特許 7558395 バッテリーパック

(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】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】バッテリーパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/358 20210101AFI20240920BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/507 20210101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01M50/358

H01M50/204 401F

H01M50/211

H01M50/293

H01M50/35 201

H01M50/507

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023514127

(86)(22)【出願日】2022-01-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-26

(86)【国際出願番号】 KR2022000497

(87)【国際公開番号】W WO2022158783

(87)【国際公開日】2022-07-28

【審査請求日】2023-02-28

(31)【優先権主張番号】10-2021-0008927

(32)【優先日】2021-01-21

(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】サン－ヒョン・ジョ

(72)【発明者】

【氏名】ユ－ダム・コン

(72)【発明者】

【氏名】スン－ヒョン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジン－キュ・シン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－フ・オ

(72)【発明者】

【氏名】スン－ミン・オク

(72)【発明者】

【氏名】スン－ゴン・ホン

【審査官】上野 文城

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０４５４０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０５９２９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／２５６３０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１６４１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３８６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１６６５０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０１６４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１２５９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３５ － ３６７

Ｈ０１Ｍ ５０／２０４

Ｈ０１Ｍ ５０／２１１

Ｈ０１Ｍ ５０／２９３

Ｈ０１Ｍ ５０／５０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに隣接して配置される複数のバッテリーモジュールを含むサブパックと、
前記サブパックの幅方向の一側に結合されるダクトと、
前記ダクトの長手方向の一側に形成されたダクト開放部を覆い、メッシュ構造を有するフィルタを備えるダクトカバーと、を含み、
前記フィルタは、
前記バッテリーモジュールから排出されるスパークを含むベンティングガスを濾過する、バッテリーパック。

【請求項2】

互いに隣接して配置される複数のバッテリーモジュールを含むサブパックと、
前記サブパックの幅方向の一側に結合されるダクトと、
前記ダクトの長手方向の一側に形成されたダクト開放部を覆い、メッシュ構造を有するフィルタを備えるダクトカバーと、を含み、
前記フィルタは、
２０メッシュ～１００メッシュ範囲の濾過性能を有するフィルタである、バッテリーパック。

【請求項3】

前記ダクトは、
前記バッテリーモジュールと前記ダクトとの間にパック流路が形成されるように、前記バッテリーモジュールの長手方向の一側に形成されたモジュール開放部と離隔している、請求項１または２に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

互いに隣接して配置される複数のバッテリーモジュールを含むサブパックと、
前記サブパックの幅方向の一側に結合されるダクトと、
前記ダクトの長手方向の一側に形成されたダクト開放部を覆い、メッシュ構造を有するフィルタを備えるダクトカバーと、を含み、
前記バッテリーモジュールは、
複数のバッテリーセルが上下に積層されて形成されるセル積層体と、
前記セル積層体を収容するモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングの長手方向の一側に形成されるモジュール開放部を覆うバスバーフレームアセンブリと、を含む、バッテリーパック。

【請求項5】

前記モジュールハウジングは、
前記セル積層体を支持するベースプレートと、
前記セル積層体の両側部を覆う一対のサイドプレートと、を含む、請求項４に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記一対のサイドプレートは、
その長手方向の一側端部が前記セル積層体に向かって折り曲げられて形成されたスパーク方向転換部を備える、請求項５に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記バッテリーモジュールは、
前記バスバーフレームアセンブリとセル積層体との間に介在し、前記バッテリーセルの電極リードが通過する複数のシートスリットを備える防火シートをさらに含む、請求項４から６のうちのいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記防火シートは、
雲母シートである、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記バッテリーモジュールは、
前記バッテリーセルの電極リードが通過する複数のカバースリットを備え、前記防火シートを覆うシートカバーをさらに含む、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記シートカバーは、
前記雲母シートが外気に露出しないように、前記雲母シートを完全に覆っている、請求項９に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記カバースリットは、
前記バスバーフレームアセンブリに向かう方向に沿ってその幅が次第に狭くなる形状を有する、請求項９に記載のバッテリーパック。

【請求項12】

請求項１から１１のうちいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、エネルギー貯蔵装置。

【請求項13】

バッテリーパックを含み、
前記バッテリーパックは、
互いに隣接して配置される複数のバッテリーモジュールを含むサブパックと、
前記サブパックの幅方向の一側に結合されるダクトと、
前記ダクトの長手方向の一側に形成されたダクト開放部を覆い、メッシュ構造を有するフィルタを備えるダクトカバーと、を含む、自動車。

【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、それを含むＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ、エネルギー貯蔵装置）及び自動車に関し、より具体的には、バッテリーセルのベンティング（ｖｅｎｔｉｎｇ）が発生したとき、ガスを外側に放出する一方、高温の電極活物質及び金属粒子を含むスパークのバッテリーパック外側への流出を抑制し、さらにバッテリーパックの内部への酸素流入を遮断することで、バッテリーパックの内部で火災が発生することを防止可能な構造を有するバッテリーパック、それを含むＥＳＳ及び自動車に関する。

【0002】

本出願は、２０２１年１月２１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０００８９２７号に基づく優先権を主張し、当該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】

ＥＳＳ及び／または電気自動車に適用されるバッテリーパックは、高出力及び高容量を実現可能なリチウム二次電池が適用されたバッテリーモジュールを複数個含む形態で製造され得る。ＥＳＳ及び／または電気自動車が要求するバッテリーパックの出力特性を満足し、高容量を実現するため、一つのバッテリーモジュールに含まれるリチウム二次電池の個数を増加させ、さらに一つのバッテリーパックに含まれるバッテリーモジュールの個数を増加させることができる。

【0004】

しかし、このように多数のリチウム二次電池を含むバッテリーパックの場合、火災及び爆発が発生すると、その被害は一層大きくなる。

【0005】

バッテリーパックで発生する火災は、バッテリーモジュールの内部に配置されたリチウム二次電池の異常な温度上昇と内部ガスの発生とから始まる。リチウム二次電池の温度が異常に上昇し、内部ガスの発生によってリチウム二次電池の内圧が一定水準以上に上昇すれば、リチウム二次電池にベンティングが発生し、それによってリチウム二次電池の外側へと高温のガスが噴出され、さらに電極活物質及びアルミニウム粒子などを含む高温のスパークが噴出される。

【0006】

バッテリーパックの内圧増加を防止するためには、リチウム二次電池のベンティングによって噴出されたベンティングガス（ｖｅｎｔｉｎｇ ｇａｓ）をバッテリーパックの外部へと迅速に排出しなければならない。しかし、ベンティングガスとともに高温のスパークがバッテリーパックの外部に排出されると、ベンティングガスと高温のスパークと酸素とが反応して火災が発生し得る。また、ベンティング発生の初期にはベンティングガスの圧力によってバッテリーパックの内部に酸素が殆ど存在しないが、ベンティングガスの噴出圧力が一定水準未満になれば、バッテリーパックの内部へと酸素が流れ込み、この場合、バッテリーパックの内部でも火災が発生し得る。

【0007】

したがって、バッテリーセル内部の短絡発生などの異常現象によって熱暴走が発生しても、ベンティングガスはバッテリーパックの外側へと迅速に排出させる一方、電極活物質及びアルミニウム粒子などを含む高温のスパークが外部に流出することを効果的に防止し、また内部への酸素のさらなる流れ込みを迅速に遮断してバッテリーパックの内部で火災が発生することを防止可能な構造を有するバッテリーパックの開発が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、内部イベントが発生したとき、ベンティングガスを迅速に排出させる一方、高温のスパークが外部に流出することを効果的に防止し、さらにベンティングガスが排出された後は、外部空気が内部に流れ込むことを遮断することが可能な構造を有するバッテリーパックを提供することを目的とする。

【0009】

また、本発明は、高温のガス及びスパークによってバッテリーモジュールの一部構造物が損傷されても、外部の酸素をバッテリーモジュールの内部へと容易に流入できなくし、また隣接したリチウム二次電池の間で短絡が発生することを防止可能な構造を有するバッテリーパックを提供することを他の目的とする。

【0010】

本発明が解決しようとする技術的課題は上記の課題に制限されず、その他の課題は下記の発明の説明から当業者に明確に理解できるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーパックは、互いに隣接して配置される複数のバッテリーモジュールを含むサブパックと、前記サブパックの幅方向の一側に結合されるダクトと、前記ダクトの長手方向の一側に形成されたダクト開放部を覆い、メッシュ構造を有するフィルタを備えるダクトカバーと、を含む。

【0012】

前記フィルタは、２０～１００メッシュ範囲の濾過性能を有するフィルタであり得る。

【0013】

前記フィルタは、前記バッテリーモジュールから排出されるベンティングガス及びスパークのうち、前記ベンティングガスを通過させ、前記スパークに含まれる電極活物質粒子及び金属粒子を濾過し得る。

【0014】

前記ダクトは、前記バッテリーモジュールとダクトとの間にパック流路が形成されるように、前記バッテリーモジュールの長手方向の一側及び他側に形成されたモジュール開放部と離隔し得る。

【0015】

前記バッテリーモジュールは、複数のバッテリーセルが上下に積層されて形成されるセル積層体と、前記セル積層体を収容するモジュールハウジングと、前記モジュールハウジングの長手方向の一側に形成されるモジュール開放部を覆うバスバーフレームアセンブリと、を含み得る。

【0016】

前記モジュールハウジングは、前記セル積層体を支持するベースプレートと、前記セル積層体の両側部を覆う一対のサイドプレートと、を含み得る。

【0017】

前記一対のサイドプレートは、その長手方向の一側端部が前記セル積層体に向かって折り曲げられて形成されたスパーク方向転換部を備え得る。

【0018】

前記バッテリーモジュールは、前記バスバーフレームアセンブリとセル積層体との間に介在し、前記バッテリーセルの電極リードが通過する複数のシートスリットを備える防火シートをさらに含み得る。

【0019】

前記防火シートは、雲母（ｍｉｃａ）シートであり得る。

【0020】

前記バッテリーモジュールは、前記バッテリーセルの電極リードが通過する複数のカバースリットを備え、前記防火シートを覆うシートカバーをさらに含み得る。

【0021】

前記シートカバーは、前記雲母シートが外気に露出しないように、前記雲母シートを完全に覆う形態を有し得る。

【0022】

前記カバースリットは、前記バスバーフレームアセンブリに向かう方向に沿ってその幅が次第に狭くなる形状を有し得る。

【0023】

本発明の他の一態様によるＥＳＳは、上述した本発明の一態様によるバッテリーパックを含む。

【0024】

本発明のさらに他の一態様による自動車は、上述した本発明の一態様によるバッテリーパックを含む。

【発明の効果】

【0025】

本発明の一態様によれば、バッテリーパックに内部イベントが発生した場合、ベンティングガスを迅速に排出させる一方、高温のスパークが外部に流出することを効果的に防止し、さらにベンティングガスが排出された後は、外部空気がバッテリーモジュールの内側へと流れ込むことを遮断することができる。

【0026】

また、本発明の一態様によれば、高温のガス及びスパークによってバッテリーモジュールの一部構造物が損傷されても、外部の酸素をバッテリーモジュールの内部へと容易に流入できなくし、また隣接したリチウム二次電池の間で短絡が発生することを防止することができる。

【0027】

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形態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ものであるため、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】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリーパックを示した斜視図である。

【図2】図１に示されたバッテリーパックにおいて、一側に組み立てられたダクトカバーが除去された状態を示した図である。

【図3】本発明の一実施形態によるバッテリーパックに形成されるパック流路を示した図である。

【図4】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの部分断面図であって、ベンティングガス及びスパークの移動経路を説明するための図である。

【図5】本発明のバッテリーモジュールを示した図である。

【図6】本発明のバッテリーモジュールを示した図である。

【図7】本発明のバッテリーモジュールにおいて、ベンティングガス及びスパークの移動経路を説明するための図である。

【図8】本発明のバッテリーモジュールの部分断面図である。

【図9】本発明のバスバーフレームアセンブリ及び防火シートアセンブリがモジュールハウジングに結合された状態を示した図である。

【図10】本発明のモジュールハウジングの一部、バスバーフレームアセンブリ及び防火シートアセンブリを示した分解斜視図である。

【図11】本発明の防火シートアセンブリを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的及び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ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態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形態に過ぎず、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。

【0030】

図１～図４を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１は、複数のバッテリーモジュール１０を含むサブパック、サブパックの幅方向（Ｙ軸に平行な方向）の一側または両側に結合されるダクト３０、及びダクトに形成されたダクト開放部を覆うダクトカバー４０を含む。

【0031】

前記サブパックは、バッテリーパック１の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）に沿って互いに隣接して配置される複数のバッテリーモジュール１０を含む。前記サブパックは、複数のバッテリーモジュール１０が結合されて形成されたモジュール結合体の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）の一側に結合されるＢＭＳアセンブリ２０をさらに含み得る。

【0032】

前記バッテリーモジュール１０は、上下に積層された複数のバッテリーセル１００を含むセル積層体、及びセル積層体を収容するモジュールハウジング２００を含む。前記バッテリーセル１００は、例えばパウチ型バッテリーセルであり得る。前記モジュールハウジング２００は、セル積層体を支持するベースプレート２１０、セル積層体の両側部を覆うサイドプレート２２０、及びセル積層体の上部を覆うトッププレート２３０を含む。

【0033】

前記バッテリーモジュール１０は、その長手方向（Ｙ軸に平行な方向）の一側に形成されるモジュール開放部１０ａを備える。前記モジュール開放部１０ａは、バッテリーモジュール１０の長手方向（Ｙ軸に平行な方向）の他側にも形成され得る。

【0034】

前記バッテリーモジュール１０の内部で発生するベンティングガスは、モジュール開放部１０ａを通って、図４に示された矢印方向に沿って排出される。前記バッテリーモジュール１０の具体的な構造については、図５～図１１を参照して後述する。

【0035】

前記ＢＭＳアセンブリ２０は、互いに隣接して配置される複数のバッテリーモジュール１０から構成されるモジュール結合体の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）の一側に結合され得る。詳しく図示していないが、前記ＢＭＳアセンブリは、複数のバッテリーモジュール１０の充放電を制御する少なくとも一つのＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリ管理システム）を含む。前記ＢＭＳアセンブリは、ＢＭＳに結合されるＢＭＳフレームをさらに含み得る。前記ＢＭＳフレームは、モジュール結合体及び／またはダクト３０に締結され得る。

【0036】

前記ダクト３０は、バッテリーモジュール１０の結合方向（Ｘ軸に平行な方向）に平行な方向に沿って延長される。前記ダクト３０は、モジュール結合体の長さに対応する長さを有し得る。前記ダクト３０は、例えばボルトＢのような締結部材によってモジュールハウジング２００に締結され得る。

【0037】

図面にはダクト３０がモジュールハウジング２００のベースプレート２１０及びトッププレート２３０に締結される場合のみが示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、前記ダクト３０は、モジュールハウジング２００のベースプレート２１０及び／またはトッププレート２３０及び／またはサイドプレート２２０に締結されてもよい。

【0038】

前記ダクト３０は、バッテリーモジュール１０とダクト３０との間にパック流路Ｐが形成されるように、バッテリーモジュール１０の長手方向（Ｙ軸に平行な方向）の一側または両側に形成されたモジュール開放部１０ａと離隔している。前記ダクト３０は、その長手方向（Ｘ軸に平行な方向）の一側または両側に形成されたダクト開放部を備える。前記ダクト開放部は、パック流路Ｐと連通される。したがって、前記バッテリーモジュール１０に形成されたモジュール開放部１０ａを通ってバッテリーモジュール１０の外部に排出されたベンティングガスは、パック流路Ｐに沿ってダクト３０の長手方向（Ｘ軸に平行な方向）の一側または両側に移動し、ダクト開放部を通ってバッテリーパック１の外側へと排出される（図４の矢印方向を参照）。

【0039】

前記ダクトカバー４０は、ダクト３０の長手方向の一側または両側に形成されたダクト開放部を覆う。前記ダクトカバー４０は、メッシュ構造を有するフィルタを備える。前記フィルタは、約２０メッシュ～１００メッシュ範囲の濾過性能を有する。フィルタの性能を示す単位であるメッシュ（ｍｅｓｈ）は、横１インチと縦１インチの方形内に含まれる小さい方形の個数を意味する。すなわち、２０メッシュは、横１インチと縦１インチの方形内に方形を形成する金属ワイヤが２０本含まれることを意味する。したがって、メッシュ単位で示されるフィルタの性能は、数値が大きくなるほど向上する。

【0040】

前記ダクトカバー４０は、ベンティング発生時にバッテリーモジュール１０から排出されるベンティングガス及びスパークのうち、ベンティングガスを通過させ、スパークに含まれる電極活物質粒子及び金属粒子を濾過する。すなわち、前記ダクトカバー４０のフィルタが有する濾過性能の数値範囲は、ベンティングガスの迅速な排出は可能であると同時に、スパークに含まれる電極活物質粒子及びアルミニウムなどの金属粒子は濾過可能な数値範囲に該当する。

【0041】

前記バッテリーモジュール１０の内部でベンティングが発生すると、高温のガスとともに電極活物質粒子及びアルミニウムなどの金属粒子を含む高温のスパークが図４の矢印方向に沿って排出され得る。このようなスパークがバッテリーパック１の外部に流出すると、高温のベンティングガスと高温のスパークと大量の酸素とが反応して大きい火炎が発生し得る。したがって、上述したような数値範囲の濾過性能を有するフィルタが適用されたダクトカバー４０は、ベンティング発生時にバッテリーモジュール１０及びバッテリーパック１の内圧を迅速に下げると同時に火炎の発生を防止することができる。

【0042】

また、ベンティングが発生してから一定時間が経過すると、ダクトカバー４０のフィルタによって濾過された電極活物質粒子及び金属粒子がフィルタを塞ぎ、これにより外部酸素がバッテリーパック１の内部に流入することを防止することができる。

【0043】

ベンティング発生の初期には、ベンティングガスの噴出圧力によってバッテリーパック１の内部に酸素が殆ど流入しないため、内部で火災が発生する虞がない。しかし、ベンティングガスの噴出圧力が低下する時点になれば、外部の酸素が流入し得る。この場合、バッテリーパック１の内部で高温のベンティングガスとスパーク粒子と酸素とが反応して火炎が発生し得る。前記ダクトカバー４０は、ベンティング発生の初期には迅速にベンティングガスを外部へと排出させ、時間が経過すれば電極活物質粒子及び金属粒子によって塞がれて外部酸素の流入を遮断し、上述したようなバッテリーパック１内部における火炎発生の可能性を遮断する。

【0044】

以下、図５～図１１を参照して、前記バッテリーモジュール１０についてより詳しく説明する。

【0045】

図５～図８を参照すると、前記バッテリーモジュール１０は、複数のバッテリーセル１００が上下方向（Ｚ軸に平行な方向）に沿って積層されて形成されるセル積層体、セル積層体を収容するモジュールハウジング２００を含む。前記バッテリーモジュール１０は、モジュールハウジング２００の長手方向（Ｙ軸に平行な方向）の一側に形成される開口部を覆うバスバーフレームアセンブリ３００、及びバスバーフレームアセンブリ３００とセル積層体との間に介在してバスバーフレームアセンブリ３００に結合される防火シートアセンブリ４００をさらに含み得る。

【0046】

前記バッテリーセル１００としては、パウチ型バッテリーセルが適用され得る。この場合、前記バッテリーセル１００は、電極組立体（図示せず）、電極組立体を収容するパウチケース１１０、及び電極組立体と連結されてパウチケース１１０の外側に引き出される一対の電極リード１２０を含む。前記一対の電極リード１２０は、バッテリーセル１００の長手方向（Ｙ軸に平行な方向）に沿って互いに反対方向に引き出される。

【0047】

前記モジュールハウジング２００は、前記セル積層体を支持するベースプレート２１０、セル積層体の両側部を覆う一対のサイドプレート２２０、及びセル積層体の上部を覆うトッププレート２３０を含む。前記一対のサイドプレート２２０は、その長手方向の一側端部が前記セル積層体に向かって折り曲げられて形成されたスパーク方向転換部２２０ａを備え得る。

【0048】

前記モジュールハウジング２００の長手方向の一側に形成される開口部は、一対のサイドプレート２２０のそれぞれに設けられた一対のスパーク方向転換部２２０ａの間に形成される。前記バッテリーセル１００の電極リード１２０は、一対のスパーク方向転換部２２０ａの間に形成された開口部を通ってモジュールハウジング２００の外側に露出し得る。

【0049】

本発明のバッテリーモジュール１０は、上述したようにスパーク方向転換部２２０ａを備えることで、バッテリーセル１００のベンティング時に排出される高温のスパークがモジュールハウジング２００の長手方向（Ｙ軸に平行な方向）に沿ってモジュールハウジング２００の外側に噴出されることを防止する。すなわち、前記バッテリーセル１００のベンティング時、セル積層体を構成するそれぞれのバッテリーセル１００の幅方向（Ｘ軸に平行な方向）の両側部から噴出される高温のスパークは、バッテリーモジュール１０の長手方向（Ｙ軸に平行な方向）の一端部及び／または他端部に向かって移動してからセル積層体に向かう方向にその移動方向が転換される（図７に示された矢印方向を参照）。

【0050】

前記モジュールハウジング２００は、一対のスパーク方向転換部２２０ａ同士を連結し、その中心部が空いている形態を有する締結フレーム２２５をさらに含み得る。前記締結フレーム２２５は、バスバーフレームアセンブリ３００と防火シートアセンブリ４００との間に位置する。前記締結フレーム２２５が設けられる場合、バスバーフレームアセンブリ３００と防火シートアセンブリ４００とは締結フレーム２２５に密着し、締結フレーム２２５の空いている中心部を通じて相互に締結され得る。

【0051】

一方、図示していないが、本発明のモジュールハウジング２００に設けられる開口部は、モジュールハウジング２００の長手方向の両側に全て形成され得る。この場合、前記一対のスパーク方向転換部２２０ａも、モジュールハウジング２００の長手方向の一側及び他側に全て設けられ得る。

【0052】

図５～図１０を参照すると、前記バスバーフレームアセンブリ３００は、バスバーフレーム３１０、及び少なくとも一つのバスバー３２０を含む。前記バスバーフレームアセンブリ３００は、一対で設けられ得、この場合、一対のバスバーフレームアセンブリ３００のそれぞれは、モジュールハウジング２００の長手方向（Ｙ軸に平行な方向）の一側に形成された開口部及び他側に形成された開口部を覆う。

【0053】

前記バスバーフレーム３１０は、モジュールハウジング２００に形成された開口部を覆い、バッテリーセル１００の電極リード１２０が通過する複数のフレームスリット３１０ｂを備える。前記バスバーフレーム３１０は、防火シートアセンブリ４００との結合のための少なくとも一つのフレーム突起３１０ａをさらに備え得る。

【0054】

前記バスバーフレーム３１０は、モジュールハウジング２００の長手方向の一端部及び／または他端部に対応する形状を有してモジュールハウジング２００に密着される。前記モジュールハウジング２００が上述したように締結フレーム２２５を備える場合、バスバーフレーム３１０は、スパーク方向転換部２２０ａ及び締結フレーム２２５に密着される。

【0055】

前記バスバー３２０は、バスバーフレーム３１０の外側面上に配置されてフレームスリット３１０ｂを通過した電極リード１２０と結合され、これによって複数のバッテリーセル１００を電気的に接続することができる。前記バスバー３２０は、電極リード１２０が通過するバスバースリット３２０ｂを備え得る。この場合、前記バスバースリット３２０ｂとフレームスリット３１０ｂとは互いに対応する位置に形成され得る。

【0056】

図５～図１１を参照すると、前記防火シートアセンブリ４００は、防火シート４１０を含む。前記防火シートアセンブリ４００は、シートカバー４２０をさらに含み得る。前記防火シートアセンブリ４００は、バスバーフレームアセンブリ３００と同じ個数で設けられ得る。

【0057】

前記防火シート４１０としては、高温のベンティングガス及びスパークに耐えられる雲母（ｍｉｃａ）材質のシートが適用され得る。前記防火シート４１０は、電極リード１２０が通過する複数のシートスリット４１０ｂを備える。

【0058】

前記防火シート４１０は、高温のベンティングガス及びスパークによって樹脂材質のバスバーフレーム３１０が損傷されてもその構造を維持でき、これによって複数のシートスリット４１０ｂのそれぞれに挿入された複数の電極リード１２０がその位置を維持できるようにする。また、前記防火シート４１０は、高温のベンティングガスをシートスリット４１０ｂと電極リード１２０との間の隙間から外側へと排出させる一方、活物質及びアルミニウム粒子などを含む高温のスパークが外部に噴出されることを最小化できる。また、前記防火シート４１０は、樹脂材質のバスバーフレーム３１０が損傷されても、バッテリーモジュール１０の外部から酸素が容易に流れ込まないようにする。

【0059】

したがって、前記防火シート４１０は、バッテリーモジュール１０の内部でイベントが発生した状況でも、バスバーフレーム３１０の付近で火災が発生する可能性を最小化し、バスバーフレーム３１０の付近で火災が発生したとしても、火災がバッテリーモジュール１０の内部で拡散する現象を遅延させることができる。また、前記防火シート４１０は、バスバーフレーム３１０の損傷によってバッテリーセル１００の間で短絡が発生してイベントが拡がることを防止することができる。

【0060】

前記シートカバー４２０は、防火シート４１０が外側に露出しないように防火シート４１０を完全に覆う。これは、雲母材質の防火シート４１０が吸湿性を有するため、雲母材質の防火シート４１０がシートカバー４２０の外気に晒されると、水分を吸収し、水分を吸収すれば、絶縁性能が低下するおそれがあるためである。

【0061】

前記シートカバー４２０は、樹脂射出物であり得、この場合、防火シート４１０はインサート射出によってシートカバー４２０内に配置され得る。前記シートカバー４２０は、電極リード１２０が通過する複数のカバースリット４２０ｂを備える。前記カバースリット４２０ｂは、バスバーフレームアセンブリ３００に向かう方向に沿ってその幅が次第に狭くなる形状を有し得る。

【0062】

これは、高温のベンティングガス及びスパークによって樹脂射出物からなるシートカバー４２０が溶融する場合、カバースリット４２０ｂが迅速に閉鎖されてバッテリーモジュール１０の外部から空気が流入することを遮断するためである。このように外部空気の流入が迅速に遮断されれば、バッテリーモジュール１０内部への酸素の供給が遮断されるため、バッテリーモジュール１０の内部で火災が拡散することを防止することができる。

【0063】

前記カバースリット４２０ｂとシートスリット４１０ｂとフレームスリット３１０ｂとは、互いに対応する位置に形成される。

【0064】

前記バスバーフレーム３１０がフレーム突起３１０ａを備える場合、防火シート４１０及びシートカバー４２０は、バスバーフレーム３１０との締結のためのフレーム突起３１０ａと対応する位置に形成され、対応する形状を有する少なくとも一つのシート孔４１０ａ及びカバー孔４２０ａをそれぞれ備える。

【0065】

上述したように、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１は、内部でイベントが発生したとき、ダクトカバー４０に設けられたフィルタによってバッテリーパック１の内部で火災が発生することを防止することができる。また、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１は、バッテリーモジュール１０に設けられたスパーク方向転換部２２０ａ及び／または防火シートアセンブリ４００によってイベントが拡散することを防止することができる。

【0066】

一方、本発明の一実施形態によるＥＳＳは、上述した本発明の一実施形態によるバッテリーパック１を含む。

【0067】

また、本発明の一実施形態による自動車は、上述した本発明の一実施形態によるバッテリーパック１を含む。前記自動車は、例えばバッテリーパック１から電力の供給を受けて駆動される電気自動車であり得る。

【0068】

以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、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】

【0069】

１ ・・・バッテリーパック
１０ ・・・バッテリーモジュール
２０ ・・・ＢＭＳアセンブリ
３０ ・・・ダクト
４０ ・・・ダクトカバー
１００ ・・・バッテリーセル
１２０ ・・・電極リード
２００ ・・・モジュールハウジング
２１０ ・・・ベースプレート
２２０ ・・・サイドプレート
２２０ａ ・・・スパーク方向転換部
２２５ ・・・締結フレーム
２３０ ・・・トッププレート
３００ ・・・バスバーフレームアセンブリ
３１０ ・・・バスバーフレーム
３１０ａ ・・・フレーム突起
３１０ｂ ・・・フレームスリット
３２０ ・・・バスバー
４００ ・・・防火シートアセンブリ
４１０ ・・・防火シート
４１０ａ ・・・シート孔
４１０ｂ ・・・シートスリット
４２０ ・・・シートカバー
４２０ａ ・・・カバー孔
４２０ｂ ・・・カバースリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】