドプレートは、前記電池パックの外側へ向かう方向に突出した管形状に形成されて前記電池モジュールの内部と連通する少なくとも一つのベンティングゲートを含み、
前記一対の水平ビームのそれぞれの前記カバーは、前記電池モジュールと対向する少なくとも一つの第１連結ホールを含み、
前記ベンティングゲートは、前記第１連結ホールと対向して前記ベンティングゲートの管形状と、前記水平ビームの管形状とが連通するように形成され、
前記垂直ビームと前記水平ビームが交差する部分で、前記垂直ビームと前記水平ビームのうちのいずれか一つのカバーには、前記垂直ビームと前記水平ビームのうちの他の一つの通路と連通する第２連結ホールが備えられ、
前記一対の水平ビームのうちのいずれか一つの外側に、前記通路と連結された少なくとも一つの破裂部をさらに含む、
電池パック。

【請求項2】

前記ベンティングゲート、前記第１連結ホール、前記水平ビームの前記通路、前記第２連結ホール、及び前記垂直ビームの前記通路は全て一つの経路で連結されている、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記ハウジングは、前記複数の電池モジュールが配置される底面、および前記底面から上部に向かって延長された側壁を含む下部ハウジングと、前記下部ハウジングの上部の開口を覆う上部カバーとを含み、
前記破裂部は、前記下部ハウジングの側壁を間に置いて前記水平ビームまたは前記垂直ビームと結合している、
請求項１に記載の電池パック。

【請求項4】

前記破裂部は、前記水平ビームまたは前記垂直ビームの通路と連結されており、流入されるガスの圧力が一定圧力以上である場合に破裂されるように構成された破裂面を含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項5】

前記垂直ビームの前記カバーは、前記第２方向で前記電池モジュールに隣接して配置された第１内側カバーと、前記第２方向で前記電池モジュールから離れる側に配置された第１外側カバーとを含み、
前記第１内側カバーおよび前記第１外側カバーのうちの少なくとも一つは、前記第１方向に沿って長く形成された溝を含む、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項6】

前記第１内側カバーは、前記第２方向で前記電池モジュールと隣接する一面に、前記水平ビームと隣接する両端部に位置する二つの前記第２連結ホールを含む、
請求項５に記載の電池パック。

【請求項7】

前記第１内側カバーと前記第１外側カバーが結合することによって前記第１方向に沿って長く形成された溝が前記通路を構成する、
請求項５又は６に記載の電池パック。

【請求項8】

前記水平ビームの前記カバーは、前記第１方向で前記電池モジュールに隣接して配置された第２内側カバーと、前記第１方向で前記電池モジュールから離れる側に配置された第２外側カバーとを含み、
前記第２内側カバーおよび前記第２外側カバーのうちの少なくとも一つは、前記第２方向に沿って長く形成された溝を含む、
請求項１から７のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項9】

前記第２内側カバーは、前記第１方向で前記電池モジュールと隣接する一面に形成された少なくとも一つの前記第１連結ホールを含む、
請求項８に記載の電池パック。

【請求項10】

前記第１方向で前記第２外側カバーの外側に配置され、前記水平ビームの前記通路と連結される破裂部を含み、
前記第２外側カバーは、前記破裂部と連通するための少なくとも一つの第３連結ホールを含む、
請求項８又は９に記載の電池パック。

【請求項11】

前記第２内側カバーと前記第２外側カバーが結合することによって前記第２方向に沿って長く形成された溝が前記通路を構成する、
請求項８から１０のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の少なくとも一つの電池パックを含むデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互引用
本出願は、２０２０年４月１４日付韓国特許出願第１０－２０２０－００４４９６８号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。

【0002】

本発明は、電池パックおよびこれを含むデバイスに関し、より具体的には安全性を向上させた電池パックおよびこれを含むデバイスに関する。

【背景技術】

【0003】

製品群に応じた適用容易性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有している二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源により駆動する電気自動車またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点から、環境にやさしく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。

【0004】

現在商用化された二次電池としては、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、リチウム二次電池などがあるが、このうちリチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所のため、脚光を浴びている。

【0005】

このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを間に置いて配置された電極組立体と、電極組立体を電解液と共に密封収納する外装材、つまり、電池ケースとを備える。

【0006】

一般的にリチウム二次電池は、外装材の形状により、電極組立体が金属カンに内装されている角型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに内装されているパウチ型二次電池とに分類され得る。

【0007】

小型機器に利用される二次電池の場合、２～３個の電池セルが配置されるが、自動車などのような中大型デバイスに利用される二次電池の場合は、多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュール（Ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）が利用される。このような電池モジュールは、多数の電池セルが互いに直列または並列に連結されてセル積層体を形成することによって容量および出力が向上する。また、複数の電池モジュールは、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パックを形成することができる。

【0008】

電池パックは、多数の電池モジュールが組み合わされた構造からなっているため、一部の電池モジュールが過電圧、過電流または過発熱される場合には電池パックの安全性と作動効率が問題になり得る 。特に走行距離の向上のために電池パック容量は次第に増加する傾向にあり、それに伴ってパック内部エネルギーも増加する中で、強化される安全性基準を満足し、車両および運転者の安全性確保のための構造の設計が必要である。このために、特に内部の熱暴走などを未然に防止し、発生してもその被害を最小化することができるようにモジュール間転移を抑制することができる構造の必要性が台頭している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の実施形態は、電池内で一部の電池モジュールが過電圧、過電流または過発熱されても、その被害を最小化することができるようにモジュール間転移を抑制することができる電池パックの提供をその目的とする。

【0010】

ただし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張され得る。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一実施形態による電池パックは、複数の電池モジュール、前記複数の電池モジュールの周縁に沿って配置されるベンティングフレーム、および前記複数の電池モジュールおよび前記ベンティングフレームを収容するハウジングを含み、前記ベンティングフレームは、第１方向に平行に形成された一対の垂直ビーム（ｂｅａｍ）、および前記第１方向と交差する第２方向に平行に形成された一対の水平ビーム（ｂｅａｍ）を含み、前記垂直ビームおよび前記水平ビームのそれぞれは、前記垂直ビームと前記水平ビームの長さ方向に沿って形成されたカバーと、前記カバーにより囲まれてガスが通過することができるように形成された通路とを含む管形状を有する。

【0012】

前記電池モジュールのそれぞれは、複数の電池セルが積層された電池セル積層体、前記電池セル積層体を収容するモジュールフレーム、および前記モジュールフレームの両端部に露出した前記電池セル積層体を覆うエンドプレートを含み、前記エンドプレートは、前記電池パックの外側へ向かう方向に突出した管形状に形成されて前記電池モジュール内部と連通する少なくとも一つのベンティングゲートを含むことができる。

【0013】

前記水平ビームの前記カバーは、前記電池モジュールと対向する少なくとも一つの第１連結ホールを含み、前記ベンティングゲートは、前記第１連結ホールと対向して前記ベンティングゲートの管形状と、前記水平ビームの管形状とが連通するように形成され得る。

【0014】

前記垂直ビームと前記水平ビームが交差する部分で、前記垂直ビームと前記水平ビームのうちのいずれか一つのカバーには、前記垂直ビームと前記水平ビームのうちの他の一つの通路と連通する第２連結ホールが備えられ得る。

【0015】

前記水平ビームおよび前記垂直ビームのうちのいずれか一つの外側に、前記通路と連結された少なくとも一つの破裂部をさらに含むことができる。

【0016】

前記ベンティングゲート、前記第１連結ホール、前記水平ビームの前記通路、前記第２連結ホール、前記垂直ビームの前記通路の全ては一つの経路で連結されていてもよい。

【0017】

前記ハウジングは、前記複数の電池モジュールが配置される底面、および前記底面から上部に向かって延長された側壁を含む下部ハウジングと、前記下部ハウジングの上部の開口を覆う上部カバーとを含み、前記破裂部は、前記下部ハウジングの側壁を間に置いて前記水平ビームまたは前記垂直ビームと結合していてもよい。

【0018】

前記破裂部は、前記水平ビームまたは前記垂直ビームの通路と連結されており、流入されるガスの圧力が一定圧力以上である場合に破裂されるように構成された破裂面を含むことができる。

【0019】

前記垂直ビームの前記カバーは、前記第２方向で前記電池モジュールに隣接して配置された第１内側カバーと、前記第２方向で前記電池モジュールから離れる側に配置された第１外側カバーとを含み、前記第１内側カバーおよび前記第１外側カバーのうちの少なくとも一つは、前記第１方向に沿って長く形成された溝を含むことができる。

【0020】

前記第１内側カバーは、前記第２方向で前記電池モジュールと隣接する一面に、前記水平ビームと隣接する両端部に位置する二つの第２連結ホールを含むことができる。

【0021】

前記第１内側カバーと前記第１外側カバーが結合することによって前記第１方向に沿って長く形成された溝が前記通路を構成することができる。

【0022】

前記水平ビームの前記カバーは、前記第１方向で前記電池モジュールに隣接して配置された第２内側カバーと、前記第１方向で前記電池モジュールから離れる側に配置された第２外側カバーとを含み、前記第２内側カバーおよび前記第２外側カバーのうちの少なくとも一つは、前記第２方向に沿って長く形成された溝を含むことができる。

【0023】

前記第２内側カバーは、前記第１方向で前記電池モジュールと隣接する一面に形成された少なくとも一つの第１連結ホールを含むことができる。

【0024】

前記第１方向で前記第２外側カバーの外側に配置され、前記水平ビームの前記通路と連結される破裂部を含み、前記第２外側カバーは、前記破裂部と連通するための少なくとも一つの第３連結ホールを含むことができる。

【0025】

前記第２内側カバーと前記第２外側カバーが結合することによって前記第２方向に沿って長く形成された溝が前記通路を構成することができる。

【0026】

本発明の他の一実施形態によるデバイスは、前記した少なくとも一つの電池パックを含むことができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の実施形態によれば、電池内で一部の電池モジュールが過電圧、過電流または過発熱されても、火炎が不規則に伝播されず、ベントフレームに沿って移動して外部に放出することができるため、その被害を最小化することができるところ、電池パックの安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態による電池パックの分解斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態による電池パックでベントフレームの分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態による電池パックの一部のモジュールで熱暴走が発生した場合の伝達経路を模式化して示した図面である。

【図4】図３のＩＶ部分を拡大して示した図面である。

【図5a】図３のＶ部分を拡大して示した図面である。

【図5b】図３のＶ部分を拡大して示した図面である。

【図6a】本発明の一実施形態による電池パックで一部のモジュールに熱暴走が発生した場合の伝達経路を模式化して示した図面である。

【図6b】本発明の比較例による電池パックで一部のモジュールに熱暴走が発生した場合の伝達経路を模式化して示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

【0030】

本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。

【0031】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図示されたところに限定されるのではない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

【0032】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。

【0033】

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0034】

また、明細書全体において、「平面上」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面上」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。

【0035】

以下、本発明の一実施形態による電池パックについて説明する。

【0036】

図１は本発明の一実施形態による電池パックの分解斜視図である。

【0037】

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による電池パック１０は、複数の電池モジュール１００と、電池モジュール１００の周縁に沿って配置されたベンティングフレーム３００を含む。複数の電池モジュール１００とベンティングフレーム３００は、パックトレイ２００上に装着されてハウジング４００内に収納され得る。ハウジング４００は、パックトレイ２００を収容する下部ハウジング４１０と、下部ハウジング４１０に結合して電池モジュール１００の上部を覆う上部カバー４２０を含むことができる。

【0038】

複数の電池モジュール１００は、それぞれモジュールフレーム１１０内に配置された電池セル積層体（図示せず）を含み、モジュールフレーム１１０の両端部に露出した電池セル積層体を覆うエンドプレート１２０を含む。この時、両側エンドプレート１２０のうちのいずれか一方には、電池モジュール１００内部と連通して内側で発生し得る火炎乃至熱を放出することができるベンティングゲート１２１を含む。電池パック１０内で、このようなベンティングゲート１２１は、電池パック１０の外側に向かうように配置され、好ましくは図１に示されているように電池パック１０で第１方向（ｘ軸方向）の両端部に向かって外側を眺めるように配置され得る。

【0039】

複数の電池モジュール１００全体の周縁に沿ってはベンティングフレーム３００が配置され得る。ベンティングフレーム３００は、電池パック１０の各辺に沿って管形状に形成され、それぞれ第１方向（ｘ軸方向）と第２方向（ｙ軸方向）に沿って延長された一対の垂直ビーム３１０と一対の水平ビーム３２０を含むことができ、これらは全体として連通することができるように形成される。ベンティングフレーム３００の詳細な構成は後述する。

【0040】

複数の電池モジュール１００とベンティングフレーム３００は、パックトレイ２００上に装着され得、必要に応じて固定手段によりパックトレイ２００に固定され得る。電池モジュール１００、ベンティングフレーム３００、およびパックトレイ２００は、下部ハウジング４１０内に収容され得る。下部ハウジング４１０は、パックトレイ２００が配置される底面と、底面の周縁から上部に向かって延長された側壁を含んで構成され得る。下部ハウジング４１０には電池モジュール１００の上部を覆う上部カバー４２０が結合して内部の電装を保護することができる。この時、ハウジング４００内部には電池モジュール１００と共にＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着され得る。

【0041】

下部ハウジング４１０の一側壁には、内部で発生した熱または火炎を外側に排出することができる少なくとも一つの破裂部５００が形成され得る。破裂部５００の詳細な構成は後述する。

【0042】

以下、本発明の一実施形態による電池パックのベントフレームについてより詳細に説明する。

【0043】

図２は本発明の一実施形態による電池パックにおけるベントフレームの分解斜視図である。

【0044】

図１および図２を参照すれば、ベンティングフレーム３００は、電池パック１０の各辺に沿って管形状に形成され、それぞれ第１方向（ｘ軸方向）と第２方向（ｙ軸方向）に沿って延長された一対の垂直ビーム３１０と一対の水平ビーム３２０を含むことができ、これらは全体として連通することができるように形成される。

【0045】

垂直ビーム３１０は、第１方向（ｘ軸方向）に沿って長く延長された管形状を有し、この時、管形状内部を定義するカバー３１１と、カバー内側に形成された通路３１２を含む。カバー３１１は、第２方向（ｙ軸方向）で電池モジュール１００に隣接して配置される第１内側カバー３１１ａと、これと対向して第２方向（ｙ軸方向）で電池モジュール１００から離れる側に配置された第１外側カバー３１１ｂを含むことができる。第１内側カバー３１１ａと第１外側カバー３１１ｂのうちの少なくともいずれか一つは、第１方向に沿って長く形成された溝を含む。つまり、断面がコ字形状を有するように形成（四角管形状のある一面が除去された形状に形成）され、ここに残り一つのカバーが結合することによって通路３１２を定義することができる。ただし、これに限定されるのではなく、カバー３１１により管形状が得られることができれば特に限定されるのではない。

【0046】

水平ビーム３２０は、第２方向（ｙ軸方向）に沿って長く延長された管形状を有し、この時、管形状内部を定義するカバー３２１と、カバー内側に形成された通路３２２を含む。カバー３２１は、第１方向（ｘ軸方向）で電池モジュール１００に隣接して配置される第２内側カバー３２１ａと、これと対向して第１方向（ｘ軸方向）で電池モジュール１００から離れる側に配置された第２外側カバー３２１ｂを含むことができる。第２内側カバー３２１ａと第２外側カバー３２１ｂのうちの少なくともいずれか一つは、第２方向に沿って長く形成された溝を含む。つまり、断面がコ字形状を有するように形成（四角管形状のある一面が除去された形状に形成）され、ここに残り一つのカバーが結合することによって通路３２２を定義することができる。特に、本実施形態では図２に示されているように第２内側カバー３２１ａと第２外側カバー３２１ｂの全てが断面がコ字形状を有するように形成され得、これによって水平ビーム３２０が組立てられた時、強度を向上させることができる。ただし、これに限定されるのではなく、カバー３２１により管形状が得られることができれば特に限定されるのではない。

【0047】

水平ビーム３２０は、電池モジュール１００と対向する面、つまり、第２内側カバー３２１ａの一面に形成された第１連結ホール３２４を含む。第１連結ホール３２４は、前述した電池モジュール１００のベンティングゲート１２１と連通するように配置される。また水平ビーム３２０は、電池モジュール１００から第２方向に離れる方向に配置された面、つまり、第２外側カバー３２１ｂの一面に形成された第３連結ホール３２６をさらに含む。第３連結ホール３２６は、破裂部５００と通路３２２が連通することができるように配置される。この時、ベンティングゲート１２１、水平ビーム３２０の通路３２２、および破裂部５００が連通する経路をガイドすることができるようにベンティング経路ブラケット３２８を通じて結合することができる。

【0048】

垂直ビーム３１０は、水平ビーム３２０と隣接する両端部で、第１内側カバー３１１ａに形成された第２連結ホール３１４を含む。第２連結ホール３１４により、水平ビーム３２０の通路３２２と、垂直ビーム３１０の通路３１２とが連通することができる。

【0049】

破裂部５００は、水平ビーム３２０の通路３２２と連結されており、流入されるガスの圧力が一定圧力以上になる場合に破裂するように構成された破裂面５１０（図５ｂに図示）を含む。また、破裂面５１０が形成された本体から突出して、下部ハウジング４１０の側壁と結合することができるように構成された翼部５２０（図５ｂに図示）を含む。翼部５２０は、ねじなどの締結手段を通じて下部ハウジング４１０に固定され得る。本実施形態では、水平ビーム３２０の通路３２２と連結され、また水平ビーム３２０と下部ハウジング４１０を間に置いて破裂部５００が固定されているが、これに限定されず、ベンティングフレーム３００の通路と連通して外側に排出が可能なようにする構成であれば適切に採用され得る。また、本実施形態では、一対の水平ビーム３２０のいずれか一方にのみ二つの破裂部５００が形成されたものを例示したが、これに限定されず、他方の水平ビーム３２０にも破裂部５００が備えられるか、または垂直ビーム３１０に備えられてもよく、必要に応じて適切にその位置および個数を選択することができる。

【0050】

以上の構成により、垂直ビーム３１０と水平ビーム３２０からなる四角形状のベンティングフレーム３００の内部で通路が全体に連通するように形成され、このような通路は、電池モジュール１００のベンティングゲート１２１および破裂部５００と連通して、電池モジュール１００から熱暴走などが発生する場合、発熱および火炎を外側に誘導して周辺の電池モジュールへの影響を最小化することができる。この時、発生した高圧のベンティングガスに含まれている火炎は、ベンティングフレーム３００内部の経路を通過しながら全部燃焼してより安全な状態で外部に排出され得る。また、このようなベンティングフレーム３００は、熱暴走の発生時でない平常時には、電池モジュール１００を安定的に支持する支持フレームとして作用することで、電池パック１０の安定性を向上させることができる。

【0051】

以下、電池パック内の一部の電池モジュールで過電圧、過電流または過発熱などの問題が発生した場合、これを制御する経路について説明する。

【0052】

図３は本発明の一実施形態による電池パックの一部のモジュールで熱暴走が発生した場合の伝達経路を模式化して示した図面であり、図４は図３のＩＶ部分を拡大して示した図面であり、図５ａおよび図５ｂは図３のＶ部分を拡大して示した図面である。

【0053】

図１乃至５を参照すれば、電池モジュール１００内で過電圧、過電流または過発熱などの問題（熱問題）が発生する場合、電池モジュール１００内部からベンティングゲート１２１を通じて高圧のベンティングガスが放出される。この時、熱問題が発生した電池モジュール１００のベンティングゲート１２１と最も近く位置する第１連結ホール３２４に、高温、高圧のガスおよび火炎が誘導される。第１連結ホール３２４を通じて流入された高温、高圧のガスと火炎はベンティングフレーム３００に形成された通路に沿って外側に放出され得る。

【0054】

例えば、図３で１番位置に配置された電池モジュール１００で熱問題が発生する場合、図４に示されているように高圧のガスと火炎はベンティングゲート１２１を通じて放出され、水平ビーム３２０の通路３２２を経て破裂部５００側に直接誘導されて外部に放出され得る。これによって、１番位置の電池モジュール１００で発生した熱問題は周辺モジュールに影響を与えずに外側に放出され得る。

【0055】

また、図３で２番位置に配置された電池モジュール１００で熱問題が発生する場合、図５ａおよび図５ｂに示されているように高温、高圧のガスと火炎はベンティングゲート１２１を通じて放出され、水平ビーム３２０の通路３２２に流入される。次に、第２連結ホール３１４を通じて垂直ビーム３１０の通路３１２に流入され、当該通路３１２に沿って移動した高温、高圧のガスと火炎は、当該垂直ビーム３１０の反対側端部に形成された第２連結ホール３１４を通じて、破裂部５００が位置した側の水平ビーム３２０に誘導されて最終的に破裂部５００を通じて外側に放出され得る。つまり、電池モジュール１００で熱問題が発生すると、当該電池モジュール１００のベンティングゲート１２１と最も近く位置する第１連結ホール３２４を通じてベンティングフレーム３００の通路に高温、高圧のガスと火炎が誘導され、最終的に外側に放出され得る。

【0056】

このような構成によれば、図６ａに示されているように、破裂部５００から遠く離れて位置した電池モジュール１００で熱問題が発生しても、発生した熱と火炎が周辺モジュールに影響を与えずに、外側に誘導されて放出され得る。反面、このようなベンティングフレーム３００の構造が適用されていない従来の電池パック１０の場合、１番モジュールで発生したベンティングガス（高温、高圧のガスと火炎）が、無作為に２～４番モジュール全体に伝達され、結局、電池パック１０内部の全てのモジュールの温度上昇および連鎖的な追加の熱暴走発生の危険に晒される結果を招く。

【0057】

このように、本発明の一実施形態によれば、ベンティングフレーム３００を備えることによって、平常時には電池モジュール１００を安定的に支持する支持フレームとして作用し、電池パック１０内部で熱問題が発生する場合、発生した高圧のベンティングガス（高温、高圧のガスと火炎）をベンティングフレーム３００内部の経路に誘導して安定的に電池パック１０外部に排出させることができるところ、周辺モジュールへの拡散を防止することができる。

【0058】

前述した電池モジュールおよびこれを含む電池パックは、多様なデバイスに適用され得る。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段に適用され得るが、本発明はこれに制限されず、電池モジュールおよびこれを含む電池パックを使用することができる多様なデバイスに適用可能であり、これも本発明の権利範囲に属する

【0059】

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0060】

１０：電池パック
１００：電池モジュール
１１０：モジュールフレーム
１２０：エンドプレート
１２１：ベンティングゲート
２００：パックトレイ
３００：ベンティングフレーム
３１０：垂直ビーム
３２０：水平ビーム
３１１：垂直ビームのカバー
３１２：垂直ビームの通路
３２１：水平ビームのカバー
３２２：水平ビームの通路
３２４：第１連結ホール
３１４：第２連結ホール
３２６：第３連結ホール
４００：ハウジング
４１０：下部ハウジング
４２０：上部カバー
５００：破裂部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】