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(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】2023-12-08
(54)【発明の名称】安全性が向上したバッテリーモジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 50/211 20210101AFI20231201BHJP
H01M 50/289 20210101ALI20231201BHJP
H01M 50/507 20210101ALI20231201BHJP
H01M 50/293 20210101ALI20231201BHJP
H01M 50/291 20210101ALI20231201BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20231201BHJP
【ＦＩ】
H01M50/211
H01M50/289
H01M50/507
H01M50/293
H01M50/291
H01M50/249
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023532828
(86)(22)【出願日】2022-04-12
(85)【翻訳文提出日】2023-05-30
(86)【国際出願番号】 KR2022005263
(87)【国際公開番号】W WO2022244985
(87)【国際公開日】2022-11-24
(31)【優先権主張番号】10-2021-0065127
(32)【優先日】2021-05-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0007727
(32)【優先日】2022-01-19
(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】スン－ファン・ジャン
(72)【発明者】
【氏名】ジュン－ヨブ・ソン
(72)【発明者】
【氏名】ボク－グン・イ
(72)【発明者】
【氏名】ヒェ－ミ・ジュン
【テーマコード（参考）】
5H040
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H040AA37
5H040AS07
5H040AT04
5H040NN03
5H043FA04
5H043KA15
5H043KA22
5H043LA21
(57)【要約】
本発明は、熱暴走（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）などの特定の事象状況下で安全性が向上したバッテリーモジュールを開示する。本発明の一側面によるバッテリーモジュールは、それぞれ収容部及びシール部を備え、互いに積層された複数のパウチ型バッテリーセルと、前記複数のパウチ型バッテリーセルを内部空間に収容するモジュールケースと、隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間に介在し、少なくとも一方の側が前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間から前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間まで突出して延びるバリア部材と、を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ収容部及びシール部を備え、互いに積層された複数のパウチ型バッテリーセルと、前記複数のパウチ型バッテリーセルを内部空間に収容するモジュールケースと、
隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間に介在し、少なくとも一方の側が前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間から前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間まで突出して延びるバリア部材と、
を含む、バッテリーモジュール。
【請求項2】
前記バリア部材は、前記パウチ型バッテリーセルのシール部のうち、電極リードが位置するテラス部側に突出して延びる、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項3】
前記複数のパウチ型バッテリーセルは、垂直方向に立てられた状態で水平方向に積層され、前記バリア部材は、垂直方向に立てられたプレート状に構成されて前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの間に介在している、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項4】
前記複数のパウチ型バッテリーセルの電極リードを互いに接続できるバスバーアセンブリをさらに含み、前記バリア部材は、少なくとも一方の端部が前記バスバーアセンブリに接触する、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項5】
前記バリア部材は、少なくとも一方の端部が前記バスバーアセンブリの内面に嵌入している、請求項４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項6】
前記バリア部材は、前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間に突出して延びた部分の少なくとも一部が曲がりくねった形状に構成されている、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項7】
前記バリア部材は、前記バッテリーセルの収容部の間に介在した部分の厚さと、前記バッテリーセルのシール部の間に介在した部分の厚さとが互いに異なるように形成されている、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項8】
前記バリア部材は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）及び炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）のうちの少なくともどちらか一方の材料を含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項9】
前記バリア部材の端部を包み込むシール部材をさらに含む、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む、バッテリーパック。
【請求項11】
請求項１～９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールを含む、自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリーに関し、より詳細には、熱暴走（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）などの特定の事象状況下でも安全性が向上したバッテリーモジュール、ならびにこれを含むバッテリーパック及び自動車などに関する。
【0002】
本出願は、２０２１年５月２０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００６５１２７号及び２０２２年１月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２２－０００７７２７号に基づく優先権を主張するものであり、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、ロボット、電気自動車などの商用化が本格化するにつれて、繰り返し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、商用化されている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挙げられるが、中でも、リチウム二次電池は、ニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きないため充放電が自在であり、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で脚光を浴びている。
【0005】
この種のリチウム二次電池は、主として、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用いる。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一緒に封入する外装材、すなわち、電池ケースと、を備える。
【0006】
一般に、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、に大別できる。
【0007】
最近には、携帯型電子機器などの小型装置のみならず、電気自動車やエネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｒｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）などの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一緒に収容される形態で、１つのバッテリーモジュールを構成することができる。このとき、バッテリーモジュールの内部には、エネルギー密度を高めるために狭い空間に複数のバッテリーセル（二次電池）が密集された状態で存在することがある。
【0008】
ところが、このように、複数のバッテリーセル（二次電池）が狭い空間に密集された状態で存在する場合、火災や爆発などの事故に脆弱である可能性がある。特に、いずれか１つ、または一部のバッテリーセルにおいて温度が急激に上昇する場合、他のバッテリーセルに温度の上昇が伝播される熱暴走伝播（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）などといった事象が生じることがある。このとき、このような事象が正常に制御できなければ、バッテリーモジュールの火災や爆発にまで及ぶ可能性があり、甚だしい人命及び財産の被害までも引き起こす可能性がある。さらに、一部のバッテリーセルにおいて熱的事象が生じる場合、ベントガスや火炎、スパークなどが噴出されることがある。なお、このようなベントガスや火炎などが隣の正常セルへ向かう場合、隣のセルに対して熱暴走や火災などを引き起こすことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
したがって、本発明は、上記のような問題を解決するために案出されたものであり、熱暴走事象を効果的に抑えて安全性が向上できるように構成されたバッテリーモジュールと、これを含むバッテリーパック及び自動車などを提供することを目的とする。
【0010】
但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した課題に何ら制限されるものではなく、言及されていない他の課題は、下記に記載されている発明の説明から当業者にとって明らかに理解できる筈である。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するための本発明の一側面によるバッテリーモジュールは、それぞれ収容部及びシール部を備え、互いに積層された複数のパウチ型バッテリーセルと、前記複数のパウチ型バッテリーセルを内部空間に収容するモジュールケースと、隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間に介在し、少なくとも一方の側が前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間から前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間まで突出して延びるように構成されたバリア部材と、を含む。
【0012】
ここで、前記バリア部材は、前記パウチ型バッテリーセルのシール部のうち、電極リードが位置するテラス部側に突出して延びるように構成されてもよい。
【0013】
また、前記複数のパウチ型バッテリーセルは、垂直方向に立てられた状態で水平方向に積層され、前記バリア部材は、垂直方向に立てられたプレート状に構成されて前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの間に介在してもよい。
【0014】
さらに、本発明によるバッテリーモジュールは、前記複数のパウチ型バッテリーセルの電極リードを互いに接続できるように構成されたバスバーアセンブリをさらに含み、前記バリア部材は、少なくとも一方の端部が前記バスバーアセンブリに接触するように構成されてもよい。
【0015】
さらにまた、前記バリア部材は、少なくとも一方の端部が前記バスバーアセンブリの内面に嵌入してもよい。
【0016】
さらにまた、前記バリア部材は、前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間に突出して延びた部分の少なくとも一部が曲がりくねった形状に構成されてもよい。
【0017】
さらにまた、前記バリア部材は、前記バッテリーセルの収容部の間に介在した部分の厚さと、前記バッテリーセルのシール部の間に介在した部分の厚さとが互いに異なるように形成されてもよい。
【0018】
さらにまた、前記バリア部材は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）及び炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）のうちの少なくともどちらか一方の材料を含んでいてもよい。
【0019】
さらにまた、本発明によるバッテリーモジュールは、前記バリア部材の端部を包み込むように構成されたシール部材をさらに含んでいてもよい。
【0020】
また、上記の目的を達成するための本発明の他の側面によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリーモジュールを含む。
【0021】
さらに、上記の目的を達成するための本発明のさらに他の側面による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールを含む。
【発明の効果】
【0022】
本発明の一側面によれば、バッテリーモジュールの熱暴走伝播の問題が効果的に防止可能になる。
【0023】
また、本発明の場合、特定のバッテリーセルにおいて熱的事象が生じてベントガスや火炎などが生成されて噴出された場合、隣り合うバッテリーセルにベントガスや火炎などが移動することを抑えることができる。
【0024】
特に、熱暴走事象の伝播の状況下では、電極リードが位置する側であるセルテラス部が連鎖反応に脆弱である可能性がある。しかしながら、本発明の一実施構成によれば、バッテリーモジュールの熱暴走事象が生じたとき、ガスや火炎などから隣り合うバッテリーセルのテラス部がより確実に保護可能になる。したがって、バッテリーセル間の熱的連鎖反応がより一層効果的に遮断可能になる。
【0025】
これらに加えて、本発明は色々な他の効果を有することができ、これについては各実施構成の欄において説明したり、当業者が容易に類推可能な効果などについては当該説明を省略したりする。
【0026】
本明細書に添付される以下の図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するものであり、後述する発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項のみに限定されて解釈されてはいけない。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】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す斜視図である。
【図3】本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールに含まれているバッテリーセルの構成を概略的に示す斜視図である。
【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の構成要素を概略的に示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図7】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図8】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図9】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図10】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図11】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図12】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図13】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【図14】本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールに含まれているバリア部材の構成を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。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ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【0029】
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、本発明の最も好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す斜視図である。図２は、図１のバッテリーモジュールに対して、一部の構成要素を取り外して示す斜視図である。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に含まれているバッテリーセルの構成を概略的に示す斜視図である。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の構成要素を概略的に示す断面図である。例えば、図４は、図１のＡ１－Ａ１’線に対する断面の構成の一例を示していると言える。
【0031】
【0032】
前記パウチ型バッテリーセル１００は、パウチ型二次電池であって、電極組立体と、電解質及びパウチ外装材を含んでいてもよい。さらに、パウチ型バッテリーセル１００は、図３に示すように、Ｒにて示された収容部とＳにて示されたシール部を備えていてもよい。ここで、収容部Ｒは、電極組立体及び電解質が収容された部分を示し、シール部Ｓは、このような収容部Ｒの周りを囲繞する形状にパウチ外装材が融着された部分を示すと言える。
【0033】
特に、パウチ型バッテリーセル１００は、収容部Ｒを中心として４つの側面（角部）が存在すると言える。このとき、４つの側面がいずれもシールされた形態に構成されてもよく、３つの側面のみがシールされた形態に構成されてもよい。このとき、４つの側面がシールされたセルを４面シールと称し、３つの側面がシールされたセルを３面シールセルと称することができる。例えば、図３に示された実施構成においては、バッテリーセル１００が立てられた形状に構成されるが、左側パウチと右側パウチの前端、後端及び上端がシールされ、左側パウチと右側パウチの下端はシールされずに互いにつながった状態で折り畳まれた形状に構成されてもよい。この場合、バッテリーセル１００は、３面シールされたといえる。
【0034】
前記パウチ型バッテリーセル１００は、バッテリーモジュールに複数含まれてもよい。また、それぞれのパウチ型バッテリーセル１００は、電極リード１１０を備えていてもよい。このような電極リード１１０には負極リードと負極リードが含まれ、負極リードと負極リードは、バッテリーセル１００の同じ側面（角部）または互いに異なる側面に突出するように配備されてもよい。このとき、負極リードと負極リードが同じ側面に位置する場合に単方向セルと称し、負極リードと負極リードが互いに異なる側面、特に、反対となる側面に位置する場合に両方向セルと称することができる。
【0035】
前記モジュールケース２００は、複数のパウチ型バッテリーセル１００を内部空間に収容するように構成されてもよい。すなわち、前記モジュールケース２００は、内部に空き空間が形成され、このような内部空間に複数のバッテリーセル１００を収容することができる。例えば、前記モジュールケース２００は、天板、底板、左側板、右側板、前板及び背板を備えて内部空間を限定することができる。なお、このようにして限定された内部空間にセル積層体が位置するようにしてもよい。ここで、モジュールケース２００は、金属及び／又はプラスチック材質から構成されてもよい。
【0036】
また、モジュールケース２００を構成する複数枚のプレートのうちの少なくとも一部は互いに一体化された形状に構成されてもよい。例えば、モジュールケース２００は、天板、底板、左側板及び右側板が互いに一体化されたモノフレーム状に構成されてもよい。この場合、モノフレームの前方及び後方は開放された形状を有することができるが、前板及び背板がエンドフレームとして、モノフレームの前方及び後方の開放部に結合されて、モノフレームの内部空間を密閉することができる。他の例として、モジュールケース２００は、底板、左側板及び右側板が互いに一体化されたＵ－フレームの形状に構成されてもよい。この場合、天板、前板及び背板がＵ－フレームの上部、前端及び後端に結合されてもよい。一方、モジュールケース２００の各構成要素の結合に際しては、溶接やボルト締めなど様々な締結方式が利用可能である。
【0037】
本発明は、このようなモジュールケース２００の特定の材質や形状、結合方式などにより何ら限定されない。
【0038】
前記バリア部材３００は、隣り合うパウチ型バッテリーセル１００の間に介在してもよい。すなわち、バッテリーセル１００が少なくとも１つの方向に積層された状態で、バリア部材３００は、バッテリーセル１００の積層体の間に介在してもよい。例えば、図４の構成を参照すると、複数のパウチ型バッテリーセル１００がＸ軸方向に積層された状態で、バリア部材３００は、隣り合うバッテリーセル１００の間に嵌入した状態を有することができる。前記バリア部材３００は、１つのバッテリーモジュールにおいて１本またはそれ以上配備されてもよい。特に、バッテリーセル１００が３つ以上含まれている場合、バリア部材３００は複数本配備されて、各バッテリーセル１００の間ごとに介在してもよい。
【0039】
特に、前記バリア部材３００は、隣り合うバッテリーセル１００の収容部Ｒの間に介在してもよい。すなわち、上述したように、それぞれのパウチ型バッテリーセル１００には収容部Ｒが中央部分に存在してもよいが、バリア部材３００は、パウチ型バッテリーセル１００の収容部Ｒの間に介在して隣り合うパウチ型バッテリーセル１００の収容部Ｒに対面するように配置されてもよい。
【0040】
また、前記バリア部材３００は、少なくとも一方の側が隣り合うパウチ型バッテリーセル１００の収容部Ｒの間から隣り合うバッテリーセル１００のシール部Ｓの間まで突出して延びるように構成されてもよい。これについては、図５をさらに参照してより詳しく説明する。
【0041】
【0042】
図５を参照すると、バリア部材３００は、Ｃ１にて示された部分のように、隣り合うパウチ型バッテリーセル１００の収容部Ｒの間に介在してもよい。なお、前記バリア部材３００は、Ｃ２にて示された部分のように、隣り合うパウチ型バッテリーセル１００の収容部Ｒの間の空間から外れた部分まで突出して延びてもよい。
【0043】
さらに、このようなバリア部材３００の突出延在部分Ｃ２は、隣り合うバッテリーセル１００のシール部Ｓの間まで突出して延びてもよい。すなわち、パウチ型バッテリーセル１００の積層体において、各バッテリーセル１００のシール部Ｓは、図５に示された部分のように存在してもよいが、バリア部材３００の突出延在部分Ｃ２は、このようなシール部Ｓの間に相当する部分にも存在してもよい。
【0044】
前記バリア部材３００は、熱や火炎などに強い材質から構成されてもよい。例えば、前記バリア部材３００は、耐熱性プラスチックやセラミック、金属などの材質を備えていてもよい。
【0045】
本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュールの安全性がより一層向上する。より具体的に、前記実施構成によれば、特定のバッテリーセル１００から高温のベントガスや火炎などが噴出される場合、周りの他のバッテリーセル１００にベントガスや火炎などが影響を及ぼすのを効果的に遮断することができる。特に、バッテリーセル１００のシール部Ｓは、融着が行われた部分であって、バッテリーセル１００の収容部Ｒに比べて高い温度や圧力、火炎などに対する耐久性が弱い可能性がある。しかしながら、本発明の前記側面によれば、バッテリーセル１００のシール部Ｓがバリア部材３００の突出延在部により保護されるので、他のバッテリーセル１００から排出されたベントガスや火炎などにより影響を受けるのを防止もしくは予防することができる。したがって、この場合、バッテリーモジュールの内部においてバッテリーセル１００の間の熱暴走伝播が起こるのが効果的に防止可能である。
【0046】
特に、前記バリア部材３００は、パウチ型バッテリーセル１００のテラス部側に突出して延びるように構成されてもよい。より詳しく述べると、パウチ型バッテリーセル１００は、３本または４本のシール部Ｓを有することができるが、電極リード１１０は、そのうちの一部のシール部Ｓに配備されてもよい。例えば、図３に示されたバッテリーセル１００の場合、収容部Ｒを中心として前方、後方及び上部にそれぞれシール部Ｓが形成されてもよい。このとき、電極リード１１０は、３本のシール部のうち、Ｔにて示された部分のように、前方側シール部及び後方側シール部にそれぞれ配備されてもよい。なお、このような前方側及び後方側シール部が、バッテリーセル１００のテラス部であるといえる。
【0047】
前記バリア部材３００は、このように、パウチ型バッテリーセル１００のシール部のうち、電極リード１１０が位置するテラス部側に突出して延びるように構成されてもよい。特に、図５を参照すると、Ｔにて示された部分のように、各バッテリーセル１００の前方側にテラス部が位置してもよく、このようなテラス部Ｔは、左右方向（Ｘ軸方向）に所定の距離だけ離れるように並べられてもよい。このとき、各バッテリーセル１００の収容部Ｒ側から前方（－Ｙ軸方向）に突出したバリア部材３００の延長部Ｃ２は、隣り合うテラス部Ｔの間の離隔空間に位置してもよい。
【0048】
本発明のこのような実施構成によれば、バリア部材３００により、隣り合うバッテリーセル１００のテラス部Ｔ同士の間が遮断されることが可能になる。
【0049】
特に、モジュールケース２００の内部においてテラス部Ｔが配置された空間は、バッテリーセル１００の他の部分、特に、収容部Ｒが位置している空間に比べて空き空間が相対的に大きく存在することがある。したがって、バッテリーセル１００から噴出されたベントガスや火炎が集中し易い。
【0050】
また、バッテリーセル１００に含まれている複数のシール部のうち、テラス部Ｔではなく、他のシール部は折り畳まれてもよい。例えば、図３の実施形態において、上部シール部は折り畳まれた状態で、モジュールケース２００の内部に収容されてもよい。これに対し、前方シール部や後方シール部、すなわち、テラス部Ｔは、電極リード１１０が位置している部分であるため、折り畳まれずにそのままモジュールケース２００の内部に収容されてもよい。したがって、特定のバッテリーセル１００の内部からベントガスや火炎などが噴出される場合、折り畳まれたシール部Ｓよりはテラス部Ｔ側に噴出される場合が多い。
【0051】
したがって、パウチ型バッテリーセル１００において、テラス部Ｔは、他の部分に比べて、熱的連鎖反応に脆弱であるといえる。しかしながら、前記実施構成による場合、隣り合うバッテリーセル１００のテラス部Ｔ同士の間がバリア部材３００により遮断可能である。そのため、特定のバッテリーセル１００のテラス部Ｔ側にベントガスや火炎が集中したり噴出されたりしても、隣り合う他のバッテリーセル１００のテラス部Ｔ側に影響を及ぼすのを防止もしくは低減することができる。
【0052】
本発明によるバッテリーモジュールにおいて、複数のパウチ型バッテリーセル１００は、図２などに示すように、それぞれ垂直方向（Ｚ軸方向）に立てられた状態で水平方向（Ｘ軸方向）に積層されてもよい。すなわち、それぞれのパウチ型バッテリーセル１００は、広い両表面が水平方向、つまり、左右方向に配置されて、それぞれの収容部が互いに対面するように位置してもよい。なお、各パウチ型二次電池の周縁部は、上、下、前、後の方向を向くように配置されてもよい。このとき、各パウチ型二次電池の周縁部の少なくとも一部にはシール部Ｓが配置されてもよい。
【0053】
前記バリア部材３００は、図４などに示すように、プレート状に構成されてもよい。特に、バリア部材３００は、広い２つの表面が水平方向を向くように垂直方向に立てられたプレート状に構成されてもよい。なお、このようなバリア部材３００は、隣り合うバッテリーセル１００の間に介在してもよい。したがって、バリア部材３００の広い表面は、片側または両側に配置されたバッテリーセル１００の収容部Ｒ及びシール部Ｓに対面することができる。
【0054】
この場合、バリア部材３００がバッテリーセル１００の間に介在するとしても、バッテリーセル１００積層体やバッテリーモジュールの全体が大きく嵩張らない。なお、この場合、バリア部材３００によりバッテリーセル１００同士の間のほとんどが容易に遮断可能である。
【0055】
本発明によるバッテリーモジュールは、図２に示すように、バスバーアセンブリ４００をさらに含んでいてもよい。前記バスバーアセンブリ４００は、複数のパウチ型バッテリーセル１００の電極リード１１０が互いに接続可能なように構成されてもよい。より具体的に、前記バスバーアセンブリ４００は、電極リード１１０を支持し、電極リード１１０を互いに接続し易くし、電極リード１１０から電圧などのセンシングが可能なように構成されてもよい。特に、前記バスバーアセンブリ４００は、図２に示すように、モジュールバスバー４１０及びバスバーハウジング４２０を備えていてもよい。
【0056】
ここで、モジュールバスバー４１０は、電気的に伝導性材質、つまり、金属材質から構成されてもよい。また、モジュールバスバー４１０は、２本以上の電極リード１１０同士の間を電気的に接続したり、１本以上の電極リード１１０に接続されてバッテリー管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）のような制御ユニットにセンシング情報を転送したりするように構成されてもよい。
【0057】
また、バスバーハウジング４２０は、電気的に絶縁性材質、つまり、プラスチック材質から構成されてもよい。さらに、バスバーハウジング４２０は、モジュールバスバー４１０が載置されて固定されるように構成されてもよい。さらにまた、バスバーハウジング４２０は、図２においてＳ１にて示された部分のように、スリットが形成されてもよい。そして、バスバーハウジング４２０の外側、つまり、前方側にモジュールバスバー４１０が取り付けられてもよい。この場合、電極リード１１０は、バスバーハウジング４２０のスリットＳ１を貫通して外側に位置しているモジュールバスバー４１０に接触してもよい。特に、電極リード１１０は、単独にてまたは２本以上が積層された状態で、モジュールバスバー４１０と結合固定されてもよい。このとき、電極リード１１０とモジュールバスバー４１０との結合固定方式としては、レーザー溶接または超音波溶接などの方式が利用可能であるが、それに加えて、他の様々な締結方式が適用可能である。
【0058】
前記バリア部材３００は、少なくとも一方の端部がバスバーアセンブリ４００に接触するように構成されてもよい。例えば、図５においてＡ３にて示された部分のように、前記バリア部材３００の前方側の端部は、複数のバッテリーセル１００積層体の前方側に位置しているバスバーアセンブリ４００の内側（後方側）の表面に直接的に接触してもよい。特に、バリア部材３００は、バスバーアセンブリ４００に配備されたバスバーハウジング４２０の内面に接触してもよい。
【0059】
本発明のこのような実施構成によれば、バリア部材３００の端部とバスバーアセンブリ４００との間の隙間をなくしたり最小限に抑えたりすることにより、このような隙間を介してベントガスや火炎などが流出入するのを防ぐことができる。したがって、この場合、バリア部材３００によるバッテリーセル１００の間のガスや火炎の遮断能がより一層向上する。また、この場合、バリア部材３００とバスバーアセンブリ４００との間の接触による摩擦力を用いて、バリア部材３００の固定力を向上させることができる。したがって、外部の衝撃や内部の圧力などによりバリア部材３００が移動するのを防ぐことができる。
【0060】
一方、バリア部材３００は、前後方向（Ｙ軸方向）にパウチ型バッテリーセル１００のシール部Ｓを越えて外側（前後方）に突出して延びてもよい。このとき、バリア部材３００の前後方向への長さは、各パウチ型バッテリーセル１００の前後方向への長さに等しいかもしくはそれよりも大きく形成されてもよい。また、バリア部材３００は、上下方向にパウチ型バッテリーセル１００の長さに等しいかもしくはそれよりも長く形成されてもよい。このとき、バリア部材３００の上側の端部及び下側の端部は、それぞれモジュールケース２００の内面に接触してもよい。この場合、バリア部材３００の前後方の端部側はもとより、バリア部材３００の上下部の端部側を介しても、ガスや火炎の遮断能、固定力などが安定的に確保可能である。
【0061】
図６は、本発明の他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。本実施形態をはじめとして、本発明に含まれている各実施形態については、他の実施形態と相違点がある部分に重点をおいて説明し、他の実施形態についての説明が同一または類似に適用可能な部分については詳細な説明を省略する。
【0062】
図６を参照すると、前記バリア部材３００は、Ａ４にて示された部分のように、少なくとも一方の端部がバスバーアセンブリ４００の内面に嵌入した形態に構成されてもよい。この場合、バスバーアセンブリ４００、特に、バスバーハウジング４２０は、バリア部材３００の一方の端部が嵌入できるように外側の向きに凹状に溝が形成されてもよい。例えば、図６に示すように、バッテリーセル１００の前方側に位置しているバスバーハウジング４２０は、内側の表面から外側の向き（－Ｙ軸方向）に凹状に嵌入溝Ｇ１が形成されてもよい。また、バリア部材３００の前方側の端部は、このようなバスバーハウジング４２０の嵌入溝Ｇ１に嵌入してもよい。ここで、バスバーハウジング４２０は、嵌入溝Ｇ１を形成するために、図６に示すように、特定の部分が折り曲げられた形状に構成されてもよい。あるいは、バスバーハウジング４２０は、嵌入溝Ｇ１を形成するために、特定の部分の厚さが薄くなった形状、すなわち、窪んだ形状に構成されてもよい。
【0063】
本発明のこのような実施構成によれば、バリア部材３００の固定力がより一層向上する。特に、特定のバッテリーセル１００からベントガスが生じた場合、当該バッテリーセル１００の周りの内圧が増加してバリア部材３００を左右方向（Ｘ軸方向）に加圧することがある。しかしながら、前記実施構成においては、バリア部材３００の端部がバスバーハウジング４２０の嵌入溝Ｇ１に嵌入しているので、バリア部材３００の左右方向への移動を抑えることができる。なお、前記実施構成の場合、バリア部材３００の端部とバスバーアセンブリ４００との間の密閉力が安定的に確保可能である。そのため、前記実施構成によれば、バリア部材３００によるセル間の熱／火炎の伝播の防止能がより一層向上し、バッテリーセル１００及びバリア部材３００の配置状態が安定的に保持可能である。
【0064】
さらに、前記実施構成の場合、バリア部材３００の端部が嵌入したバスバーハウジング４２０の嵌入溝Ｇ１に接着剤が充填されてもよい。この場合、接着剤により、バリア部材３００の端部への固定力及び密閉力がより一層向上する。
【0065】
図７は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【0066】
図７を参照すると、前記バリア部材３００は、隣り合うバッテリーセル１００のシール部の間に突出して延びた部分の少なくとも一部が曲がりくねった形状に構成されてもよい。例えば、図７においてＡ５にて示された部分のように、バリア部材３００の前方側の端部は、隣り合うバッテリーセル１００のシール部Ｓ、特に、テラス部Ｔの間から前方側の方向（－Ｙ軸方向）に突出して延びてもよい。なお、このようなバリア部材３００が突出して延びた部分は、左右方向（Ｘ軸方向）、すなわち、水平方向に凹凸が形成されるように千鳥状に構成されてもよい。
【0067】
本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーセル１００から噴出されたベントガスや火炎が周りの他のバッテリーセル１００側へ向かうことなく、当該バッテリーセル１００の中央部分へ向かうようにすることができる。例えば、図７の実施形態において、左側のバッテリーセル１００からベントガスが排出された場合、ベントガスは、バリア部材３００の前方側の端部の左側の表面の曲がりくねった形状により、矢印Ｄ１にて示されたように、左側の方向に流れることができる。また、図７の実施形態において、右側のバッテリーセル１００からベントガスが排出された場合、ベントガスは、バリア部材３００の前方側の端部の右側の表面の曲がりくねった形状により、矢印Ｄ２にて示されたように、右側の方向に流れることができる。したがって、この場合、周りのバッテリーセル１００から排出されたガスや火炎などが隣り合う他のバッテリーセル１００から遠ざかる方向へ向かうようにすることにより、他のバッテリーセル１００へのガスや火炎などの影響を低減することができる。
【0068】
前記実施構成において、バッテリーセル１００のシール部Ｓの間に介在したバリア部材３００の前方側の端部及び／又は後方側の端部は、曲がりくねった形状を実現するために、曲げられたプレート状に構成されてもよい。また、バッテリーセル１００の収容部Ｒの間に介在したバリア部材３００の中央部分は、平らなプレート状に構成されてもよい。この場合、バリア部材３００は、平板部と曲げ部を備えるプレート状に構成されているといえる。
【0069】
このような実施構成によれば、板状の部材に対して、片側または両側の端部に曲がりくねった形状を与えることにより、シール部の間に突出して延びた部分を曲がりくねった形状に構成することがより一層容易に実現可能である。また、前記実施構成によれば、１つの曲げ部をもって隣り合う２つのバッテリーセル１００のシール部Ｓの両方ともに曲がりくねった形状が対面するようにすることができる。例えば、図７の実施構成において、１つのバリア部材３００の前方側の端部を左右方向に曲がりくねるように形成することにより、左側のバッテリーセル１００のシール部Ｓと右側のバッテリーセル１００のシール部Ｓの両方ともに曲がりくねった形状が対面することができる。
【0070】
図８は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【0071】
図８を参照すると、前記バリア部材３００は、部分的に厚さが異なるように形成されてもよい。特に、前記バリア部材３００は、バッテリーセル１００の収容部の間に介在した部分の厚さと、前記バッテリーセル１００のシール部の間に介在した部分の厚さとが互いに異なるように形成されてもよい。
【0072】
より具体的に、図８においてＡ６にて示された部分のように、シール部Ｓの間に介在したバリア部材３００の突出端部は、他の部分、つまり、バッテリーセル１００の収容部Ｒの間に介在した部分よりも厚く形成された部分を備えていてもよい。
【0073】
本発明のこのような実施構成によれば、バリア部材３００において、シール部の間に介在した部分、特に、テラス部Ｔの間に介在した部分の厚さを厚くすることにより、バリア部材３００によるテラス部Ｔの保護効果がより一層向上する。すなわち、前記実施構成によれば、テラス部Ｔの間においてバリア部材３００が厚く形成されることにより、ベントガスや火炎などにより隣り合う他のバッテリーセル１００のテラス部Ｔに影響が及ぼされてしまうのをより一層抑えることができる。さらに、バッテリーセル１００のテラス部Ｔの間には相対的に広い空き空間が形成されているので、前記実施構成のようにバリア部材３００の端部を厚く構成しても、それによりバッテリーモジュールが嵩張るという問題が生じない。なお、前記実施構成によれば、バリア部材３００の機械的な強度ないし耐久性をより一層向上させることができる。したがって、ベントガスや火炎などによりバリア部材３００が破損ないし損傷されるのを防ぐことができる。
【0074】
また、前記バリア部材３００は、図８においてＥ１及びＥ２にて示された部分のように、シール部Ｓの間に位置している部分において傾斜面が形成されてもよい。特に、このような傾斜面Ｅ１、Ｅ２は、外側の方向（前方）に向かって進むにつれてシール部に次第に近づく形状に構成されてもよい。例えば、バリア部材３００の突出延在部の左側の表面には、Ｅ１にて示されたように、前方に向かって進むにつれて次第に左側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔに近づく形状に傾斜面が形成されてもよい。なお、バリア部材３００の突出延在部の右側の表面には、Ｅ２にて示されたように、前方に向かって進むにつれて次第に右側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔに近づく形状に傾斜面が形成されてもよい。
【0075】
本発明のこのような実施構成によれば、ベントガスや火炎が生じたとき、ガスや火炎が隣り合うバッテリーセル１００側へ向かうのをより効果的に抑えることができる。例えば、図８の実施形態において、左側のバッテリーセル１００において火炎が起きた場合、火炎は、矢印Ｄ３にて示されたように、バリア部材３００の左側の傾斜面Ｅ１に沿って前方側に移動する過程において、右側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔからは遠ざかってしまう可能性がある。逆に、図８の実施形態において、右側のバッテリーセル１００において火炎が起きた場合、火炎は、矢印Ｄ４にて示されたように、バリア部材３００の右側の傾斜面Ｅ２に沿って前方側に移動する過程において、左側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔからは遠ざかってしまう可能性がある。そのため、この場合、バッテリーセル１００の間の熱暴走伝播などの問題がより一層しっかりと防止可能である。
【0076】
図９は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【0077】
図９を参照すると、前記バリア部材３００は、隣り合うバッテリーセル１００のシール部の間に突出して延びた部分の表面に、Ｆ１及びＦ２にて示された部分のような凹凸が形成されてもよい。さらに、このような凹凸には、凹部や凸部が形成されてもよい。例えば、バリア部材３００の突出延在部の左側の表面には、Ｆ１にて示されたような凹凸部が形成されて、左側のバッテリーセル１００のシール部Ｓ、特に、テラス部Ｔに対面してもよい。なお、バリア部材３００の突出延在部の右側の表面には、Ｆ２にて示されたような凹凸部が形成されて、右側のバッテリーセル１００のシール部Ｓ、特に、テラス部Ｔに対面してもよい。
【0078】
本発明のこのような実施構成によれば、ベントガスや火炎が生じたとき、ベントガスに含まれているスパークや高温の活物質粒子、火炎などの外部への排出を抑えることができる。また、活物質粒子などは、このような凹凸部Ｆ１、Ｆ２の摩擦力により移動が阻止されることにより、外部への排出が抑えられることが可能である。また、スパークや高温の活物質粒子は、バリア部材３００の凹凸部Ｆ１、Ｆ２に形成された凹部に挿入ないし捕集可能である。さらに、スパークや火炎などは、バリア部材３００の凹凸部Ｆ１、Ｆ２に形成された凹部や凸部により直線移動が制限されることができる。したがって、この場合、活物質粒子やスパークなどの外部への排出により、バッテリーモジュールの外部、または他のバッテリーセル１００側において発火源として働くのを遮断することができる。
【0079】
図１０は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【0080】
図１０を参照すると、前記バリア部材３００は、隣り合うバッテリーセル１００のシール部の間に突出して延びた部分の表面に、Ｐ１及びＰ２にて示された部分のような突起を備えていてもよい。例えば、バリア部材３００の突出延在部の左側の表面には、Ｐ１にて示されたように、左側の方向に突出するように突起が形成されてもよい。なお、バリア部材３００の突出延在部の右側の表面には、Ｐ２にて示されたように、右側の方向に突出するように突起が形成されてもよい。
【0081】
さらに、このような突起Ｐ１、Ｐ２は、バッテリーセル１００の積層方向に平行な方向において所定の角度だけ傾いた形状に構成されてもよい。特に、突起Ｐ１、Ｐ２は、その端部に向かって進むにつれて、バッテリーセル１００から次第に遠ざかる形状に傾斜するように構成されてもよい。例えば、バリア部材３００の左側の表面に形成された突起Ｐ１は、左側に向かって進むにつれて次第に前方（－Ｙ軸方向）へ向かうように傾くように構成されてもよい。なお、バリア部材３００の右側の表面に形成された突起Ｐ２は、右側に向かって進むにつれて次第に前方（－Ｙ軸方向）へ向かうように傾くように構成されてもよい。
【0082】
本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーセル１００から排出されたベントガスや火炎が隣り合うバッテリーセル１００の他のテラス部側へ向かうのを抑えることができる。例えば、図１０の実施構成において、左側のバッテリーセル１００からベントガスが排出された場合、ベントガスは、左側のバッテリーセル１００の前方側のテラス部Ｔから前方側に向かって排出されるとき、左側の突起Ｐ１の形状により、矢印Ｄ５にて示されたように、右側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔから次第に遠ざかることができる。逆に、図１０の実施構成において、右側のバッテリーセル１００からベントガスが排出された場合、ベントガスは、右側の突起Ｐ２により、矢印Ｄ６にて示されたように、左側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔから次第に遠ざかる方向に排出されることができる。そのため、この場合、各バッテリーセル１００から排出されたガスは、他のバッテリーセル１００のテラス部に影響を及ぼすのがより一層しっかりと遮断可能である。
【0083】
一方、図１０の実施構成においては、突起Ｐ１、Ｐ２が直線状に形成された構成が示されているが、突起Ｐ１、Ｐ２は曲線状に形成されてもよい。すなわち、突起Ｐ１、Ｐ２は、平面ではなく、曲面状の傾斜面を有することができる。
【0084】
前記バリア部材３００は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）及び炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）のうちの少なくともどちらか一方の材料を含んでいてもよい。
【0085】
例えば、前記バリア部材３００は、ＧＦＲＰ材質からなり得るか、あるいは、ＣＦＲＰ材質からなり得る。この場合、前記バリア部材３００は、全体的にＧＦＲＰまたはＣＦＲＰ材質からなり得る。このような実施構成によれば、バリア部材３００の製造が行われ易い。
【0086】
あるいは、前記バリア部材３００は、ＧＦＲＰやＣＦＲＰ材質とともに、金属やセラック、他のプラスチック材質を備えていてもよい。これについては、図１１に基づいてより詳述する。
【0087】
図１１は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【0088】
図１１を参照すると、前記バリア部材３００は、Ｈ１にて示されたような本体部と、Ｈ２にて示されたような補強部と、を備えていてもよい。ここで、本体部Ｈ１は、板状に構成されて、バッテリーセル１００の収容部Ｒの間及びバッテリーセル１００のテラス部Ｔの間に介在してもよい。なお、補強部Ｈ２は、このような本体部Ｈ１の端部、つまり、前方側の端部に継ぎ足された形状に構成されてもよい。すなわち、補強部Ｈ２は、本体部Ｈ１の前方側の端部において左側の表面と右側の表面にそれぞれ取り付けられてもよい。
【0089】
このような構成において、本体部Ｈ１と補強部Ｈ２は、互いに異なる材質から構成されてもよい。例えば、本体部Ｈ１は、金属、セラミック、プラスチックまたはシリコンなどの材質から構成されてもよい。なお、補強部Ｈ２は、このような本体部Ｈ１よりも熱や火炎にさらに強い材質、特に、ＧＦＲＰやＣＦＲＰ材質から構成されてもよい。前記補強部Ｈ２は、本体部Ｈ１の表面にコーティングされた形態に取り付けられてもよい。
【0090】
本発明のこのような実施構成によれば、高価なＧＦＲＰやＣＦＲＰ材質はテラス部側にのみ備えられるようにすることにより、バッテリーモジュールの経済性を高める一方、テラス部のＴ側において火炎遮断能は安定的に確保可能である。また、前記実施構成によれば、バリア部材３００において、バッテリーセル１００のテラス部Ｔの間に位置する部分の厚さが厚くなることができる。したがって、ベントガスなどによるストレスが集中し得るバリア部材３００の端部側に対して損傷及び破損などを防ぐ一方、テラス部Ｔに対する熱／火炎の遮断安定性を向上させることができる。
【0091】
図１２は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【0092】
図１２を参照すると、本発明によるバッテリーモジュールは、シール部材５００をさらに含んでいてもよい。前記シール部材５００は、バリア部材３００の端部側に位置してバリア部材３００の端部を包み込むように構成されてもよい。例えば、前記シール部材５００は、バリア部材３００の前方側と後方側に位置して、バリア部材３００の前端と後端を包み込むように構成されてもよい。
【0093】
特に、シール部材５００は、バリア部材３００の端部とバスバーアセンブリ４００の内面との間に介在して、これらの間の空間を密閉することができる。このようなシール部材は、バリア部材３００よりも高い弾性を有する材質から構成されてもよい。例えば、シール部材は、耐熱性に優れたゴムやシリコン、プラスチック、金属、またはＣＦＲＰやＧＦＲＰのような材質から構成されてもよい。
【0094】
前記実施構成によれば、バリア部材３００とバスバーハウジング４２０との間の密閉力がより一層向上して、バリア部材３００による熱／火炎の遮断能がより一層安定的に確保可能である。
【0095】
特に、シール部材５００には、嵌合溝が形成されて、バリア部材３００の端部が嵌合してもよい。また、バリア部材３００が複数含まれている場合、シール部材５００は、各バリア部材３００の端部ごとに配備されてもよい。なお、シール部材５００は、各バリア部材３００の前方側の角部及び／又は後方側の角部に配備されてもよい。
【0096】
そして、シール部材５００は、各バリア部材３００の角部から長尺状に延びた形状に配備されてもよい。例えば、シール部材５００は、各バリア部材３００の前方側の角部及び後方側の角部から上下方向に長尺状に延びた形状に形成されてもよい。
【0097】
また、前記シール部材５００には、図１２においてＥ３及びＥ４にて示されたように、傾斜面が形成されてもよい。特に、このような傾斜面Ｅ３、Ｅ４は、外側の方向（前方側の方向）に向かって進むにつれてバッテリーセル１００のシール部に次第に近づく形状に構成されてもよい。例えば、図１２の実施構成において、シール部材５００の左側の傾斜面Ｅ３は、前方（－Ｙ軸方向）に向かって進むにつれて左側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔに次第に近づくように傾いた形状に構成されてもよい。なお、図１２の実施構成において、シール部材５００の右側の傾斜面Ｅ４は、前方（－Ｙ軸方向）に向かって進むにつれて右側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔに次第に近づくように傾いた形状に構成されてもよい。
【0098】
本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーセル１００から排出されたベントガスや火炎などが隣り合う他のバッテリーセル１００のテラス部側へ向かうのを抑えることができる。例えば、図１２の実施構成において、左側のバッテリーセル１００から火炎が排出された場合、バリア部材３００の前方の左側において、火炎は、矢印Ｄ７にて示されたように、前方に向かって進むにつれて次第に左側に傾いた形状に排出されてもよい。したがって、左側のバッテリーセル１００から排出された火炎は、右側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔから次第に遠ざかることができる。また、図１２の実施構成において、右側のバッテリーセル１００から火炎が排出された場合、バリア部材３００の前方の右側において、火炎は、矢印Ｄ８にて示されたように、前方に向かって進むにつれて次第に右側に傾いた形状に排出されてもよい。したがって、右側のバッテリーセル１００から排出された火炎は、左側のバッテリーセル１００のテラス部Ｔから次第に遠ざかることができる。そのため、この場合、バッテリーセル１００の間の熱暴走や火炎などの伝播、火災の拡散などがより一層効果的に防止可能である。
【0099】
図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールの一部の断面の構成を概略的に示す断面図である。
【0100】
図１３を参照すると、本発明によるバッテリーモジュールは、メッシュ部材６００をさらに含んでいてもよい。前記メッシュ部材６００は、バリア部材３００とバスバーアセンブリ４００との間の結合部分に位置してもよい。特に、前記メッシュ部材６００は、バリア部材３００の端部とバスバーハウジング４２０の内側面との間に接触してもよい。このとき、メッシュ部材６００は、バリア部材３００とバスバーハウジング４２０にそれぞれ接着固定されてもよい。
【0101】
例えば、前記メッシュ部材６００は、バリア部材３００の前方側の端部の左側の表面と右側の表面にそれぞれ取り付けられてもよい。なお、このようなそれぞれのメッシュ部材６００は、バリア部材３００に取り付けられていない他の部分がバスバーハウジング４２０に取り付けられてもよい。
【0102】
本発明のこのような実施構成によれば、スパークや活物質粒子などの排出抑制能がより一層向上する。特に、活物質粒子やスパーク、火炎などがメッシュ部材６００の表面に沿って流れる場合、メッシュ部材６００に形成された凹凸構造により移動が抑えられることが可能である。また、前記実施構成によれば、ベントガスなどがバリア部材３００の端部とバスバーハウジング４２０との間の結合部へ向かうためには、メッシュ部材６００を経なければならないため、ベントガスに含まれている活物質粒子などがメッシュ部材６００によりろ過されることができる。さらに、前記実施構成によれば、メッシュ部材６００によりバリア部材３００とバスバーハウジング４２０とが結合固定されるので、バリア部材３００の位置が安定的に保持可能である。なお、前記実施構成の場合、メッシュ部材６００によりバリア部材３００の端部側の耐久性や機械的な剛性が向上する。
【0103】
図１４は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリーモジュールに含まれているバリア部材３００の構成を概略的に示す斜視図である。図１５は、図１４のバリア部材３００とバッテリーセル１００とが隣り合うように配置された形態の図である。
【0104】
図１４及び図１５を参照すると、前記バリア部材３００は、テラス部Ｔの間に介在した端部に対して、上下方向に厚さを異ならせて構成してもよい。特に、前記バリア部材３００は、バッテリーセル１００のテラス部Ｔの間に介在した部分のうち、上下方向に中央部分の厚さが上部及び下部の厚さよりもさらに厚く構成されてもよい。例えば、図１４及び図１５に示すように、バリア部材３００の前方側の端部のうち、Ｉにて示された部分のような中央部分の厚さは、上端や下端の厚さよりもさらに厚く形成されてもよい。特に、このように、バリア部材３００の端部において厚く形成された部分は、電極リード１１０に対面する部分であってもよい。すなわち、バリア部材３００は、電極リード１１０に対面する部分の厚さが他の部分に比べてさらに厚く形成されてもよい。
【0105】
本発明のこのような実施構成によれば、特定のバッテリーセル１００から排出されたガスや火炎などが、バリア部材３００越しに位置する他のバッテリーセル１００の電極リード１１０の温度を高めるのをより一層しっかりと防ぐことができる。また、前記実施構成によれば、バリア部材３００において厚く形成された部分Ｉが電極リード１１０を支持し、外部の衝撃やガスの圧力により電極リード１１０が左右方向に移動するのを抑えることができる。したがって、電極リード１１０の損傷や破損をより一層効果的に防ぐことができる。また、前記実施構成によれば、特定のバッテリーセル１００からベントガスや火炎が生じた場合、ベントガスや火炎が電極リード１１０側へ向かうことなく、その上部や下部側に流れるようにすることができる。したがって、ベントガスや火炎などにより電極リード１１０が損傷されるのを防ぐことができる。
【0106】
本発明によるバッテリーパックは、上述した本発明によるバッテリーモジュールを１つ以上含んでいてもよい。また、本発明によるバッテリーパックは、このようなバッテリーモジュールに加えて、他の様々な構成要素、つまり、バッテリー管理システム（ＢＭＳ）やバスバー、パックケース、リレー、電流センサーなどといったように、本発明の出願時点において公知となっているバッテリーパックの構成要素などをさらに含んでいてもよい。
【0107】
本発明によるバッテリーモジュールは、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。すなわち、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールまたは本発明によるバッテリーパックを含み得る。また、本発明による自動車は、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、自動車に含まれる他の様々な構成要素などをさらに含み得る。例えば、本発明による自動車は、本発明によるバッテリーモジュールの他に、車体やモーター、エレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの制御装置などをさらに含み得る。
【0108】
また、本発明によるバッテリーモジュールは、エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）に適用可能である。すなわち、本発明によるエネルギー貯蔵システムは、本発明によるバッテリーモジュールまたは本発明によるバッテリーパックを含み得る。
【0109】
一方、本明細書においては、上、下、左、右などの方向指示語が用いられたが、これらの用語は説明のしやすさのために用いられたものに過ぎず、対象となる物事の位置や観測者の位置などに応じて異なってくる可能性があるということは本発明の当業者にとって自明である。
【0110】
以上、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、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において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様々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】
【0111】
１００ バッテリーセル
１１０ 電極リード
２００ モジュールケース
３００ バリア部材
４００ バスバーアセンブリ
４１０ モジュールバスバー
４２０ バスバーハウジング
５００ シール部材
６００ メッシュ部材
Ｒ 収容部
Ｓ シール部
Ｔ テラス部
１１０ 電極リード
２００ モジュールケース
３００ バリア部材
４００ バスバーアセンブリ
４１０ モジュールバスバー
４２０ バスバーハウジング
５００ シール部材
６００ メッシュ部材
Ｒ 収容部
Ｓ シール部
Ｔ テラス部
【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】
【図15】
【手続補正書】
【提出日】2023-05-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ収容部及びシール部を備え、互いに積層された複数のパウチ型バッテリーセルと、前記複数のパウチ型バッテリーセルを内部空間に収容するモジュールケースと、
隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間に介在し、少なくとも一方の側が前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間から前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間まで突出して延びるバリア部材と、
を含む、バッテリーモジュール。
【請求項2】
前記バリア部材は、前記パウチ型バッテリーセルのシール部のうち、電極リードが位置するテラス部側に突出して延びる、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項3】
前記複数のパウチ型バッテリーセルは、垂直方向に立てられた状態で水平方向に積層され、前記バリア部材は、垂直方向に立てられたプレート状に構成されて前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの間に介在している、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項4】
前記複数のパウチ型バッテリーセルの電極リードを互いに接続できるバスバーアセンブリをさらに含み、前記バリア部材は、少なくとも一方の端部が前記バスバーアセンブリに接触する、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項5】
前記バリア部材は、少なくとも一方の端部が前記バスバーアセンブリの内面に嵌入している、請求項４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項6】
前記バリア部材は、前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間に突出して延びた部分の少なくとも一部が曲がりくねった形状に構成されている、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項7】
前記バリア部材は、前記バッテリーセルの収容部の間に介在した部分の厚さと、前記バッテリーセルのシール部の間に介在した部分の厚さとが互いに異なるように形成されている、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項8】
前記バリア部材は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）及び炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）のうちの少なくともどちらか一方の材料を含む、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項9】
前記バリア部材の端部を包み込むシール部材をさらに含む、請求項１または２に記載のバッテリーモジュール。
【請求項10】
請求項１または２に記載のバッテリーモジュールを含む、バッテリーパック。
【請求項11】
請求項１または２に記載のバッテリーモジュールを含む、自動車。
【請求項12】
それぞれ収容部及びシール部を備え、互いに積層された複数のパウチ型バッテリーセルと、
隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間に介在し、少なくとも一方の側が前記隣り合うパウチ型バッテリーセルの収容部の間から前記隣り合うパウチ型バッテリーセルのシール部の間まで突出して延びるバリア部材と、
を含む、バッテリーモジュール。
【国際調査報告】