特表 2022-546691 バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック、及び自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-07

(54)【発明の名称】バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック、及び自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/367 20210101AFI20221028BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20221028BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20221028BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20221028BHJP

   H01M 50/30 20210101ALI20221028BHJP

【ＦＩ】

H01M50/367

H01M50/35 201

H01M50/211

H01M50/249

H01M50/30

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022512830

(86)(22)【出願日】2021-05-07

(85)【翻訳文提出日】2022-02-24

(86)【国際出願番号】 KR2021005769

(87)【国際公開番号】W WO2021235751

(87)【国際公開日】2021-11-25

(31)【優先権主張番号】10-2020-0061866

(32)【優先日】2020-05-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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－ウ・リュ

(72)【発明者】

【氏名】ジ－ソン・チェ

(72)【発明者】

【氏名】ダル－モ・カン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－ソク・チェ

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012AA03

5H012BB08

5H012CC03

5H012CC08

5H012CC10

5H040AA33

5H040AA37

5H040AS07

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY05

5H040CC13

5H040CC14

(57)【要約】

本発明は、火災や爆発に対する安全性を高めたバッテリーモジュールを開示する。上記の目的を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールは、複数の二次電池を備えた少なくとも一つのセルアセンブリと、モジュールハウジングの内部で発生したガスが移動するように構成されたガスパイプと、一側が開放され、少なくとも一つのセルアセンブリが収納される内部空間が備えられた下部ケース、及び下部ケースの開放された一側を覆うように下部ケースの一側に結合され、ガスパイプを収容する収容空間が備えられ、ガスパイプと内部空間とが連通されるようにガスパイプの一端が連結された連結孔が備えられた上部ケースを備えるモジュールハウジングと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の二次電池を備えた少なくとも一つのセルアセンブリと、
発生したガスが移動するように構成されたガスパイプと、
一側が開放され、前記少なくとも一つのセルアセンブリが収納される内部空間が備えられた下部ケース、及び前記下部ケースの開放された一側を覆うように前記下部ケースの一側に結合され、前記ガスパイプを収容する収容空間が備えられ、前記ガスパイプと前記内部空間とが連通されるように前記ガスパイプの一端が連結された連結孔が備えられた上部ケースを備えるモジュールハウジングと、を含む、バッテリーモジュール。

【請求項2】

前記ガスパイプは、
上下に延びたパイプ状であって、前記連結孔と連結されるように構成された少なくとも一つの連結ユニットと、
水平方向に長く延びて端部が前記連結ユニットと連結されるように構成されたパイプユニットと、を備える、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

【請求項3】

前記連結ユニットは、
前記パイプユニットの端部が挿入されるように開口された挿入口を備え、
前記パイプユニットが前記挿入口に挿入される場合、前記挿入口を開放し、前記パイプユニットが前記挿入口に挿入されない場合、前記挿入口を密閉するように構成されたシーリング部材を備える、請求項２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項4】

前記シーリング部材は、前記挿入口に位置した少なくとも二つの密閉部を備え、
前記少なくとも二つの密閉部は、前記パイプユニットが前記挿入口に挿入されない場合は、互いに密着して前記挿入口を密閉するように構成され、前記パイプユニットの端部が挿入される場合は、二つの間が広がって前記挿入口を開放するように構成された、請求項３に記載のバッテリーモジュール。

【請求項5】

前記上部ケースは、前記収容空間の一側が開放され、
前記上部ケースの収容空間の開放された一側を覆うように前記上部ケースの一側と結合され、ガスを外部に排出するように前記ガスパイプの他端と連結された排出口が備えられた上板をさらに含む、請求項２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項6】

前記上部ケースは、前記連結ユニットの上下方向の一端部が挿入されるように内側に凹んだ第１固定溝を備え、
前記上板は、前記連結ユニットの上下方向の他端部が挿入されるように内側に凹んだ第２固定溝を備える、請求項５に記載のバッテリーモジュール。

【請求項7】

前記ガスパイプは、前記少なくとも一つのセルアセンブリのガス爆発力に応じて長さを調節可能に構成された、請求項２に記載のバッテリーモジュール。

【請求項8】

前記ガスパイプは、
ガスが移動する移動空間にガスの移動を阻止するように構成された複数の干渉突起が備えられた、請求項７に記載のバッテリーモジュール。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを少なくとも一つ以上含む、バッテリーパック。

【請求項10】

請求項９に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ以上含む、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車に関し、より詳しくは、火災や爆発に対する安全性を高めたバッテリーモジュールに関する。

【0002】

本出願は、２０２０年５月２２日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００６１８６６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】

近年、ノートパソコン、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激に伸び、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されるにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。

【0004】

現在、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の二次電池が商用化しているが、中でも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殆ど起きず充放電が自在であって、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それぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。また、このようなリチウム二次電池は、正極活物質が塗布された正極板と負極活物質が塗布された負極板とがセパレータを介在して配置された電極組立体、及び該電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、すなわち電池ケースを備える。

【0006】

そして、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収納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収納されているパウチ型二次電池とに分類され得る。

【0007】

特に、近年、電気自動車などに適用される大容量のバッテリーモジュールの需要が増加している。

【0008】

しかし、このような大容量のバッテリーモジュールは、複数の二次電池を備えており、複数の二次電池に火災や爆発が発生する場合、火炎と高温のガスが排出されて隣接した他のバッテリーモジュールへと火災が拡散し易く、火災の拡散により多大な財産被害につながるおそれがある。

【0009】

また、大容量のバッテリーモジュールは、内部の複数の二次電池に火災や爆発が発生する場合、爆発とともにバッテリーモジュールの外部に排出された高温のガスと火炎によって隣接した他の機器が損傷されるかまたは人命被害を引き起こす。したがって、バッテリーモジュールの火災やガス爆発に対する安全性を高める方案が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、火災やガス爆発に対する安全性を高めたバッテリーモジュールを提供することを目的とする。

【0011】

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、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。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】

【0012】

上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーモジュールは、
複数の二次電池を備えた少なくとも一つのセルアセンブリと、
発生したガスが移動するように構成されたガスパイプと、
一側が開放され、少なくとも一つのセルアセンブリが収納される内部空間が備えられた下部ケース、及び下部ケースの開放された一側を覆うように下部ケースの一側に結合され、ガスパイプを収容する収容空間が備えられ、ガスパイプと内部空間とが連通されるようにガスパイプの一端が連結された連結孔が備えられた上部ケースを備えるモジュールハウジングと、を含む。

【0013】

また、ガスパイプは、
上下に延びたパイプ状であって、連結孔と連結されるように構成された少なくとも一つの連結ユニットと、
水平方向に長く延びて端部が連結ユニットと連結されるように構成されたパイプユニットと、を備え得る。

【0014】

さらに、連結ユニットは、
パイプユニットの端部が挿入されるように開口された挿入口を備え、
パイプユニットが挿入口に挿入される場合、挿入口を開放し、パイプユニットが挿入口に挿入されない場合、挿入口を密閉するように構成されたシーリング部材を備え得る。

【0015】

そして、シーリング部材は、
挿入口に位置した少なくとも二つの密閉部を備え、
少なくとも二つの密閉部は、パイプユニットが挿入口に挿入されない場合は、互いに密着して挿入口を密閉するように構成され、パイプユニットの端部が挿入される場合は、二つの間が広がって挿入口を開放するように構成され得る。

【0016】

また、上部ケースは、収容空間の一側が開放され、
上部ケースの収容空間の開放された一側を覆うように上部ケースの一側と結合され、ガスを外部に排出するようにガスパイプの他端と連結された排出口が備えられた上板をさらに含み得る。

【0017】

さらに、上部ケースは、
連結ユニットの上下方向の一端部が挿入されるように内側に凹んだ第１固定溝を備え、
上板は、
連結ユニットの上下方向の他端部が挿入されるように内側に凹んだ第２固定溝を備え得る。

【0018】

そして、ガスパイプは、少なくとも一つのセルアセンブリのガス爆発力に応じて長さを調節可能に構成され得る。

【0019】

また、ガスパイプには、
ガスが移動する移動空間にガスの移動を阻止するように構成された複数の干渉突起が備えられ得る。

【0020】

さらに、上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様によるバッテリーパックは、上述したバッテリーモジュールを少なくとも一つ以上含む。

【0021】

そして、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の一態様による自動車は、上述したバッテリーパックを少なくとも一つ以上含む。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一態様によれば、ガスパイプ及びガスパイプと内部空間が連通されるように構成された上部ケースを含み、セルアセンブリなどの内部構成の火災や爆発によって発生した火炎とガスが収容空間に配置されたガスパイプを通って移動するように構成されることで、火炎がバッテリーモジュールの外部に直ちに排出されず、ガスパイプの内部に移動することができる。さらに、本発明は、複数の二次電池が爆発しても、ガスパイプに沿ってガスが移動しながらガス爆発力を減少させた後、外部にガスを排出することができる。

【0023】

さらに、本発明の一態様によれば、少なくとも一つの連結ユニット及びパイプユニットを備えることで、ガスパイプのガス爆発力に応じて設定された長さに容易に組み立てることができる。さらに、バッテリーモジュールのガスを外部に排出する位置に応じてガスパイプの延長方向を調節することができ、新たな形態のガスパイプを製造する必要なく、従来の複数の連結ユニットとパイプユニットとを組み立てて多様な形態（長さ）のガスパイプを製造することができる。

【0024】

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】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを概略的に示した斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの複数の二次電池を概略的に示した斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した分解斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプを概略的に示した斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプの一部構成を概略的に示した側面図である。

【図8】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプを概略的に示した斜視図である。

【図9】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成が組み立てられる様子を概略的に示した分解斜視図である。

【図10】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの上板を概略的に示した底面斜視図である。

【図11】本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。

【図12】本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。

【図13】本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。

【図14】本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプの一部内部構成を概略的に示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

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、本明細書及び請求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ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

【0027】

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。

【0028】

図１は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールを概略的に示した斜視図であり、図２は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの構成を概略的に示した分解斜視図であり、図３は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの複数の二次電池を概略的に示した斜視図である。図１において、Ｘ軸方向が右方であり、Ｙ軸方向が後方であり、Ｚ軸方向が上方である。

【0029】

図１～図３を参照すると、本発明のバッテリーモジュール２００は、セルアセンブリ２１０、ガスパイプ２３０及びモジュールハウジング２２０を含む。

【0030】

具体的には、セルアセンブリ２１０は、複数の二次電池２１１を備え得る。二次電池２１１は、パウチ型二次電池であり得る。例えば、図３に示されたように、セルアセンブリ２１０は、ケースの内部に一方向（Ｙ軸方向）に並んで積層された２１個のパウチ型二次電池２１１を備え得る。

【0031】

さらに、図３のように、正極リード２１１ａと負極リード２１１ｂとは、二次電池２１１のパウチの中心を基準にして両端部に形成され得る。すなわち、正極リード２１１ａは二次電池２１１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２１１ｂは二次電池２１１の中心を基準にして他端部に備えられ得る。

【0032】

しかし、本発明によるバッテリーモジュール２００は、二次電池の構成を上述したパウチ型二次電池２１１のみに限定することはなく、本願の出願時点で公知の多様な種類の二次電池２１１が採用され得る。

【0033】

また、バッテリーモジュール２００は、複数の二次電池２１１同士を電気的に接続するように構成された少なくとも一つのバスバー（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。

【0034】

図４は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した分解斜視図であり、図５は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール２００の一部構成を概略的に示した斜視図である。

【0035】

図２～図５を参照すると、ガスパイプ２３０は、モジュールハウジング２２０の内部で発生したガスが移動するように構成され得る。すなわち、ガスパイプ２３０は、ガスが移動する方向に延びた管状であり得る。ガスパイプ２３０は金属またはプラスチック素材を含み得る。

【0036】

そして、モジュールハウジング２２０は、金属またはプラスチック素材を含み得る。モジュールハウジング２２０は、下部ケース２２２及び上部ケース２２４を備え得る。下部ケース２２２は、少なくとも一つのセルアセンブリ２１０が収納される内部空間２２２ａを備え得る。すなわち、下部ケース２２２は、セルアセンブリ２１０の体積と同一であるか又はより大きい内部空間２２２ａを形成する壁Ｗ１を有し得る。内部空間２２２ａは一側が開放された形態を有し得る。

【0037】

さらに、上部ケース２２４は、下部ケース２２２の開放された一側を覆うように構成され得る。すなわち、上部ケース２２４は、下部ケース２２２の開放された面積よりも広い面積を有し得る。例えば、上部ケース２２４は、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に延びた板状であり得る。上部ケース２２４は下部ケース２２２の一側に結合され得る。ここで、水平方向とは、バッテリーモジュール２００を地面に置いたとき、地面と平行な方向を意味する。

【0038】

また、上部ケース２２４は、ガスパイプ２３０の少なくとも一部を収容する収容空間２２４ａを備え得る。すなわち、収容空間２２４ａは、上部ケース２２４の中央部分が下方に凹んで形成された空間であり得る。収容空間２２４ａは、ガスパイプ２３０の少なくとも一部分を収容可能な大きさを有し得る。

【0039】

さらに、上部ケース２２４は、ガスパイプ２３０と下部ケース２２２の内部空間２２２ａとが連通されるように連結孔Ｈ１を備え得る。これにより、ガスパイプ２３０の一端が連結孔Ｈ１に連結され得る。ガスパイプ２３０の一端に流れ込んだガスは、パイプに沿って水平方向に移動し、ガスパイプ２３０の他端（終端）２３２ｔまで移動し得る。

【0040】

したがって、本発明のこのような構成によれば、ガスパイプ２３０と下部ケース２２２の内部空間２２２ａとが連通されるように構成された上部ケース２２４を含み、セルアセンブリ２１０などの内部構成の火災や爆発によって発生した火炎とガスが収容空間２２４ａに配置されたガスパイプ２３０を通って移動するように構成されることで、火炎がバッテリーモジュール２００の外部に直ちに排出されず、ガスパイプ２３０の内部に移動することができる。さらに、本発明は、複数の二次電池２１１が爆発しても、ガスパイプ２３０に沿ってガスが移動しながらガス爆発力を減少させた後、外部にガスを排出させることができる。

【0041】

結論的に、本発明は、セルアセンブリ２１０などの内部構成の火災や爆発によって発生したガスと火炎が外部に直接排出される場合と比べて、隣接した他のバッテリーモジュール２００または他の外部構成へと火災が拡散することを防止し、複数の二次電池２１１が爆発しても、バッテリーモジュール２００の隣接した外部構成に損傷を及ぼすことを低減させることができる。

【0042】

図６は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプを概略的に示した斜視図であり、図７は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプの一部構成を概略的に示した側面図であり、図８は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプを概略的に示した斜視図である。

【0043】

図４とともに図５～図８を参照すると、本発明のガスパイプ２３０は、少なくとも一つの連結ユニット２３２及び少なくとも一つのパイプユニット２３４を備え得る。具体的には、連結ユニット２３２は、上下に延びたパイプ形態であり得る。連結ユニット２３２は、上下に延びたパイプの開放または密閉された上端２３２ａ及び下端２３２ｂを有し得る。連結ユニット２３２は、連結孔Ｈ１と連結されるように構成され得る。例えば、連結ユニット２３２の開放された下端２３２ｂは、上部ケース２２４に備えられた連結孔Ｈ１に連結され得る。連結ユニット２３２の開放された下端２３２ｂは、連結孔Ｈ１に一部が挿入され得る。さらに、例えば、図１に示されたように、連結ユニット２３２の開放された上端２３２ａは、上板２２６の排出口Ｈ２と連結され得る。そして、連結孔Ｈ１及び排出口Ｈ２と連結されていない残りの連結ユニット２３２は、上端２３２ａ及び下端２３２ｂがすべて密閉され得る。

【0044】

また、パイプユニット２３４は、水平方向に長く延びた形態を有し得る。パイプユニット２３４の端部は、連結ユニット２３２の内部と連通されるように連結ユニット２３２と連結され得る。例えば、連結ユニット２３２には、パイプユニット２３４の端部が挿入されるように開口された挿入口Ｐが備えられ得る。

【0045】

例えば、図５に示されたように、連結ユニット２３２は前後左右の四方にそれぞれ挿入口Ｐが備えられ得る。すなわち、連結ユニット２３２は、四つの挿入口Ｐを通じて四つのパイプユニット２３４と連結され得る。

【0046】

したがって、本発明のこのような構成によれば、少なくとも一つの連結ユニット２３２及びパイプユニット２３４を備えることで、ガスパイプ２３０のガス爆発力に応じて設定された長さに容易に組み立てることができる。さらに、バッテリーモジュール２００のガスを外部に排出する位置に応じてガスパイプ２３０の延長方向を調節することができ、新たな形態のガスパイプ２３０を製造する必要なく、従来の複数の連結ユニット２３２とパイプユニット２３４とを組み立てて多様な形態（長さ）のガスパイプ２３０を製造することができる。

【0047】

さらに、連結ユニット２３２は、パイプユニット２３４と組み立てられるハブの役割だけでなく、上端２３２ａ及び／または下端２３２ｂが密閉される場合、内部に流れ込んだガスの爆発力を上下方向に分散させて爆発力を減少させる役割を果たすことができる。

【0048】

そして、連結ユニット２３２は、シーリング部材２４０を備え得る。シーリング部材２４０は、パイプユニット２３４が挿入口Ｐに挿入される場合、パイプユニット２３４を挿入可能に挿入口Ｐを開くように構成され得る。例えば、シーリング部材２４０は弾性素材を含み得る。弾性素材は例えば、天然ゴム、合成ゴムまたはシリコーンゴムなどであり得る。

【0049】

また、シーリング部材２４０は、挿入口Ｐに位置した少なくとも二つの密閉部２４１、２４２を備え得る。例えば、シーリング部材２４０は第１密閉部２４１及び第２密閉部２４２を備え得る。少なくとも二つの密閉部２４１、２４２は、パイプユニット２３４の端部が挿入される場合、二つの間が広がって挿入口Ｐを開くように構成され得る。

【0050】

例えば、第１密閉部２４１と第２密閉部２４２とは、少なくとも一部分が分離された形態を有し得る。第１密閉部２４１及び第２密閉部２４２は、それぞれ挿入口Ｐの周縁部に接合され得る。例えば、シーリング部材２４０は円形板状であり得る。円形板の外周部は、連結ユニット２３２の挿入口Ｐの内側と接着剤（例えば、シーラント）を用いて接着され得る。

【0051】

さらに、シーリング部材２４０の第１密閉部２４１及び第２密閉部２４２はそれぞれ半円状であり得、第１密閉部２４１と第２密閉部２４２とが互いに密着した中心部分Ｂは分離され得る。例えば、図６及び図７に示されたように、パイプユニット２３４の端部は、第１密閉部２４１と第２密閉部２４２との間の分離された部分を通って連結ユニット２３２の挿入口Ｐの内部に挿入され得る。シーリング部材２４０は、挿入口Ｐに挿入されたパイプユニット２３４の端部が再び外部に分離されることを防止する役割を果たすことができる。

【0052】

そして、シーリング部材２４０は、挿入されたパイプユニット２３４によって圧着された状態で元の形態に復帰しようとする弾性力が発揮されてパイプユニット２３４の端部を加圧し得る。このとき、シーリング部材２４０とパイプユニット２３４との間には大きい摩擦力が発揮され、パイプユニット２３４が挿入口Ｐの外部に分離されることを防止することができる。

【0053】

さらに、シーリング部材２４０は、連結ユニット２３２の挿入口Ｐとパイプユニット２３４の端部との間からガスが漏れないように、連結ユニット２３２の挿入口Ｐとパイプユニット２３４の端部との間を密閉するように構成され得る。

【0054】

また、シーリング部材２４０は、パイプユニット２３４が挿入口Ｐに挿入されない場合、挿入口Ｐを密閉するように構成され得る。すなわち、少なくとも二つの密閉部２４１、２４２は、パイプユニット２３４が挿入口Ｐに挿入されない場合、互いに密着して挿入口Ｐを密閉するように構成され得る。例えば、図７に示されたように、パイプユニット２３４が挿入口Ｐに挿入されない場合、シーリング部材２４０の第１密閉部２４１及び第２密閉部２４２は挿入口Ｐを覆い得る。

【0055】

したがって、本発明のこのような構成によれば、シーリング部材２４０を備えることで、パイプユニット２３４と連結ユニット２３２との組み立て工程を容易にして製造効率を高めることができる。さらに、ガスパイプ２３０の内部に移動するガスが連結ユニット２３２とパイプユニット２３４との間の隙間から漏れず円滑にガスを排出することができる。

【0056】

図９は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成が組み立てられる様子を概略的に示した分解斜視図であり、図１０は本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールの上板を概略的に示した底面斜視図である。

【0057】

一方、図４とともに図９及び図１０を参照すると、本発明のバッテリーモジュール２００は、上板２２６をさらに含み得る。上部ケース２２４は、収容空間２２４ａの一側が開放された形態であり得る。上板２２６は、上部ケース２２４の収容空間２２４ａの開放された一側を覆うように構成され得る。上板２２６と上部ケース２２４との間にはガスケット２２４ｇが備えられ得る。ガスケット２２４ｇは、上板２２６と上部ケース２２４との間の隙間からガスが漏れることを防止するように構成され得る。

【0058】

また、上板２２６は、上部ケース２２４の一側と結合され得る。例えば図５及び図９に示されたように、複数のボルトＴが、上板２２６に形成された第３締結孔Ｃ３、上部ケース２２４に形成された第２締結孔Ｃ２、及び下部ケース２２２に形成された第１締結孔Ｃ１のそれぞれに締結された後、ナットＮを使って締結され得る。

【0059】

さらに、上板２２６には、ガスを外部に排出するように排出口Ｈ２が形成され得る。排出口Ｈ２は、モジュールハウジング２２０の内部と外部とが連通されるように打ち抜かれた形態であり得る。排出口Ｈ２は、ガスパイプ２３０の他端（ガス移動経路の終端、図５の２３２ｔ）と連結され得る。

【0060】

したがって、本発明のこのような構成によれば、上部ケース２２４の収容空間２２４ａの一側を覆うように構成された上板２２６を備えることで、ガスパイプ２３０をモジュールハウジング２２０の内部に安全に保管できるだけでなく、火災や爆発が発生した場合、発生したガスがガスパイプ２３０を通って移動できずに漏れても、収容空間２２４ａの内部に安全に収容することができる。結果的に、バッテリーモジュール２００の安全性を高めることができる。

【0061】

また、図４をさらに参照すると、上部ケース２２４には、少なくとも一つの第１固定溝Ｇ１が備えられ得る。第１固定溝Ｇ１は、連結ユニット２３２の上下方向の一端部２３２ｂが挿入されるように、上部ケース２２４の一部分が本体の内側に凹んだ形態を有し得る。第１固定溝Ｇ１は、連結ユニット２３２の上下方向の一端部を密閉するように構成され得る。第１固定溝Ｇ１は、連結ユニット２３２の位置を固定するように構成され得る。

【0062】

さらに、図１０を参照すると、上板２２６には、連結ユニット２３２の上下方向の他端部２３２ａが挿入されるように構成された第２固定溝Ｇ２が備えられ得る。第２固定溝Ｇ２は、上板２２６の一部分が本体の内側に凹んで形成され得る。第２固定溝Ｇ２は、連結ユニット２３２の上下方向の他端部２３２ａを密閉するように構成され得る。第２固定溝Ｇ２は、連結ユニット２３２の位置を固定するように構成され得る。

【0063】

したがって、本発明のこのような構成によれば、上部ケース２２４に形成された第１固定溝Ｇ１及び上板２２６に形成された第２固定溝Ｇ２を備えることで、連結ユニット２３２の位置を固定するだけでなく、連結ユニット２３２の上下方向の一端部２３２ｂ及び他端部２３２ａのいずれか一つ以上を密閉できるため、連結ユニット２３２が発生したガスの圧力を上下方向に分散（吸収）し、ガス爆発力を緩和させる役割を果たすことができる。

【0064】

図１１は、本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。

【0065】

図５とともに図１１をさらに参照すると、本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュール２００Ａは、図５のバッテリーモジュール２００と比べて、ガスパイプ２３０Ａのガス移動経路の長さが同一であっても、連結ユニット２３２及びパイプユニット２３４の個数を少なくし得る。例えば、本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュール２００Ａは、図５のバッテリーモジュール２００と比べて、ガスパイプ２３０Ａの連結ユニット２３２の個数を少なくし得る。

【0066】

例えば、図５のバッテリーモジュール２００は連結ユニット２３２の個数が２４個であるが、図１１のガスパイプ２３０Ａは連結ユニット２３２の個数が１６個であり得る。しかし、図１１のガスパイプ２３０Ａのガスが移動する水平方向の全体長さは図５とほぼ同じであると言える。図５及び図１１に示されたガスパイプが類似の排出経路を有するためである。

【0067】

このように、図１１のバッテリーモジュール２００Ａのように、図５のバッテリーモジュール２００と比べて、電池容量が相対的に小さいかガス爆発力が弱い場合、ガスパイプ２３０Ａの連結ユニット２３２の個数を減らすことができる。また、連結ユニット２３２の個数が減少することで、パイプユニット２３４の個数も減少し得る。パイプユニット２３４は長さを延ばした状態で連結ユニット２３２と連結され得る。

【0068】

したがって、本発明のこのような構成によれば、ガスパイプ２３０Ａの連結ユニット２３２とパイプユニット２３４の個数を少なくとも一つのセルアセンブリ２１０のガス爆発力に応じて調節可能に構成することで、不要な部品を減らしてバッテリーモジュールの重量を軽くし、製造コストを節減することができる。

【0069】

また、図６及び図８をさらに参照すると、ガスパイプ２３０は、少なくとも一つのセルアセンブリ２１０のガス爆発力に応じて長さを調節可能に構成され得る。具体的には、パイプユニット２３４は長さを調節可能に構成され得る。

【0070】

例えば、図８を参照すると、パイプユニット２３４は、３個のパイプ部２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを備え得る。図８において、左側に位置したパイプ部２３４ａの直径と右側に位置したパイプ部２３４ｃの直径とは同一であり得る。中央に位置したパイプ部２３４ｂは、他の２個のパイプ部２３４ａ、２３４ｃよりも直径が相対的に小さくなり得る。中央に位置したパイプ部２３４ｂは、一側部及び他側部がそれぞれ左側パイプ部２３４ａ及び右側パイプ部２３４ｃの内部に挿入されるように構成され得る。

【0071】

これによって、本発明は、必要に応じて、中央に位置したパイプ部２３４ｂを左側のパイプ部２３４ａと右側のパイプ部２３４ｃの内部から引き出してパイプユニット２３４を延ばすか、または、中央に位置したパイプ部２３４ｂを左側のパイプ部２３４ａと右側のパイプ部２３４ｃの内部に挿入してパイプユニット２３４の全体長さを短くし得る。

【0072】

したがって、本発明のこのような構成によれば、ガスパイプ２３０が少なくとも一つのセルアセンブリ２１０のガス爆発力に応じて長さを調節可能に構成されることで、バッテリーモジュール２００の爆発力やガス排気経路に適するようにガスパイプ２３０の長さと位置を変更することができる。

【0073】

すなわち、バッテリーモジュール２００の規模と形態に応じてガスパイプ２３０の長さと位置を変更できるため、ガスパイプ２３０を標準化された部品として使用することができる。これにより、バッテリーモジュール２００が多様な容量または形態に変更される場合にも、ガスパイプ２３０を別途に製作する必要がなく、製造コストを節減できるという利点がある。

【0074】

図１２は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。

【0075】

図１とともに図１２を参照すると、図１２のバッテリーモジュール２００Ｂは、図１１のバッテリーモジュール２００Ａのガスパイプ２３０Ａと比べて、上板２２６の形成された排出口（図示せず）と連結されたガスパイプ２３０Ｂの終端部２３２ｔの位置が異なり得る。例えば、図１２に示されたように、ガスパイプ２３０Ｂの終端部２３２ｔは、上板２２６の後方左側に位置した排出口（図示せず）と連結されるように構成され得る。また、図１２のガスパイプ２３０Ｂは、ガスの移動経路のうち、前後方向の移動経路が長くなるように構成され得る。

【0076】

図１３は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーモジュールの一部構成を概略的に示した斜視図である。

【0077】

図１とともに図１３を参照すると、図１３のバッテリーモジュール２００Ｃは、図１１のバッテリーモジュール２００Ａのガスパイプ２３０Ａと比べて、上板２２６に形成された排出口（図示せず）と連結されたガスパイプ２３０Ｃの終端部２３２ｔの位置が異なり得る。例えば、図１３に示されたように、ガスパイプ２３０の終端部２３２ｔは、上板２２６の前方右側に位置した排出口（図示せず）と連結されるように構成され得る。また、図１３のガスパイプ２３０Ｃは、ガスの移動経路のうち、左右方向の移動経路が長くなるように構成され得る。

【0078】

図１４は、本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュールのガスパイプの一部内部構成を概略的に示した断面図である。

【0079】

図１４を参照すると、本発明の他の一実施形態によるバッテリーモジュール２００のガスパイプ２３０Ｄのパイプユニット２３４Ｄは、内部に複数の干渉突起Ｋが備えられ得る。複数の干渉突起Ｋは、ガスの移動を阻止するように、ガスが移動する移動空間に構成され得る。複数の干渉突起Ｋは、パイプユニット２３４Ｄの内面から、ガスの移動方向Ｇの逆方向に向かって傾くように延び得る。複数の干渉突起Ｋは、移動するガスと摩擦を起こしてガス移動速度を下げるように構成され得る。

【0080】

したがって、本発明のこのような構成によれば、ガスパイプ２３０Ｄの内部に複数の干渉突起Ｋを形成してガス移動の速度を低減させることで、ガスパイプ２３０Ｄを通って外部に排出されるガス爆発力を効果的に減少させることができる。これにより、バッテリーモジュールの安全性を効果的に増大させることができる。

【0081】

一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパックは、上述したバッテリーモジュール２００を少なくとも一つ含む。

【0082】

また、バッテリーパックは、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の装置（図示せず）、例えばＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリー管理システム）、電流センサ、ヒューズなどをさらに含み得る。

【0083】

一方、本発明の一実施形態による電子デバイス（図示せず）は、上述したバッテリーモジュール２００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）、及びユーザがバッテリーパックの充電状態を確認できる表示部をさらに含み得る。

【0084】

また、本発明の一実施形態による自動車は、上述したバッテリーパックを少なくとも一つ以上含み得る。自動車は、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車であり得る。すなわち、本発明の一実施形態による自動車は、車体内に上述した本発明の一実施形態によるバッテリーパックが搭載され得る。

【0085】

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。

【0086】

以上のように、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、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する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】

【0087】

２００：バッテリーモジュール
２１０：セルアセンブリ
２１１：二次電池
２２０：モジュールハウジング
２２２：下部ケース
２２４：上部ケース
２２６：上板
２２２ａ、２２４ａ：内部空間、収容空間
Ｈ１、Ｈ２：連結孔、排出口
２３０：ガスパイプ
２３２：連結ユニット
２３４：パイプユニット
Ｐ：挿入口
２４０：シーリング部材
２４１、２４２：第１密閉部、第２密閉部
Ｇ１、Ｇ２：第１固定溝、第２固定溝
Ｋ：干渉突起

【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】

【図14】

【国際調査報告】