特許 7695384 バッテリーパック及びそれを含む自動車

(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】2025-06-10

(45)【発行日】2025-06-18

(54)【発明の名称】バッテリーパック及びそれを含む自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/367 20210101AFI20250611BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20250611BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20250611BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20250611BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20250611BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20250611BHJP

   H01M 50/211 20210101ALN20250611BHJP

【ＦＩ】

H01M50/367

H01M50/204 101

H01M50/271 Z

H01M50/289

H01M50/249

H01M50/35 201

H01M50/211

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023561220

(86)(22)【出願日】2022-12-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-27

(86)【国際出願番号】 KR2022021427

(87)【国際公開番号】W WO2023128573

(87)【国際公開日】2023-07-06

【審査請求日】2023-10-04

(31)【優先権主張番号】10-2021-0188983

(32)【優先日】2021-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2022-0076628

(32)【優先日】2022-06-23

(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】ジュ－ファン・シン

(72)【発明者】

【氏名】ミュン－キ・パク

(72)【発明者】

【氏名】ウォン－キョン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ジュン－ヨブ・ソン

(72)【発明者】

【氏名】スン－フン・ウ

(72)【発明者】

【氏名】テ－キョン・イ

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン－スク・イ

【審査官】田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１２６５２８５７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０８８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２２－５４５１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０７３４３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１５８３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２４－５０９８６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３６７

Ｈ０１Ｍ ５０／２０４

Ｈ０１Ｍ ５０／２７１

Ｈ０１Ｍ ５０／２８９

Ｈ０１Ｍ ５０／２４９

Ｈ０１Ｍ ５０／３５

Ｈ０１Ｍ ５０／２１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１収容空間と、前記第１収容空間と離隔して位置する第２収容空間と、前記第１収容空間と前記第２収容空間との間に形成されるセンター空間と、を備えるパックハウジングと、
前記第１収容空間内に配置される複数の第１バッテリーモジュールと、
前記第２収容空間内に配置される複数の第２バッテリーモジュールと、
前記第１バッテリーモジュールと対応する位置で、前記第１バッテリーモジュールから発生したベントガスを前記センター空間へガイドする第１サイドベント流路と、前記第２バッテリーモジュールと対応する位置で、前記第２バッテリーモジュールから発生したベントガスを前記センター空間へガイドする第２サイドベント流路と、前記センター空間と対応する位置で、前記センター空間側に捕集されたベントガスを前記パックハウジングの外部へガイドするセンターベント流路と、を備え、前記パックハウジングと結合して前記第１バッテリーモジュール及び前記第２バッテリーモジュールをカバーするように構成されるパックカバーと、
を含み、
前記パックハウジングは、
互いに隣接する前記第１バッテリーモジュールの間に対応する位置、及び互いに隣接する第２バッテリーモジュールの間に対応する位置に各々配置される隔壁を備え、
前記第１サイドベント流路は、前記第１バッテリーモジュールの上部と前記パックカバーの内面との間に形成され、前記第２サイドベント流路は、前記第２バッテリーモジュールの上部と前記パックカバーの内面との間に形成され、
前記隔壁は、前記第１サイドベント流路を、前記複数の第１バッテリーモジュールの各々に対応する独立した収容空間に分割するとともに、前記第２サイドベント流路を、前記複数の第２バッテリーモジュールの各々に対応する独立した収容空間に分割する、バッテリーパック。

【請求項2】

前記隔壁は、
互いに隣接する前記第１バッテリーモジュールの各々の収容空間の間におけるベントガスの移動、及び互いに隣接する前記第２バッテリーモジュールの各々の収容空間の間におけるベントガスの移動が遮断されるように前記パックカバーと結合す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】

前記隔壁と前記パックカバーとの間には、封止部材が備えられ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】

前記パックカバーは、
前記パックハウジングの収容空間をカバーするカバープレートと、
前記カバープレートの内面に結合し、前記第１サイドベント流路、前記第２サイドベント流路及び前記センターベント流路を備える流路プレートと、を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記流路プレートは、
前記第１バッテリーモジュールと対応する位置で、前記カバープレートの内面に結合し、前記第１サイドベント流路を備える第１流路プレートと、
前記第２バッテリーモジュールと対応する位置で、前記カバープレートの内面に結合し、前記第２サイドベント流路を備える第２流路プレートと、
前記センター空間と対応する位置で、前記カバープレートの内面に結合し、前記センターベント流路を備える第３流路プレートと、を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6】

前記パックハウジングは、
前記センターベント流路の延長方向に沿って一側及び他側の少なくとも一箇所に形成されるガス捕集空間を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記パックハウジングは、
前記ガス捕集空間のベントガスを前記パックハウジングの外部へ排出するベントホールを備えることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記第１サイドベント流路及び前記第２サイドベント流路は、前記パックカバーの内面に形成された溝の形態を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記第１サイドベント流路及び前記第２サイドベント流路は各々、前記第１流路プレート及び第２流路プレートの一面に形成された溝の形態を有し、
前記第１流路プレート及び前記第２流路プレートは、前記溝が形成された面の反対面が前記カバープレートの内面に結合することを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記第１サイドベント流路及び前記第２サイドベント流路は、前記バッテリーパックの長手方向に沿って各々複数個が備えられることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記センターベント流路は、
前記第１サイドベント流路と連通する第１センターベント流路と、
前記第２サイドベント流路と連通する第２センターベント流路と、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12】

前記第３流路プレートは、
前記第１サイドベント流路と連通する第１センターベント流路を形成する第１流路形成部と、
前記第２サイドベント流路と連通し、前記第１センターベント流路とは連通しない第２センターベント流路を形成する第２流路形成部と、
前記第１流路形成部と前記第２流路形成部とを連結し、前記カバープレートの内面に結合する結合部と、を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリーパック。

【請求項13】

請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーパック及びそれを含む自動車に関し、より詳しくは、バッテリーモジュールの内部でガスが発生したとき、高温のガスが隣接する他のバッテリーモジュールに影響を及ぼすことなくバッテリーパックの外部へ排出されるように構成されたバッテリーパック及びそれを含む自動車に関する。

【0002】

本出願は、２０２１年１２月２７日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１８８９８３号及び２０２２年６月２３日出願の韓国特許出願第１０－２０２２－００７６６２８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】

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、ロボット、電気自動車などの商用化が本格化するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能二次電池についての研究が盛んに行われている。

【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がセパレーターを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液と共に封止して収納する外装材、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】

最近は、携帯電子機器のような小型装置だけではなく、自動車や電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）のような中・大型装置にも駆動用やエネルギー貯蔵用として二次電池が広く用いられている。 このような二次電池は、複数個が電気的に接続された状態でモジュールケースの内部に共に収納されることで一つのバッテリーモジュールを構成し、このようなバッテリーモジュールが、エネルギー密度を高めるために狭い空間に電気的にさらに接続されることでバッテリーパックを構成する。

【0008】

しかし、このように複数のバッテリーモジュールが狭い空間に密集した状態で存在する場合、火事や爆発などの事故に弱くなり得る。例えば、いずれか一つのバッテリーモジュールで熱暴走（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）などのような問題が発生する場合、バッテリーモジュールから高温のベントガスが排出され得る。もし、このようなベントガスがバッテリーパックの外部へ適切に排出されなければ、バッテリーパックの内部に備えられた他のバッテリーモジュールへ伝播（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）され、連鎖反応が起こり得る。また、この場合、バッテリーパックの内圧が大きくなり、爆発の可能性がある。バッテリーパックが爆発する場合、爆発圧力によって周辺の装置や使用者に大きい被害を与えるのみならず、被害範囲と速度がさらに増大し得る。そこで、一部のバッテリーモジュールで異常が発生してガスが排出される場合、高温のガスが隣接する他のバッテリーモジュールに影響を及ぼすことなく安全にバッテリーパックの外部へ排出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る。

【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、従来のバッテリーパックにベント流路形成構造をさらに加えることで、所望の方向へベントガスの流れを制御することを目的とする。

【0010】

また、本発明は、一部のバッテリーモジュールでサーマルイベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）の発生時に噴出される高温のベントガスがバッテリーパック内部の他のバッテリーモジュールに影響を及ぼすことなく安全にバッテリーパックの外部へ排出されるようにすることを他の目的とする。

【0011】

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記の目的を達成するための本発明の一面によるバッテリーパックは、第１収容空間と、前記第１収容空間と離隔して位置する第２収容空間、及び前記第１収容空間と前記第２収容空間との間に形成されるセンター空間、を備えるパックハウジングと、前記第１収容空間内に配置される少なくとも一つの第１バッテリーモジュールと、前記第２収容空間内に配置される少なくとも一つの第２バッテリーモジュールと、前記第１バッテリーモジュールと対応する位置で、前記第１バッテリーモジュールから発生したベントガスを前記センター空間へガイドするように構成される第１サイドベント流路、前記第２バッテリーモジュールと対応する位置で、前記第２バッテリーモジュールから発生したベントガスを前記センター空間へガイドするように構成される第２サイドベント流路、及び前記センター空間と対応する位置で、前記センター空間側に捕集されたベントガスを前記パックハウジングの外部へガイドするように構成されるセンターベント流路、を備え、前記パックハウジングと結合して前記バッテリーモジュールをカバーするように構成されるパックカバーと、を含む。

【0013】

前記パックハウジングは、互いに隣接する前記第１バッテリーモジュールの間に対応する位置及び互いに隣接する第２バッテリーモジュールの間に対応する位置に各々配置される隔壁を備え得る。

【0014】

前記隔壁は、互いに隣接する前記第１バッテリーモジュールの各々の収容空間の間におけるベントガスの移動及び互いに隣接する前記第２バッテリーモジュールの各々の収容空間の間におけるベントガスの移動が遮断されるように前記パックカバーと結合し得る。

【0015】

前記隔壁と前記パックカバーとの間には、封止部材が備えられ得る。

【0016】

前記パックカバーは、前記パックハウジングの収容空間をカバーするカバープレートと、前記カバープレートの内面に結合し、前記第１サイドベント流路、前記第２サイドベント流路及び前記センターベント流路を備える流路プレートと、を含み得る。

【0017】

前記流路プレートは、前記第１バッテリーモジュールと対応する位置で、前記カバープレートの内面に結合し、前記第１サイドベント流路を備える第１流路プレートと、前記第２バッテリーモジュールと対応する位置で、前記カバープレートの内面に結合し、前記第２サイドベント流路を備える第２流路プレートと、前記センター空間と対応する位置で、前記カバープレートの内面に結合し、前記センターベント流路を備える第３流路プレートと、を含み得る。

【0018】

前記パックハウジングは、前記センターベント流路の延長方向に沿って一側及び他側の少なくとも一箇所に形成されるガス捕集空間を備え得る。

【0019】

前記パックハウジングは、前記ガス捕集空間のベントガスを前記パックハウジングの外部へ排出可能なベントホールを備え得る。

【0020】

前記第１サイドベント流路及び前記第２サイドベント流路は、前記パックカバーの内面に形成された溝の形態を有し得る。

【0021】

前記第１サイドベント流路及び前記第２サイドベント流路は各々、前記第１流路プレート及び第２流路プレートの一面に形成された溝の形態を有し、前記第１流路プレート及び前記第２流路プレートは、前記溝が形成された面の反対面が前記カバープレートの内面に結合し得る。

【0022】

前記第１サイドベント流路及び前記第２サイドベント流路は、前記バッテリーパックの長手方向に沿って各々複数個が備えられ得る。

【0023】

前記センターベント流路は、前記第１サイドベント流路と連通する第１センターベント流路と、前記第２サイドベント流路と連通する第２センターベント流路と、を含み得る。

【0024】

前記第３流路プレートは、前記第１サイドベント流路と連通する第１センターベント流路を形成する第１流路形成部と、前記第２サイドベント流路と連通し、前記第１センターベント流路とは連通しない第２センターベント流路を形成する第２流路形成部と、前記第１流路形成部と前記第２流路形成部とを連結し、前記カバープレートの内面に結合する結合部と、を含み得る。

【0025】

上記の目的を達成するための本発明の実施例による自動車は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを含む。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一面によれば、バッテリーパックの内部でガスが発生したとき、発生したベントガスの排出が所望の方向へ行われるようにガス排出方向を適切に制御することができる。

【0027】

本発明の他面によれば、バッテリーパックの全体的な構造を大きく変更することなく、バッテリーパックの内部で発生したベントガスの排出方向を効果的に制御することができる。

【0028】

本発明のさらに他面によれば、サーマルイベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）時に問題が発生した一部のバッテリーモジュールから発生した高温のベントガスが、隣接するバッテリーモジュールに影響を及ぼすことを遅延または防止することができる。

【0029】

本発明のさらに他面によれば、ベントガスの排出が迅速に行われることが可能である。

【0030】

本発明のさらに他面によれば、火事を防止するか、または火事の拡散速度を遅延させることができる。

【0031】

本発明のさらに他面によれば、エネルギー密度が重要な二次電池においてバッテリーモジュールを連結する配線のための別の空間を設けることなく配置することと共に、外部の物理的な衝撃から保護することができる。

【0032】

これによって、本発明によるバッテリーパックが自動車に適用される場合、搭乗者の安全をより効果的に確保することができる。

【0033】

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】

【0034】

【図1】本発明の一実施例によるバッテリーパックを示す分解斜視図である。

【図2】本発明の一実施例によるバッテリーパックの外観を示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施例によるパックハウジングの内部空間が見えるように示した図である。

【図4】本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを示す図である。

【図5】本発明の他の実施例によるバッテリーモジュールを示す分解斜視図である。

【図6】本発明の一実施例によるバッテリーパックにおけるガスの移動流路を示す図である。

【図7】本発明の一実施例によるパックハウジングの隔壁の例示的形態を示す図である。

【図8】図２のＡ－Ａ’線に沿って切断した断面の例示的形態を概略的に示す断面図である。

【図9】本発明の一実施例によるカバープレート及び流路プレートの例示的形態を示す図である。

【図10】本発明の一実施例によるパックハウジングの捕集空間とベントホールの例示的形態を示す図である。

【図11】本発明の一実施例によるパックカバーに備えられた溝の例示的形態を示す図である。

【図12】本発明の他の一実施例によるバッテリーパックにおけるガスの移動流路を示す図である。

【図13】図１２の他の一実施例にパックカバーを結合した後、Ｂ－Ｂ’線に沿って切断した断面の例示的形態を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

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または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。

【0036】

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。

【0037】

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示す分解斜視図であり、図２は、一実施例によるバッテリーパックの外観を示す斜視図である。

【0038】

図１及び図２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は、パックハウジング１００、バッテリーモジュール２００及びパックカバー３００を含む。

【0039】

前記パックハウジング１００は、内部に空間が形成され、内部空間にバッテリーモジュール２００を収容するように構成され得る。例えば、パックハウジング１００は、直方体の形態から一面がない５枚のプレートを含み得る。この際、パックハウジング１００をなす各々のプレートのうち少なくとも一部は、互いに一体化した形態で構成され得る。または、５枚のプレートは各々別に製造された後、溶接やボルト締めなどによって相互に結合し得る。パックハウジング１００は、例えば、アルミニウムのような金属材料を含み得る。但し、本発明がこのようなパックハウジング１００の特定の材料に限定されることではない。

【0040】

パックハウジング１００は、図３に示したように、第１収容空間１１０と、前記第１収容空間１１０と離隔して位置する第２収容空間１２０と、前記第１収容空間１１０と前記第２収容空間１２０の間に形成されるセンター空間１３０と、を備える。前記第１収容空間１１０は、センター空間１３０を間に置いて第２収容空間１２０と対向して配置され得る。

【0041】

前記バッテリーモジュール２００は、前記第１収容空間１１０内に配置される少なくとも一つの第１バッテリーモジュール２１０及び前記第２収容空間１２０内に配置される少なくとも一つの第２バッテリーモジュール２２０を含む。例えば、図３に示したように、第１収容空間１１０には４個の第１バッテリーモジュール２１０が、第２収容空間１２０には４個の第２バッテリーモジュール２２０が備えられ得る。

【0042】

図４を参照すると、前記バッテリーモジュール２００は、バッテリーセル２０１を含み得る。前記バッテリーセル２０１は、複数個が備えられ得る。前記バッテリーセル２０１は、二次電池を意味し得る。前記バッテリーセル２０１は、電極組立体と、電解質と、前記電極組立体と電解質を収容する電池ケースと、前記電極組立体と接続し、前記電池ケースの外部へ引き出される一対の電極リードと、を含み得る。前記バッテリーセル２０１は、例えば、パウチ型二次電池であり得る。但し、二次電池の他の形態、例えば、円筒形電池や角形電池も本発明の一実施形態によるバッテリーセル２０１として採用され得る。

【0043】

前記バッテリーセル２０１が複数で備えられる場合、複数のバッテリーセル２０１は、電気的に接続され得る。前記バッテリーモジュール２００は、複数の前記バッテリーセル２０１を電気的に接続するためのバスバーフレームアセンブリー２０２をさらに含み得る。前記バスバーフレームアセンブリー２０２は、例えば、一対が備えられ得る。この場合、一対のバスバーフレームアセンブリー２０２は各々、バッテリーセル２０１の長手方向の一側及び他側に結合し得る。

【0044】

図５を参照すると、前記バッテリーモジュール２００は、モジュールケース２０３をさらに含み得る。前記モジュールケース２０３は、少なくとも一つの前記バッテリーセル２０１を収容するように構成され得る。前記モジュールケース２０３は、ベントホール２０３ａを備え得る。このようなベントホール２０３ａは、内部空間に収納されたバッテリーセル２０１からベントガスが生成された場合、生成されたベントガスがモジュールケース２０３の内部から外部へ排出可能に構成され得る。

【0045】

前記パックカバー３００は、前記パックハウジング１００と結合して前記バッテリーモジュール２００をカバーするように構成される。図１及び図２と共に図６を参照すると、前記パックカバー３００は、パックハウジング１００と結合してパックハウジング１００の内部空間に、第１サイドベント流路３１０、第２サイドベント流路３２０及びセンターベント流路３３０を形成するように構成される。前記第１サイドベント流路３１０は、第１バッテリーモジュール２１０と対応する位置で、第１バッテリーモジュール２１０から発生するベントガスをセンター空間１３０へガイドするように構成される。前記第２サイドベント流路３２０は、第２バッテリーモジュール２２０と対応する位置で、前記第２バッテリーモジュール２２０から発生するベントガスをセンター空間１３０へガイドするように構成される。前記センターベント流路３３０は、センター空間１３０と対応する位置で、センター空間１３０側に捕集されたベントガスをパックハウジング１００の内部から外部へガイドするように構成される。 第１サイドベント流路３１０、第２サイドベント流路３２０及びセンターベント流路３３０は、パックカバー３００の内面に形成され得る。

【0046】

本発明の一実施形態によるこのような構成によれば、通常の場合、パックハウジング１００をカバーする用途のみに使用されるパックカバー３００にベント流路を作ってベントガスの流れを制御する機能を加え得る。具体的には、本発明の一実施形態によるこのような構成によれば、各々のバッテリーモジュール２００におけるサーマルイベントの発生時、火炎及びベントガスがバッテリーモジュール２００の上部とパックカバー３００の内面との間に形成された第１サイドベント流路３１０及び第２サイドベント流路３２０に沿ってセンター空間１３０へ移動するようになり、これによって、隣接するバッテリーモジュール側へサーマルイベントが拡散する可能性を大幅低下させることができる。また、本発明の一実施形態によるこのような構成によれば、センター空間１３０で捕集されたガスは、さらにパックカバー３００の内面に形成されるセンターベント流路３３０に沿って移動するようになるため、移動する間にバントガスの温度が低下し、ベントガスと共に火炎が発生した場合にも、ベント流路に沿って移動する間に火炎が弱くなり得る。これによって、高温のベントガス及び火炎が外部へ噴出されて発生し得る被害を防止することができる。

【0047】

図７を参照すると、前記パックハウジング１００は、互いに隣接する第１バッテリーモジュール２１０の間に対応する位置及び互いに隣接する第２バッテリーモジュール２２０の間に対応する位置に各々配置される隔壁１４０を備え得る。本発明の一実施形態によるこのような構成によれば、複数の第１バッテリーモジュール２１０の各々の独立した収容空間が備えられ、同様に、複数の第２バッテリーモジュール２２０の各々の独立した収容空間が備えられ得る。

【0048】

図７及び図８を参照すると、前記隔壁１４０は、互いに隣接する前記第１バッテリーモジュール２１０の各々の収容空間の間におけるベントガスの移動及び互いに隣接する前記第２バッテリーモジュール２２０の各々の収容空間の間におけるベントガスの移動が遮断されるように前記パックカバー３００と結合し得る。前記隔壁１４０は、パックカバー３００と結合することで互いに隣接するバッテリーモジュール２００の各々の収容空間の間におけるベントガスの移動が遮断され得る。前記結合は、溶接やボルト締めなどによって行われ得る。

【0049】

本発明の一実施形態によるこのような実施構成によれば、隔壁１４０によって、互いに隣接する第１バッテリーモジュール２１０の各々の収容空間の間及び互いに隣接する第２バッテリーモジュール２２０の各々の収容空間の間は、構造的に相互に隔離しており、各々のバッテリーモジュールから発生したベントガスは、互いに隣接するバッテリーモジュール側へは移動せず、第１サイドベント流路３１０及び第２サイドベント流路３２０を通してセンター空間１３０に向かう方向のみへ移動するようになる。このようにセンター空間１３０で捕集されたベントガスは、センターベント流路３３０を通して移動するようになる。このように移動する間にベントガスの温度が減少し、火炎が弱くなり、これによって、各々のバッテリーモジュールから発生する高温の火炎及びベントガスが他のバッテリーモジュールに及ぶ影響を最小化することができる。

【0050】

一方、図８に示したように、隔壁１４０とパックカバー３００の間に封止部材１５０が備えられ得る。前記封止部材１５０は、隔壁１４０とパックカバー３００の結合部位を少なくとも一部囲む形態で構成され得る。

【0051】

本発明の一実施形態によるこのような構成によれば、隔壁１４０とパックカバー３００の間の隙間へのベントガスの移動を防止する効果がさらに向上できる。

【0052】

一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、前記第１バッテリーモジュール２１０の収容空間及び第２バッテリーモジュール２２０の収容空間を定義するための追加の隔壁１４１をさらに含み得る。この場合、前記第１バッテリーモジュール２１０の収容空間を定義するための追加の隔壁１４１は、センターベント流路３３０の延長方向に沿って長く延びた形態を有し得る。これによって、前記パックハウジング１００と前記追加の隔壁１４１によって第１バッテリーモジュール２１０の収容空間が形成され得る。同様に、前記第２バッテリーモジュール２２０の収容空間を定義するための追加の隔壁１４１は、センターベント流路３３０の延長方向に沿って長く延びた形態を有し得る。これによって、前記パックハウジング１００と前記追加の隔壁１４１によって第２バッテリーモジュール２２０の収容空間が形成され得る。前記第１バッテリーモジュール２１０の収容空間を定義するための追加の隔壁１４１と、第２バッテリーモジュール２２０の収容空間を定義するための追加の隔壁１４１とは、互いに離隔し、その間に前記センター空間１３０を形成し得る。追加の隔壁１４１は、内部が空くように形成され、剛性をそのまま確保しながらも重さを減らし得る。したがって、エネルギー密度が重要な二次電池において高いエネルギー密度を有することができる。

【0053】

図１及び図２と共に図９を参照すると、パックカバー３００は、カバープレート３４０及び流路プレート３５０を含み得る。前記カバープレート３４０は、パックハウジング１００の収容空間をカバーするように構成され得る。前記流路プレート３５０は、前記カバープレート３４０の内面に結合し、前記第１サイドベント流路３１０、前記第２サイドベント流路３２０及び前記センターベント流路３３０を備え得る。

【0054】

前記流路プレート３５０は、第１流路プレート３５１、第２流路プレート３５２及び第３流路プレート３５３を含み得る。前記第１流路プレート３５１は、第１バッテリーモジュール２１０と対応する位置で、カバープレート３４０の内面に結合し得る。前記第１流路プレート３５１は、第１サイドベント流路３１０を備え得る。前記第２流路プレート３５２は、第２バッテリーモジュール２２０と対応する位置で、カバープレート３４０の内面に結合し得る。前記第２流路プレート３５２は、第２サイドベント流路３２０を備え得る。前記第３流路プレート３５３は、センター空間１３０と対応する位置でカバープレート３４０の内面に結合し得る。前記第３流路プレート３５３は、センターベント流路３３０を備え得る。この際、カバープレート３４０、第１流路プレート３５１、第２流路プレート３５２及び第３流路プレート３５３の少なくとも一部は、互いに一体化した形態で構成されるが、必ずしも各々のプレートが別に製作されてから結合する場合に本発明が限定されることではない。また、サイドベント流路及びセンターベント流路は、各々のプレート上における各々のバッテリーモジュールに対応する位置に形成され得る。

【0055】

特に、本発明の一実施形態において、カバープレート３４０と流路プレート３５０が一体化した形態を有さず、互いに別の部品として設けられて結合する場合、流路が形成されていない通常のパックカバー３００をそのまま活用することができる。また、このような本発明の一実施形態による構成によれば、パックカバー３００の製造時、各々のプレートを別に製作して結合する方式で生産効率を高めることができる。一方、上述したように、パックカバー３００の内面にベント流路３１０、３２０、３３０を形成する場合、流路形成によるパックハウジング１００の内部収容空間の減少を最小化でき、これによって、エネルギー密度が重要な二次電池において効率的な空間活用が可能である。

【0056】

図６及び図９と共に図１０を参照すれば、前記パックハウジング１００は、センターベント流路３３０の延長方向に沿って一側及び他側の少なくともいずれか一箇所にガス捕集空間１６０を備えるように構成され得る。バッテリーモジュール２００から発生したベントガスが第１サイドベント流路３１０及び第２サイドベント流路３２０を通して移動するようになり、このようにセンター空間１３０に捕集されたベントガスは、センターベント流路３３０を通して移動して前記ガス捕集空間１６０に集まるようになる。例えば、前記ガス捕集空間１６０は、センターベント流路３３０の延長方向と平行なパックハウジング１００の長手方向の端部に備えられ得る。また、前記パックハウジング１００は、ガス捕集空間１６０のベントガスをパックハウジング１００の外部へ排出可能にベントホール１７０を備え得る。ベントホール１７０は、パックハウジング１００を貫通する形態を有し得る。また、完全に開放されている形態のみならず、完全に開放されずに、定常状態では閉鎖しており、圧力や温度などの変化によって開放可能な形態で構成されることも可能である。但し、本発明は、図１０に示されたガス捕集空間１６０の形態、位置及び個数に限定されず、このようなベントホール１７０の形状に限定されない。

【0057】

本発明の一実施形態によるこのような実施構成によれば、一度に多量のベントガスが発生してバッテリーパックの内圧が増加する場合、サイドベント流路３１０、３２０及びセンターベント流路３３０よりも相対的に体積が大きいガス捕集空間１６０によって迅速にバッテリーパックの内圧を減少させることができる。また、ベントホール１７０からベントガスを意図した方向へ排出可能であり、ベントホール１７０のサイズを大きくするか、または個数を増やすことで瞬間的に多量のベントガスが発生しても、より迅速かつ円滑なガスの排出が可能である。

【0058】

図６及び図９と共に図１１を参照すれば、前記第１サイドベント流路３１０及び前記第２サイドベント流路３２０は、パックカバー３００の内面に形成された溝形態Ｇを有し得る。前記第１サイドベント流路３１０及び第２サイドベント流路３２０は、各々第１流路プレート３５１及び第２流路プレート３５２の一面に形成された溝Ｇの形態を有し得る。

【0059】

このような場合、第１流路プレート３５１及び第２流路プレート３５２は、溝Ｇが形成された面の反対面がカバープレート３４０の内面に結合し得る。本発明の一実施形態によるこのような実施構成によれば、パックカバーまたはプレートの内面にサイドベント流路を形成するための別の部材を備えることなく、溝を形成するだけで十分であるので、エネルギー密度が重要な二次電池における空間効率性を高めることができる。また、この場合、サイドベント流路を形成するための別の部材をパックカバーまたは流路プレートに結合する場合よりも容易に具現可能であるので、生産が容易である。

【0060】

前記溝Ｇは、複数個が備えられ得る。この場合、複数の前記溝Ｇは、第１ベント流路３１０及び第２ベント流路３２０の延長方向とほぼ垂直な方向、即ち、センターベント流路３３０の延長方向とほぼ平行な方向に沿って互いに離隔して位置し得る。これによって、第１サイドベント流路３１０及び第２サイドベント流路３２０は、センターベント流路３３０の延長方向とほぼ平行な方向に沿って複数個が備えられ得る。複数の前記第１サイドベント流路３１０及び第２サイドベント流路３２０は、センターベント流路３３０の延長方向とほぼ平行な方向に沿って互いに離隔して位置し得る。バッテリーモジュール２００で発生したベントガスは、バッテリーモジュール２００とパックカバー３００の内面との間に形成された溝Ｇ形態の第１サイドベント流路３１０及び第２サイドベント流路３２０を通して移動し得る。

【0061】

図１２は、本発明の他の一実施例によるバッテリーパックにおけるガスの移動流路を示す図である。図１３は、本発明の他の一実施例によるバッテリーパックの断面図である。

【0062】

前記バッテリーパックは、図１２及び図１３を参照すると、センターベント流路３３０は、前記第１サイドベント流路３１０と連通する第１センターベント流路３３１と、第２サイドベント流路３２０と連通する第２センターベント流路３３２と、を含み得る。

【0063】

この場合、第１バッテリーモジュール２１０から発生するベントガスは、第１サイドベント流路３１０に沿ってセンター空間１３０に捕集された後、第１センターベント流路３３１に沿って移動するようになり、これとは独立的に、第２バッテリーモジュール２２０から発生するベントガスは、第２サイドベント流路３２０に沿ってセンター空間１３０に捕集された後、第２センターベント流路３３２に沿って移動するようになる。

【0064】

前記第３流路プレート３５３は、第１サイドベント流路３１０と連通する第１センターベント流路３３１を形成する第１流路形成部３５３ａと、前記第２センターベント流路３３２を形成する第２流路形成部３５３ｂと、前記第１流路形成部３５３ａと前記第２流路形成部３５３ｂの間を連結してカバープレート３４０の内面に結合する結合部３５３ｃと、を含み得る。センターベント流路３３０の延長方向に沿って長く延びた形態を有し得る。前記第１流路形成部３５３ａは、カバープレート３４０の内面と所定の距離に離隔して位置し得る。これによって、前記第１流路形成部３５３ａ、カバープレート３４０及び結合部３５３ｃで囲まれた空間内に第１センターベント流路３３１が形成され得る。同様に、前記第２流路形成部３５３ｂは、カバープレート３４０の内面と所定の距離に離隔して位置し得る。これによって、前記第２流路形成部３５３ｂ、カバープレート３４０及び結合部３５３ｃで囲まれた空間内に第２センターベント流路３３２が形成され得る。前記第１サイドベント流路３１０と第１センターベント流路３３１の円滑な連通のために第１流路形成部３５３ａは、パックハウジング１００内に起立して配置されたバッテリーセル２０１の高さ（Ｚ軸に平行な方向へ延びた長さ）と対応する高さに位置し得る。同様に、前記第２サイドベント流路３２０と第２センターベント流路３３２の円滑な連通のために第２流路形成部３５３ｂは、パックハウジング１００内に起立して配置されたバッテリーセル２０１の高さ（Ｚ軸に平行な方向へ延びた長さ）と対応する高さに位置し得る。

【0065】

本発明の一実施形態によるこのような実施構成によれば、前記第１収容空間１１０で発生したベントガスが第２収容空間１２０に収容された第２バッテリーモジュール２２０に影響を及ぼさなくなり、同様に、第２収容空間１２０で発生したベントガスが第１収容空間１１０に収容された第１バッテリーモジュール２１０に影響を及ぼさなくなる。したがって、このような実施構成によれば、バッテリーパック内のイベントの拡散を効率的に防止することができる。即ち、第１収容空間１１０内の第１バッテリーモジュール２１０で発生した高温の火炎及びベントガスは、第１センターベント流路３３１を通して移動するので、第２収容空間１２０内の第２バッテリーモジュール２２０には影響を及ぼさない。同様に、第２収容空間１２０内の第２バッテリーモジュール２２０で発生した高温の火炎及びベントガスは、第２センターベント流路３３２を通して移動するので、第１収容空間１１０内の第１バッテリーモジュール２１０に影響を及ぼさなくなる。また、センター空間１３０の上端のみにベント流路が形成されるため、センター空間１３０の多くの体積を占める追加の隔壁１４１の中空の空間にバッテリーモジュールを連結する配線が通る通路として活用され得る。また、前記配線は、追加の隔壁１４１によって物理的な衝撃から保護され得る。

【0066】

本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車に適用可能である。即ち、本発明の一実施形態による自動車は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールまたは本発明の一実施形態によるバッテリーパックを含み得る。また、本発明の一実施形態による自動車は、このようなバッテリーモジュールやバッテリーパックの他にも、自動車に含まれる他の多様な構成要素などをさらに含み得る。例えば、本発明の一実施形態による自動車は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックに加え、車体やモーター、ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）などの制御装置などをさらに含み得る。

【符号の説明】

【0067】

１００ パックハウジング
１４０、１４１ 隔壁
１５０ 封止部材
１７０ ベントホール
２００ バッテリーモジュール
２０１ バッテリーセル
２０２ バスバーフレームアセンブリー
２０３ モジュールケース
２０３ａ ベントホール
２１０ 第１バッテリーモジュール
２２０ 第２バッテリーモジュール
３００ パックカバー
３１０ 第１サイドベント流路
３２０ 第２サイドベント流路
３３０ センターベント流路
３３１ 第１センターベント流路
３３２ 第２センターベント流路
３４０ カバープレート
３５０ 流路プレート
３５１ 第１流路プレート
３５２ 第２流路プレート
３５３ 第３流路プレート
３５３ａ 第１流路形成部
３５３ｂ 第２流路形成部
３５３ｃ 結合部
Ｇ 溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】