特許 7532521 改善された固定構造及びガス排出構造を有するバッテリーパック、並びにそれを含む電子デバイス及び自動車

(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】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】改善された固定構造及びガス排出構造を有するバッテリーパック、並びにそれを含む電子デバイス及び自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20240805BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240805BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240805BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20240805BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20240805BHJP

   H01M 50/375 20210101ALI20240805BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20240805BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240805BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240805BHJP

   H01M 10/6567 20140101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401H

H01M50/211

H01M50/249

H01M50/289

H01M50/342 201

H01M50/375

H01M50/242

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/6567

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022528279

(86)(22)【出願日】2021-04-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-18

(86)【国際出願番号】 KR2021004903

(87)【国際公開番号】W WO2021221370

(87)【国際公開日】2021-11-04

【審査請求日】2022-05-16

(31)【優先権主張番号】10-2020-0052832

(32)【優先日】2020-04-29

(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】テ－キョン・イ

(72)【発明者】

【氏名】スン－フン・ウ

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－イル・ユン

【審査官】井原 純

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６００９９３０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５２７７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３５８４８７７（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１３５２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２２－５００８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２２－５１５５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７２１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００６３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０７１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６０５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３３８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１００２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２１５０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００２８４２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０１９０２１２（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９５６１４９２（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ １０／６０－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ ５０／３４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向の両側に備えられた少なくとも一対の固定部を備える複数のバッテリーモジュールと、
前記複数のバッテリーモジュールが装着されたトレイと、
前記トレイの幅方向の両側部を覆い、前記固定部に形成された結合ホールと対応する位置に形成された第１締結ホールを備える一対のサイドカバーと、
前記トレイの幅方向の中心部に位置し、前記トレイの長手方向に沿って前記トレイの上面を横切って延びた形態を有し、前記固定部に形成された結合ホールと対応する位置に形成された第２締結ホールを備えるモジュール固定バーと、
前記一対のサイドカバーと結合し、前記複数のバッテリーモジュールをカバーする上部カバーと、
内部に冷媒が流れるように構成された冷却パイプと、
を含み、
前記サイドカバーは、
前記冷却パイプが内部に収容されるように前記冷却パイプを囲むパイプ収容部をさらに含む、バッテリーパック。

【請求項2】

前記複数のバッテリーモジュールは各々、
内部で発生したガスを外部へ排出するための排出ポートを備えることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記トレイは、ガスを外部へ排出する排出口を備えることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記サイドカバーは、
前記トレイの長手方向に沿って延び、前記トレイの幅方向の一側及び他側に各々位置する本体部と、
前記本体部の内壁面から内側方向へ延びた形態を有し、一部分が開口されて形成され、各々が前記排出ポートと連通する複数の入口及び前記第１締結ホールを備えるガス排出部と、
を含むことを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記ガス排出部は、前記トレイの排出口に近くなるほど断面積が広くなることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記本体部は、外壁で囲まれた内部空間が形成されており、
前記内部空間には、一側内面から他側内面まで延びた補強リブが備えられたことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記トレイは、前記冷却パイプから冷媒が漏れ出す場合、前記漏れ出した冷媒が流れ込む臨時保管部を備えることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記トレイは、前記冷却パイプから冷媒が漏れ出す場合、前記漏れ出した冷媒が流れ込む臨時保管部を備え、
前記トレイは、
前記バッテリーモジュールと直接接触して、流出した前記冷媒が流れ込む隙間を提供するように、幅方向の端部が前記本体部と所定の距離で離隔して位置する載置プレートと、
前記隙間から流れ込んだ冷媒を収容する前記臨時保管部を形成するように前記載置プレートの下方に離隔して位置するベースプレートと、
を含む、請求項４に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記サイドカバーは、
前記本体部の外側に備えられ、外部器機と結合可能に締結構造を備えるマウント部をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記バッテリーモジュールは、
所定の温度未満では前記排出ポートを密閉し、所定の温度以上では溶けて流失することで前記排出ポートを開放する栓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11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ含むことを特徴とする、電子デバイス。

【請求項12】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ含むことを特徴とする、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、改善された固定構造及びガス排出構造を有するバッテリーパック、並びにそれを含む電子デバイス及び自動車に関し、より詳しくは、バッテリーモジュールとトレイとの優秀な結合力が確保可能な構造を有し、二次爆発または熱暴走現象の発生が防止可能な構造を有するバッテリーパック、並びにそのバッテリーパックを含む電子デバイス及び自動車に関する。

【0002】

本出願は、２０２０年４月２９日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００５２８３２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】

最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、繰り返し充放電の可能な高性能二次電池についての研究が活発に進行しつつある。

【0004】

現在、商用化し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り、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、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

【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各々正極活物質と負極活物質に用いる。また、リチウム二次電池は、正極活物質と負極活物質が各々塗布された正極板と負極板とがセパレーターを挟んで配置された電極組立体と、このような電極組立体を電解液と共に封止収納する外装材、即ち、電池ケースを備える。

【0006】

なお、リチウム二次電池は、外装材の形状に応じて、電極組立体が金属缶に内蔵されている缶型二次電池と、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蔵されているパウチ型二次電池と、に分けられる。

【0007】

特に、最近、電気自動車などに適用される大容量のバッテリーパックの需要が増加しつつある。このような大容量のバッテリーパックは、複数のバッテリーモジュールを備えていることから、複数のバッテリーモジュールのうち一部に火事や熱暴走が発生する場合、隣接する他のバッテリーモジュールへ火事や熱暴走が移される現象が起こる。そこで、バッテリーパックの安全性が問題になっている。

【0008】

さらに、自動車に搭載されるバッテリーパックは、自動車の衝突のような大きい衝撃に備える必要がある。これによって、バッテリーパックには、外部衝撃による内部構成の損傷や、二次電池の火事や爆発などの問題を解決する必要があった。特に、冷却部材に損傷が発生する場合、冷却部材の内部の冷媒が漏れ出してバッテリーモジュール同士の電気的短絡を起こす問題が発生することがあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷却水流路として機能するトレイの底面に応力が集中することを防止し、バッテリーパックの二次爆発または熱暴走現象が隣接するバッテリーモジュールへ伝播することを防止することで、使用上の安全性を向上させたバッテリーパックを提供することを目的とする。

【0010】

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するための本発明によるバッテリーパックは、長手方向の両側に備えられた少なくとも一対の固定部を備える複数のバッテリーモジュールと、複数のバッテリーモジュールが装着されるトレイと、トレイの幅方向の両側部を覆い、固定部に形成された結合ホールと対応する位置に形成される第１締結ホールを備える一対のサイドカバーと、トレイの幅方向の中心部に位置し、トレイの長手方向に沿ってトレイの上面を横切って延びた形態を有し、固定部に形成された結合ホールと対応する位置に形成される第２締結ホールを備えるモジュール固定バーと、を含む。

【0012】

複数のバッテリーモジュールは各々、内部で発生したガスを外部へ排出するための排出ポートを備え得る。

【0013】

トレイは、ガスを外部へ排出する排出口を備え得る。

【0014】

サイドカバーは、トレイの長手方向に沿って延び、トレイの幅方向の一側及び他側に各々位置した本体部と、本体部の内壁面から内側方向へ延びた形態を有し、一部分が開口されて形成され、各々が排出ポートと連通する複数の入口及び第１締結ホールを備えるガス排出部と、を含み得る。

【0015】

ガス排出部は、トレイの排出口に近くなるほど断面積が広くなり得る。

【0016】

本体部は、外壁で囲まれた内部空間が形成され、内部空間には、一側内面から他側内面まで延びた補強リブが備えられ得る。

【0017】

バッテリーパックは、内部に冷媒が流れるように構成された冷却パイプをさらに含み、サイドカバーは、冷却パイプが内部に収容されるように冷却パイプを囲むパイプ収容部をさらに含み得る。

【0018】

トレイは、冷却パイプから冷媒が漏れ出す場合、漏れ出した冷媒が流れ込む臨時保管部を備え得る。

【0019】

トレイは、バッテリーモジュールと直接接触して流出された冷媒が流れ込む隙間を提供するように、幅方向の端部が本体部と所定の距離で離隔して位置する載置プレートと、隙間から流れ込んだ冷媒を収容する臨時保管部を形成するように載置プレートの下方に離隔して位置するベースプレートと、を含み得る。

【0020】

サイドカバーは、本体部の外側に備えられ、外部器機と結合可能に締結構造を備えるマウント部をさらに含み得る。

【0021】

バッテリーモジュールは、所定の温度未満では排出ポートを密閉し、所定の温度以上では溶けて流失されることで排出ポートを開放する栓を含み得る。
なお、上記の課題を解決するための本発明による電子デバイス及び自動車は、ドカバーは、バッテリーパックを少なくとも一つ含む。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一面によれば、複数のバッテリーモジュールがトレイの底面に直接固定されず、ガスの排出のためにトレイの幅方向の両側部に各々備えられたガス排出部及びトレイの幅方向中心部を横切って設置されるサポート部によって固定されることで、冷却水の流路として機能するトレイ底面に応力が集中することを防止することができる。したがって、本発明の一面によれば、外部の衝撃によってバッテリーモジュールの固定部位が破損されても、冷却水の流失によるバッテリーパック冷却機能の低下を防止することができる。

【0023】

本発明の他面によれば、本発明は、トレイの長手方向に沿って延び、トレイの幅方向の一側及び他側に各々位置したガス排出部を備えることで、複数のバッテリーモジュールのうち少なくともいずれか一つで発生した高温のガスが、隣接するバッテリーモジュールを昇温させることなくガス排出部から外部へ排出可能な構造を有するため、バッテリーパックの安全性を高めることができる。

【0024】

さらに、本発明のさらに他面によれば、本発明のサイドカバーは、冷却パイプが内部に収容されるように外壁形態に形成されたパイプ収容部を備え、このようなサイドカバーは冷却パイプの周りを囲んで保護し、外部衝撃による冷却パイプの損傷を防止できる。

【0025】

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】

【0026】

【図1】本発明の一実施例によるバッテリーパックを示した結合斜視図である。

【図2】本発明の一実施例によるバッテリーパックを示した分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施例によるバッテリーパックに適用される複数の二次電池が積層されて形成されたセル積層体を示した斜視図である。

【図4】図１のバッテリーパックのＣ－Ｃ線に沿って切断した様子を示した部分断面図である。

【図5】本発明の一実施例によるバッテリーパックのガス排出路の一部を概略的に示した断面図である。

【図6】本発明の一実施例によるバッテリーパックに適用されるバッテリーモジュールを示した底面図である。

【図7】図６に示した排出ポートを示した底面拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応じた意味及び概念で解釈されねばならない。

【0028】

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

【0029】

図１～図３を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーパック３００は、複数のバッテリーモジュール２００と、トレイ３２０と、上部カバー３１０と、一対のサイドカバー３３０（３３０ａ、３３０ｂ）とを含む。

【0030】

具体的には、バッテリーモジュール２００は、複数の二次電池１００を備え得る。二次電池１００は、電極組立体（図示せず）、電解液（図示せず）及びこれらを内部に収容したパウチケース１１６を備えたパウチ型の二次電池１００であり得る。例えば、図３に示したように、Ｆ方向（図１に示す）から見たとき、一つのバッテリーモジュール２００の内部には２１個のパウチ型の二次電池１００がバッテリーパック３００の長手方向（図２のＸ軸に平行な方向）に沿って積層された状態でモジュールハウジング２１０内に収容され得る。

【0031】

また、図３に示したように、正極リード１１２と負極リード１１１は、バッテリーパック３００の幅方向（図２のＹ軸に平行な方向）に沿って互いに反対方向へ引き出され得る。即ち、正極リード１１２は、二次電池１００の中心を基準にして一端部に備えられ得る。また、負極リード１１１は、二次電池１００の中心を基準にして他端部に備えられ得る。

【0032】

そして、二次電池１００は、本体が水平面（図２のＸ－Ｙ平面）に対して垂直に直立するように備えられ得る。二次電池１００は、本体がバッテリーパック３００の幅方向（図２のＹ軸に平行な方向）に沿って長く延びた形態であり得る。また、複数の二次電池１００は、火事や熱暴走などの異常挙動の発生時、バッテリーパック３００の幅方向に沿って一側方向及び／または他側方向へガスを排出するように構成され得る。例えば、二次電池１００がパウチ型のバッテリーセルである場合、パウチケース１１６の長手方向の一側または他側の封止部の一部Ｂ１は、封止力が弱く形成され得る。または、パウチの長手方向の一側または他側の封止部の一部は、封止面積の幅が残りの部分よりも狭く形成され得る。

【0033】

したがって、本発明のこのような構成によると、本発明は、複数の二次電池１００は、異常挙動の発生時、長手方向の一側方向または他側方向へガスを排出するように構成することで、バッテリーモジュール２００の内部でガスの排出方向を意図する方向（下記の排出ポートに向かって）へ誘導可能な利点がある。これによって、バッテリーモジュール２００の内部でガスが停滞することを減少させることができ、バッテリーモジュール２００内部の二次電池１００に二次爆発が発生するか、または火事の規模がさらに大きくなることを効果的に防止することができる。

【0034】

しかし、本発明によるバッテリーパック３００には、前述したパウチ型のバッテリーセル１００のみが適用されることではなく、本願発明の出願時点における公知の多様なタイプのバッテリーセルが採用され得る。

【0035】

バッテリーパック３００は、複数の二次電池１００を電気的に相互に接続するように構成された少なくとも一つ以上のバスバー（図示せず）を備え得る。具体的には、バスバーは伝導性金属を含み得、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルなどを含み得る。

【0036】

さらに、バッテリーパック３００は、複数のバッテリーモジュール２００を互いに電気的に接続するワイヤ型のバスバー（図示せず）を備え得る。

【0037】

一方、複数のバッテリーモジュール２００は各々排出ポート２１５を備え得る。排出ポート２１５には、バッテリーモジュール２００の内部で発生したガスを外部へ排出するように開口が備えられ得る。排出ポート２１５は、バッテリーモジュール２００の一側のみに形成することが望ましい。排出ポート２１５は、バッテリーモジュール２００の長手方向（図２のＹ軸と平行な方向）の両側端部のうちバッテリーパック３００の外側方向のみに形成することが望ましい。これは、対向する一対のバッテリーモジュール２００が、その間における高温のガス排出ラインに隣接することを防止するためである。

【0038】

即ち、本発明によるバッテリーパック３００は、トレイ３２０の上にバッテリーパック３００の幅方向（Ｙ軸と平行な方向）に沿って一対のバッテリーモジュール２００が互いに対向するように配置され、バッテリーパック３００の長手方向（Ｘ軸と平行な方向）に沿って少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００が連続的に配置された形態を有する。このようなバッテリーパック３００において、互いに対向するバッテリーモジュール２００が高温のガスを互いに向けて排出する構造を有するようになると、バッテリーパック３００内部の温度を上昇させる要因になるので、高温のガスを排出することにおいてバッテリーパック３００の外側に向けて排出するようにバッテリーパック３００の外側のみに排出ポート２１５を形成するのである。

【0039】

一方、排出ポート２１５は、サイドカバー３３０に向けて突出した管状であり得る。排出ポート２１５は、管状の端部がサイドカバー３３０の内部と連通するように入口Ｅ１と連結されるように構成され得る。

【0040】

また、トレイ３２０は、複数のバッテリーモジュール２００が搭載されるように構成され得る。トレイ３２０は、水平方向（Ｘ－Ｙ平面と平行な方向）へ延びた載置プレート３２３を備え得る。さらに、トレイ３２０は、載置プレート３２３の下部と結合するベースプレート３２４を備え得る。トレイ３２０は、上下方向（Ｚ軸と平行な方向）へ直立したプレート形態の前方フレーム３２５及び後方フレーム３２６を備え得る。前方フレーム３２５は、載置プレート３２３の長手方向（Ｘ軸と平行な方向）の一側端部に結合し得る。後方フレーム３２６は、載置プレート３２３の長手方向（Ｘ軸と平行な方向）の他側端部に結合し得る。

【0041】

さらに、トレイ３２０には、ガスを外部へ排出する排出口Ｅ２が備えられ得る。例えば、図２に示したように、排出口Ｅ２は、前方フレーム３２５の長手方向（Ｙ軸と平行な方向）の両側端部に各々形成され得る。排出口Ｅ２は、バッテリーパック３００の内部と外部が連通するように開口された形態であり得る。

【0042】

そして、上部カバー３１０は、トレイ３２０の上部に結合し得る。上部カバー３１０は、トレイ３２０に搭載された複数のバッテリーモジュール２００を覆う大きさを有し得る。

【0043】

図２と共に図４を参照すると、サイドカバー３３０は、一方向（Ｘ軸方向）へ長く延びた形態を有し得る。サイドカバー３３０は、その形態が押出成形によって形成され得る。サイドカバー３３０の長手方向（Ｘ軸と平行な方向）の一側端部は、前方フレーム３２５と結合し得る。サイドカバー３３０の長手方向の他側端部は、後方フレーム３２６と結合し得る。

【0044】

さらに、サイドカバー３３０は、トレイ３２０の載置プレート３２３の幅方向（Ｙ軸と平行な方向）の一側端部及び他側端部に各々位置し得る。例えば、図２及び図４に示したように、二つのサイドカバー３３０は、載置プレート３２３の幅方向の一側端部及び他側端部に各々位置した本体部３３３を備え得る。これによって、本体部３３３は、バッテリーパック３００の左側壁及び右側壁の役割を果たし得る。本体部３３３は、前後方向（Ｘ軸と平行な方向）へ延びた形態を有し得る。例えば、本体部３３３は、押出成形によって前後方向へ延びたプレート状であり得る。本体部３３３は、上下方向（Ｚ軸と平行な方向）に沿って直立した形態を有し得る。本体部３３３は、内部が空いているプレート状であり得る。

【0045】

また、サイドカバー３３０は、一部が開口されて形成された入口Ｅ１を備え得る。例えば、入口Ｅ１は、後述するガス排出部３３５の一部が開口されて形成され得る。入口Ｅ１は、サイドカバー３３０の外部と内部が連通するように構成され得る。複数の入口Ｅ１は、各々が排出ポート２１５と連結され得る。即ち、入口Ｅ１は、排出ポート２１５の開口と対面し、ガス排出部３３５と排出ポート２１５とが互いに連通するように構成され得る。

【0046】

さらに、ガス排出部３３５は、入口Ｅ１から流れ込んだガスを排出口Ｅ２まで移送するように一方向へ延びた形態を有し得る。ガス排出部３３５は、本体部３３３の内側に形成され得る。即ち、ガス排出部３３５は、本体部３３３の内壁面から内側方向へ延びた形態を有し得る。ガス排出部３３５は、押出工法によって前後方向へ延びて内部が空いている管状であり得る。例えば、図２に示したように、二つのサイドカバー３３０は各々ガス排出部３３５を備え、ガス排出部３３５は、前後方向へ延びた形態を有し得る。ガス排出部３３５の前端部、即ち、長手方向（Ｘ軸と平行な方向）の一側端部は、前方フレーム３２５に備えられた排出口Ｅ２と連結されるように構成され得る。

【0047】

そして、ガス排出部３３５は、後述するパイプ収容部３３９の上部に位置し得る。これによって、ガス排出部３３５は、バッテリーパック３００の内部における上下方向（Ｚ軸方向）の空間を活用でき、より多い容量のバッテリーモジュール２００をトレイ３２０に搭載できる。即ち、バッテリーパック３００のエネルギー密度を高めることができる。

【0048】

このように、本発明は、一方向へ長く延び、トレイ３２０の一側及び他側に各々位置した本体部３３３と、一部が開口されて形成され、各々が排出ポート２１５と連結された複数の入口Ｅ１と、入口Ｅ１から流れ込んだガスを排出口Ｅ２まで移送するように構成されたガス排出部３３５と、を備えた一対のサイドカバー３３０ａ、３３０ｂを備える。したがって、本発明によるバッテリーパック３００は、複数のバッテリーモジュール２００のうちいずれか一つの火事または熱暴走などの異常挙動によって発生した高温のガスが、隣接するバッテリーモジュール２００を昇温させることなくガス排出部３３５から外部へ排出され、これによってバッテリーパック３００の安全性を向上させることができる。

【0049】

即ち、本発明は、バッテリーモジュール２００から発生した高温のガスを他のバッテリーモジュール２００が位置する箇所の反対位置のサイドカバー３３０へ移送でき、高温ガスの影響を最小化することができる。これによって、一つのバッテリーモジュール２００に火事や熱暴走が発生した場合、隣接する他のバッテリーモジュール２００への連鎖的な熱暴走や火事を効果的に防止することができる。

【0050】

さらに、サイドカバー３３０は、トレイ３２０の幅方向の一側または他側に位置することで、前後方向と左右方向の衝撃から複数のバッテリーモジュール２００を保護し得る。これによって、バッテリーパック３００の安定性を高めることができる。

【0051】

図５は、本発明の一実施例によるバッテリーパックのガス排出部の一部を概略的に示した断面図である。

【0052】

図２及び図４と共に図５を参照すると、本発明に適用されるガス排出部３３５Ａは、トレイ３２０の排出口Ｅ２から遠い位置から近くの位置に向かうほど内部管の断面積が広くなるように構成され得る。即ち、ガス排出部３３５Ａは、トレイ３２０の排出口Ｅ２に遠い箇所に位置した内部管の内径Ｄ１が排出口Ｅ２に近い内径Ｄ２よりも小さい。

【0053】

これによって、ガス排出部３３５Ａの内部圧力において、排出口Ｅ２から遠く位置する部分と比較して排出口Ｅ２に近く位置する部分の内圧が小さくなる。これによって、ガス排出部３３５Ａへ流れ込んだガスが、比較的低い圧力が形成されるガス排出部３３５Ａの排出口Ｅ２が位置する方向へ移動するように誘導できる。

【0054】

本発明のこのような構成によると、ガス排出が円滑に行われるようになり、バッテリーパック３００の使用上の安全性を高めることができる。

【0055】

一方、図２と共に図４をさらに参照すると、サイドカバー３３０の本体部３３３には、外壁で囲まれた内部空間が形成され得る。内部空間には、一側内面から他側内面まで延びた補強リブＲ１が備えられ得る。例えば、図４に示したように、サイドカバー３３０の本体部３３３の内部には、外壁で囲まれた内部空間が形成され得る。内部空間には少なくとも一つ以上の補強リブＲ１が一側内面から他側内面まで延びた形態を有し得る。

【0056】

補強リブＲ１は、本体部３３３の前端部から後端部まで長く延びた形態であり得る。補強リブＲ１は、サイドカバー３３０の本体部３３３のみならず、ガス排出部３３５、後述するマウント部３３７及びパイプ収容部３３９にも備えられ得る。即ち、ガス排出部３３５、マウント部３３７、及びパイプ収容部３３９は、サイドカバー３３０の構成要素であって、バッテリーパック３００の外部衝撃の発生時、補強リブＲ１によって剛性をさらに確保することで、内部のバッテリーモジュール２００及びその他の構成要素を保護できる。

【0057】

このように、本発明は、サイドカバー３３０の内部空間に補強リブＲ１を形成することで、サイドカバー３３０の機械的剛性を効果的に高めることができる。これによって、バッテリーパック３００は、左右方向及び前後方向の外部衝撃から複数のバッテリーモジュール２００及びその他の構成要素を安全に保護できる。

【0058】

図６は、本発明の一実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュールを概略的に示した底面図である。

【0059】

一方、図２及び図６をさらに参照すると、本発明にかかるバッテリーパック３００のバッテリーモジュール２００は、モジュールハウジング２１０を備え得る。モジュールハウジング２１０は、複数の二次電池１００を内部に収容する内部空間を有し得る。モジュールハウジング２１０は、サイドカバー３３０と結合するように構成された固定部２１７を備え得る。固定部２１７は、モジュールハウジング２１０の長手方向の一側及び他側に各々備えられる。

【0060】

固定部２１７には、結合ホールＨ３が形成される。サイドカバー３３０には、結合ホールＨ３と対応する位置に締結ホールＨ１が形成される。具体的には、締結ホールＨ１は、サイドカバー３３０を構成するガス排出部３３５に形成される。即ち、ガス排出部３３５の上面にはガス排出部３３５の長手方向（Ｘ軸と平行な方向）に沿って複数の締結ホールＨ１及び入口Ｅ１が相互に離隔した状態で備えられる。

【0061】

相互に対向する一対のバッテリーモジュール２００に各々備えられた一対の外側の固定部２１７は、締結ホールＨ１及び結合ホールＨ３に挿入される締結ボルト（図示せず）によってガス排出部３３５の上に結合し得る。一方、互いに対向する一対のバッテリーモジュール２００に各々備えられた一対の内側の固定部２１７、即ち、互いに対向する一対の固定部２１７をトレイ３２０に固定するためには、トレイ３２０に別の構造物がさらに必要である。

【0062】

このために、トレイ３２０の幅方向（Ｙ軸と平行な方向）中心部には、トレイ３２０の長手方向（Ｘ軸と平行な方向）に沿ってトレイ３２０の上面を横切って延びた形態を有し、ガス排出部３５５と同じ高さを有するモジュール固定バー３２８がさらに備えられる。モジュール固定バー３２８の上面には、モジュール固定バー３２８の幅方向（Ｙ軸と平行な方向）に沿って一対の締結ホールＨ１が備えられ、このような締結ホールＨ１には互いに対向する一対のバッテリーモジュール２００に各々備えられた一対の固定部２１７が締結される。

【0063】

このように、本発明において、バッテリーモジュール２００とトレイ３２０との締結は、トレイ３２０の底面、即ち、載置プレート３２３とバッテリーモジュール２００とが直接的に締結される方式ではなく、載置プレート３２３に設けられた別の構造物を用いてバッテリーモジュール２００が間接的に締結される方式が適用される。これによって、バッテリーモジュール２００とトレイ３２０との締結のためにトレイ３２０の底面に応力が集中する現象を防止でき、これによって、外部の衝撃によってトレイ３２０の底面に形成された冷却流路を流れる冷媒が流失して冷却性能に支障をもたらすことを防止することができる。即ち、本発明によるバッテリーパック３００は、トレイ３２０の底面をなす載置プレート３２３に形成された冷媒インレット３２３ｂ及び冷媒アウトレット３２３ｃを備え得、バッテリーモジュール２００の底面がこのような冷媒インレット３２３ｂ及び冷媒アウトレット３２３ｃと連結されて冷媒を受け、かつ排出できる。即ち、冷媒インレット３２３ｂ及び冷媒アウトレット３２３ｃは、トレイ３２０の底面をなす載置プレート２３２に形成された冷媒流路（図示せず）と連通し、このような冷媒流路は後述する冷却パイプ３５０と連通する。

【0064】

一方、図１及び図２と図４をさらに参照すると、バッテリーパック３００は、内部に冷媒が流れるように構成された冷却パイプ３５０をさらに含み得る。冷媒として、例えば、水が用いられ得る。

【0065】

また、サイドカバー３３０は、冷却パイプ３５０を内部に収容するパイプ収容部３３９を含む。パイプ収容部３３９は、冷却パイプ３５０を囲むように形成された外壁形態を有し得る。例えば、図４に示したように、パイプ収容部３３９は、外壁が本体部３３３の内側壁から内側方向へ延びた水平プレート３３９ａと、水平プレート３３９ａの端部から下方へ延びた垂直プレート３３９ｂと、を含み得る。水平プレート３３９ａと垂直プレート３３９ｂは、個別的に備えられて溶接などによって接合されるか、または一体に形成され得る。

【0066】

このように、本発明は、サイドカバー３３０が冷却パイプ３５０を内部に収容するパイプ収容部３３９を備えることで、外部衝撃によって冷却パイプ３５０が損傷することを防止することができる。

【0067】

一方、図４をさらに参照すると、トレイ３２０には、臨時保管部３２７が備えられ得る。具体的には、臨時保管部３２７は、冷却パイプ３５０から冷媒が漏れた場合、漏れ出した冷媒が流れ込むように構成され得る。例えば、図４に示したように、臨時保管部３２７は、載置プレート３２３とベースプレート３２４との間の空間に形成され得る。

【0068】

そして、載置プレート３２３の長手方向の一側端部３２３ａは、サイドカバー３３０の本体部３３３と離隔することで、漏れ出した冷却水が臨時保管部３２７へ流れ込む通路を提供する。即ち、冷却パイプ３５０から冷媒が漏れた場合、漏れ出した冷媒がこのような載置プレート３２３の端部３２３ａとサイドカバー３３０との離隔による隙間を通して臨時保管部３２７の内部へ流れ込むことができる。

【0069】

このように、トレイ３２０は、冷却パイプ３５０から冷媒が漏れ出す場合、漏れ出した冷媒が流れ込むように構成された臨時保管部３２７を備えることで、漏れ出した冷媒がバッテリーモジュール２００の内部へ流入することを防止して、冷媒によるバッテリーモジュール２００の短絡発生を防止することができる。

【0070】

一方、図２をさらに参照すると、サイドカバー３３０は、マウント部３３７をさらに備え得る。マウント部３３７は、外部器機と結合するように本体部３３３の外側に備えられ得る。マウント部３３７には、外部機器に結合するように締結構造が形成され得る。例えば、マウント部３３７は、自動車の車体と結合し得る。マウント部３３７には、ボルトの挿入のためのボルト締結口Ｈ２が形成され得る。

【0071】

このように本発明は、マウント部３３７をさらに含むことで、例えば、車体のような外部機器にバッテリーパック３００を安定的に固定し得る。

【0072】

さらに、マウント部３３７は、外部衝撃から内部に位置した複数のバッテリーモジュール２００を保護するように構成され得る。このために、マウント部３３７は、本体部３３３の外側方向へ突出した形態を有し得る。マウント部３３７は、内部が空いている形態を有し得る。即ち、マウント部３３７は、バッテリーパック３００の左右方向の側部に衝撃が加えられる場合、これを吸収または防御するように外側へ突出した形態を有し得る。

【0073】

図４及び図６と共に図７を参照すると、本発明他の実施例によるバッテリーパックに適用されるバッテリーモジュール２００Ｂは、排出ポート２１５に栓３６０が備えられ得る。栓３６０は、所定の温度以下で排出ポート２１５の出口を密閉し得る。栓３６０は、所定の温度以上では溶けて流失されるように構成され得る。例えば、栓３６０は、融点が２００℃以上である材質を含み得る。例えば、栓３６０は、パラフィン素材を含み得る。栓３６０は、例えば、２００℃で溶けて流失されることで排出ポート２１５を開放し得る。

【0074】

このように、本発明のバッテリーモジュール２００Ｂは、所定の温度以下で排出ポート２１５を密閉し、所定の温度以上では溶けて流失されることで排出ポート２１５を開放するように構成された栓３６０を備えることで、火事や熱暴走が発生したバッテリーモジュール２００Ｂの高温のガスが栓３６０を溶かして流失されるようにし、これによって排出ポート２１５が開放されて高温のガスを外部へ排出することができる。所定の温度以上の内部温度を維持する正常の使用状態では排出ポート２１５を密閉し、外部物質（特に、伝導性物質）がバッテリーモジュール２００Ｂへ流れ込むことを防止できる。

【0075】

さらに、本発明のバッテリーモジュール２００Ｂは、栓３６０を適用して、火事や熱暴走が発生したバッテリーモジュール２００Ｂから高温のガスが排出された場合、ガス排出部３３５へ移動するガスが隣接する他のバッテリーモジュール２００Ｂの排出ポート２１５からバッテリーモジュール２００Ｂの内部へ流れ込むことを防止できる。

【0076】

一方、本発明の一実施例によるバッテリーパック３００は、バッテリーモジュール２００の充放電を制御するための各種装置（図示せず）、例えば、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー、ヒューズなどをさらに含み得る。

【0077】

一方、本発明の一実施例による電子デバイス（図示せず）は、前述したバッテリーパック３００を少なくとも一つ以上含む。電子デバイスは、バッテリーパック３００を収納するための収納空間が備えられたデバイスハウジング（図示せず）及び使用者がバッテリーパック３００の充電状態を確認できる表示部をさらに含み得る。

【0078】

また、本発明の一実施例によるバッテリーパック３００は、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に含まれ得る。即ち、本発明の一実施例による自動車は、前述した本発明の一実施例によるバッテリーパック３００を車体内部に搭載し得る。この際、サイドカバー３３０は、自動車の車体と結合するように構成され得る。

【0079】

なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。

【0080】

以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0081】

２００ バッテリーモジュール
２１７ 固定部
３２０ トレイ
３２８ モジュール固定バー
３００バッテリーパック
３３０ サイドカバー
Ｈ１ 締結ホール
Ｈ３ 結合ホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】