特表 2023-551710 ベントデバイス及びこれを含むバッテリーパックアセンブリ、並びにバッテリーパックアセンブリを含む自動車

(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】2023-12-12

(54)【発明の名称】ベントデバイス及びこれを含むバッテリーパックアセンブリ、並びにバッテリーパックアセンブリを含む自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/325 20210101AFI20231205BHJP

   H01M 50/317 20210101ALI20231205BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20231205BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

H01M50/325

H01M50/317 201

H01M50/204 401D

H01M50/249

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023533376

(86)(22)【出願日】2021-07-21

(85)【翻訳文提出日】2023-05-31

(86)【国際出願番号】 KR2021009449

(87)【国際公開番号】W WO2023003057

(87)【国際公開日】2023-01-26

(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】ヒョン－ジン・ソン

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012BB08

5H012DD04

5H012GG09

5H040AA33

5H040AS04

5H040AY05

5H040AY06

(57)【要約】

本発明の一実施形態によるベントデバイスは、バッテリーパックの一方の側に設けられて、バッテリーパックの内部空間に生じたベントガスを外部に排出するベントデバイスであって、前記バッテリーパックの内部と連通され、前記ベントガスを外部に排出するベントガス流路を備えるシリンダーブロックと、前記バッテリーパックの内部圧力の上昇に伴う力を受けて前記シリンダーブロックの延在方向に沿って上方に動いて、前記バッテリーパックの内部空間と前記ベントガス流路とが連通されるようにするピストンアセンブリと、前記シリンダーブロック内に配設されて、磁力により前記ピストンアセンブリの上方への動きを制限して、前記ベントガス流路と前記バッテリーパックの内部空間との連通が遮断されるようにする磁石ユニットと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーパックの一方の側に設けられて、バッテリーパックの内部空間に生じたベントガスを外部に排出するベントデバイスであって、
前記バッテリーパックの内部と連通され、前記ベントガスを外部に排出するベントガス流路を備えるシリンダーブロックと、
前記バッテリーパックの内部圧力の上昇に伴う力を受けて前記シリンダーブロックの延在方向に沿って上方に動いて、前記バッテリーパックの内部空間と前記ベントガス流路とが連通されるようにするピストンアセンブリと、
前記シリンダーブロック内に配設されて、磁力により前記ピストンアセンブリの上方への動きを制限して、前記ベントガス流路と前記バッテリーパックの内部空間との連通が遮断されるようにする磁石ユニットと、
を含む、ベントデバイス。

【請求項2】

前記ベントデバイスは、
前記シリンダーブロックの内部空間に配設されて、前記バッテリーパックの内部の圧力を感知する第１センシングユニットと、
前記シリンダーブロックの上端に配設されて、前記ピストンアセンブリの上方への移動に伴う圧力を感知する第２センシングユニットと、
をさらに含む、請求項１に記載のベントデバイス。

【請求項3】

前記ベントデバイスは、
前記ピストンアセンブリの一部を包み込む電磁気コイルをさらに含む、請求項２に記載のベントデバイス。

【請求項4】

前記ベントデバイスは、
前記バッテリーパックと前記電磁気コイルとの間に接続されるスイッチと、
前記第２センシングユニットにより前記ピストンアセンブリの上方への移動が感知され、前記第１センシングユニットによりセンシングされた前記バッテリーパックの内部の圧力が既に設定された基準圧力未満である場合、前記スイッチにより前記バッテリーパックと前記電磁気コイルとが電気的に接続されるようにスイッチングオン信号を出力するコントローラーと、
を含む、請求項３に記載のベントデバイス。

【請求項5】

前記電磁気コイルは、
前記コントローラーの前記スイッチングオン信号に基づいて、前記ピストンアセンブリが下方に動いて、前記ベントガス流路と前記バッテリーパックの内部空間との連通が遮断されるようにする電磁気力を生じさせる、請求項４に記載のベントデバイス。

【請求項6】

前記コントローラーは、
前記第１センシングユニットにより基準圧力以上の圧力が感知されたにも拘わらず、前記第２センシングユニットによる前記ピストンアセンブリの上方への運動が感知されない場合、前記ベントデバイスの故障感知信号または前記バッテリーパックのシール不良感知信号を出力する、請求項５に記載のベントデバイス。

【請求項7】

前記第１センシングユニットは、
前記バッテリーパックの内部の圧力をセンシングする圧力センサーと、
前記バッテリーパックの内部のベントガスを感知するガス感知センサーと、
を含む、請求項５に記載のベントデバイス。

【請求項8】

前記コントローラーは、
前記第１センシングユニットにより前記バッテリーパックの内部の圧力が既に設定された基準圧力以上であることが感知され、かつ、前記バッテリーパックの内部にベントガスが感知され、前記第２センシングユニットにより前記ピストンアセンブリの上方への運動に伴う前記ベントガス流路の開路が感知される場合、前記バッテリーパックの内部のベント感知信号を出力する、請求項７に記載のベントデバイス。

【請求項9】

バッテリーパックと、
前記バッテリーパックの一方の側に設けられる請求項１～８のいずれか一項に記載のベントデバイスと、
を含む、バッテリーパックアセンブリ。

【請求項10】

請求項９に記載のバッテリーパックアセンブリを含む、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベントデバイス及びこれを含むバッテリーパックアセンブリ、並びにバッテリーパックアセンブリを含む自動車に関する。本発明は、より詳細には、バッテリーパックの内部の圧力が基準圧力以上に上昇する場合、内圧の上昇の原因となる気体を外部に速やかに排出し、かつ、気体の排出により圧力の平衡が取れた後には、バッテリーパックが再び密封状態を保持できるように可逆的に動作するベントデバイス及びこれを含むバッテリーパックアセンブリ、並びにバッテリーパックアセンブリを含む自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

過充電または故障に起因する内部短絡などによりバッテリーパックの内部においてバッテリーセルのベントが生じる場合、いきなりバッテリーパックの内部の圧力が上昇してしまう。通常、バッテリーパックは、密封された状態を保持するように製造されるため、このように内部の圧力が非正常的に高く上昇する場合、バッテリーパックの歪み及び破損が懸念される。

【0003】

バッテリーパックの内圧が所定のレベル以上に上昇できないようにするために、バッテリーパックそれ自体に破裂ディスクまたはゴア（登録商標）ベントなどのように、内部の圧力が所定のレベル以上になると開放されることによりバッテリーパックの内部の圧力を大気圧レベルまで下げる素子が適用される例がある。しかしながら、この種のベント素子は、一度ベントが行われた後には、再び使用できなくなる使い捨て性の素子に過ぎない。

【0004】

したがって、この種の素子を適用する場合、バッテリーパックの内部のバッテリーセルの異常に伴うベントの発生ではなく、他の原因による内圧の増加により素子が開放される場合であっても、当該素子を取り替えることを余儀なくされるため、繰り返して使用できない。

【0005】

また、この種の素子を適用する場合、バッテリーパックの内部のバッテリーセルに異常が生じたのか否かを正確に認知できず、したがって、バッテリーパックの使用を中止しなければならないか否かが正確に判断し難いという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、バッテリーパックの内部の圧力が基準圧力以上に上昇する場合、内圧の上昇の原因となる気体を外部に速やかに排出し、かつ、気体の排出により圧力の平衡が取れた後には、バッテリーパックが再び密封状態を保持できるように可逆的に動作するベントデバイスを提供することを一つの目的とする。

【0007】

また、本発明は、バッテリーパックの内圧の上昇の原因がバッテリーセルのベントに伴うガスの発生にあるか否かが認知できるようにして、バッテリーパックを使い続けてもよいか、あるいは、使用を中断すべきであるかを認知できるようにすることを他の目的とする。

【0008】

さらに、本発明は、バッテリーパックの内圧の上昇にも拘わらず、ベントデバイスによるベントが円滑に行われない場合、ベントデバイスの故障、またはバッテリーパックの気密に問題があると評価し、ユーザーにこれに気づかせることで、一刻でも早く措置を取らせることをさらに他の目的とする。

【0009】

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】

【0010】

上述した課題を解決するための本発明の一実施形態によるベントデバイスは、バッテリーパックの一方の側に設けられて、バッテリーパックの内部空間に生じたベントガスを外部に排出するベントデバイスであって、前記バッテリーパックの内部と連通され、前記ベントガスを外部に排出するベントガス流路を備えるシリンダーブロックと、前記バッテリーパックの内部圧力の上昇に伴う力を受けて前記シリンダーブロックの延在方向に沿って上方に動いて、前記バッテリーパックの内部空間と前記ベントガス流路とが連通されるようにするピストンアセンブリと、前記シリンダーブロック内に配設されて、磁力により前記ピストンアセンブリの上方への動きを制限して、前記ベントガス流路と前記バッテリーパックの内部空間との連通が遮断されるようにする磁石ユニットと、を含む。

【0011】

前記ベントデバイスは、前記シリンダーブロックの内部空間に配設されて、前記バッテリーパックの内部の圧力を感知する第１センシングユニットと、前記シリンダーブロックの上端に配設されて、前記ピストンアセンブリの上方への移動に伴う圧力を感知する第２センシングユニットと、をさらに含んでいてもよい。

【0012】

前記ベントデバイスは、前記ピストンアセンブリの一部を包み込む電磁気コイルをさらに含んでいてもよい。

【0013】

前記ベントデバイスは、前記バッテリーパックと電磁気コイルとの間に接続されるスイッチと、前記第２センシングユニットにより前記ピストンアセンブリの上方への移動が感知され、前記第１センシングユニットによりセンシングされたバッテリーパックの内部の圧力が既に設定された基準圧力未満である場合、前記スイッチによりバッテリーパックと電磁気コイルとが電気的に接続されるようにスイッチングオン信号を出力するコントローラーと、を含んでいてもよい。

【0014】

前記電磁気コイルは、前記コントローラーのスイッチングオン信号に基づいて、前記ピストンアセンブリが下方に動いて、前記ベントガス流路と前記バッテリーパックの内部空間との連通が遮断されるようにする電磁気力を生じさせてもよい。

【0015】

前記コントローラーは、前記第１センシングユニットにより基準圧力以上の圧力が感知されたにも拘わらず、前記第２センシングユニットによる前記ピストンアセンブリの上方への運動が感知されない場合、前記ベントデバイスの故障感知信号またはバッテリーパックのシール不良感知信号を出力してもよい。

【0016】

前記第１センシングユニットは、前記バッテリーパックの内部の圧力をセンシングする圧力センサーと、前記バッテリーパックの内部のベントガスを感知するガス感知センサーと、を含んでいてもよい。

【0017】

前記コントローラーは、前記第１センシングユニットにより前記バッテリーパックの内部の圧力が既に設定された基準圧力以上であることが感知され、かつ、前記バッテリーパックの内部にベントガスが感知され、前記第２センシングユニットにより前記ピストンアセンブリの上方への運動に伴う前記ベントガス流路の開路が感知される場合、バッテリーパックの内部のベント感知信号を出力してもよい。

【0018】

上述した課題を解決するための本発明の一実施形態によるバッテリーパックアセンブリは、バッテリーパック及び前記バッテリーパックの一方の側に配設される本発明の一実施形態によるベントデバイスを含む。

【0019】

上述した課題を解決するための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アセンブリを含む。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一側面によれば、バッテリーパックの内部の圧力が基準圧力以上に上昇する場合、内圧の上昇の原因となる気体を外部に速やかに排出し、かつ、気体の排出により圧力の平衡が取れた後には、バッテリーパックが再び密封状態を保持することが可能になる。

【0021】

また、本発明の他の側面によれば、バッテリーパックの内圧の上昇の原因がバッテリーセルのベントに伴うガスの発生にあるか否かが認知できるようにして、バッテリーパックを使い続けてもよいか、あるいは、使用を中断すべきであるかをユーザーが認知することが可能になる。

【0022】

本発明のさらに他の側面によれば、バッテリーパックの内圧の上昇にも拘わらず、ベントデバイスによるベントが円滑に行われない場合、ベントデバイスの故障、またはバッテリーパックの気密に問題があると評価し、ユーザーにこれに気づかせることで、一刻でも早く措置を取らせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

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。

【0024】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリーパックを示す図である。

【図2】本発明の一実施形態によるベントデバイスの内部構造を示す図であって、ベントに伴うピストンアセンブリの上方への運動が生じていない状態を示す図である。

【図3】本発明に適用されるピストンアセンブリを示す図である。

【図4】本発明の一実施形態によるベントデバイスの内部構造を示す図であって、ベントに伴うピストンアセンブリの上方への運動が生じた状態を示す図である。

【図5】本発明による電磁気コイルとスイッチ及びバッテリーパックの間の接続関係を説明するための図である。

【図6】本発明による第１センシングユニット、第２センシングユニット、スイッチ及びコントローラーの相互間の関係を説明するための図である。

【図7】本発明による第１センシングユニット、第２センシングユニット、スイッチ、コントローラー、及びディスプレイユニットの相互間の関係を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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。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。

【0026】

図１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アセンブリは、バッテリーパック１００及びバッテリーパック１００の一方の側に設けられる本発明の一実施形態によるベントデバイス２００を含む。

【0027】

前記バッテリーパック１００は、複数のバッテリーセル１１０及び複数のバッテリーセル１１０を収容するパックハウジング１２０を含む。前記複数のバッテリーセル１１０は電気的に接続されて１つのセル積層体をなし、このようなセル積層体は、別途のハウジングなしにそのままパックハウジング１２０内に収容された形態で、またはモジュールハウジング内に収容された形態で提供され得る。前記セル積層体がモジュールハウジング内に収容されてバッテリーモジュールを形成する場合、複数のバッテリーモジュールが互いに電気的に接続されて形成されたモジュール集合体がパックハウジング１２０内に収容され得る。

【0028】

前記ベントデバイス２００は、バッテリーパック１００の一方の側に設けられて、バッテリーパック１００の内部空間に生じたベントガスを外部に排出する。前記ベントガスは、バッテリーパック１００の内部に位置するバッテリーセル１１０の過充電、または部品の破損による内部短絡などにより生じることがある。

【0029】

図２から図４を参照すると、本発明の一実施形態によるベントデバイス２００は、シリンダーブロック２１０と、ピストンアセンブリ２２０及び磁石ユニット２３０を含む。

【0030】

前記シリンダーブロック２１０は、バッテリーパック１００の内部と連通され、ベントガスを外部に排出するベントガス流路Ｐを備える。前記ベントガス流路Ｐは、シリンダーブロック２１０の側面を貫通する形態で設けられてもよい。前記シリンダーブロック２１０の下端は、パックハウジング１２０に結合される。より具体的に、前記シリンダーブロック２１０の下端は、パックハウジング１２０を貫通して形成されたパック孔１２０ａを覆うようにパックハウジング１２０に結合される。

【0031】

前記シリンダーブロック２１０は、最も下方に位置する第１ブロック２１１と、第１ブロック２１１の上部に位置する第２ブロック２１２と、第２ブロック２１２の上部に位置する第３ブロック２１３及び第２ブロック２１２と第３ブロック２１３との間に位置する第４ブロック２１４を含む。前記第１ブロック２１１と、第２ブロック２１２と、第３ブロック２１３及び第４ブロック２１４は、一体に形成されたものであってもよい。これとは異なり、前記第１ブロック２１１と、第２ブロック２１２と、第３ブロック２１３及び第４ブロック２１４のうちの少なくとも一部は、互いに別途の部品として提供されて互いに結合されてもよい。

【0032】

前記第１ブロック２１１は、パック孔１２０ａを介してパックハウジング１２０の内部空間と連通される第１空間２１１ａを備える。前記第１ブロック２１１は、第１空間２１１ａの上部に設けられる第１シャフトガイド孔２１１ｂを備える。前記第１シャフトガイド孔２１１ｂは、上下方向に沿って延びた形状に形成されて、ピストンアセンブリ２２０の一部が嵌入される空間を提供する。前記第１シャフトガイド孔２１１ｂの内径は、第１空間２１１ａの幅よりもさらに小さく形成されてもよい。前記第１シャフトガイド孔２１１ｂは、ピストンアセンブリ２２０の上下への動きをガイドする。

【0033】

前記第２ブロック２１２は、第１ブロック２１１の上部に位置し、第１ブロック２１１と第２ブロック２１２との間には、第１空間２１１ａ及び第１シャフトガイド孔２１１ｂと連通されるベントガス流路Ｐが設けられる。前記ベントガス流路Ｐは、ピストンアセンブリ２２０の上方への移動によりピストンアセンブリ２２０の下端が第１シャフトガイド孔２１１ｂから外れてさらに上方に移動すれば、第１シャフトガイド孔２１１ｂ及び第１空間２１１ａと連通される。

【0034】

前記第２ブロック２１２は、ベントガス流路Ｐの上部に設けられる第２シャフトガイド孔２１２ｂを備える。前記第２シャフトガイド孔２１２ｂの内径は、第１シャフトガイド孔２１１ｂの内径に略等しく形成されてもよい。前記第２シャフトガイド孔２１２ｂは、上下方向に沿って延びた形状に形成されてピストンアセンブリ２２０の一部が嵌入される空間を提供する。前記第２シャフトガイド孔２１２ｂは、ピストンアセンブリ２２０の上下への動きをガイドする。前記第２ブロック２１２は、第２シャフトガイド孔２１２ｂの上部に形成される第２空間２１２ａを備える。前記第２空間２１２ａの幅は、第２シャフトガイド孔２１２ｂの内径よりもさらに大きく形成されてもよい。前記第２空間２１２ａ内には、ピストンアセンブリ２２０の一部が収容される。

【0035】

前記第３ブロック２１３は、内部に第３空間２１３ａを備える。前記第４ブロック２１４は、第２ブロック２１２の第２空間２１２ａと第３ブロック２１３の第３空間２１３ａとを画成する。すなわち、前記第４ブロック２１４は第２空間２１２ａの天井をなし、かつ、第３空間２１３ａの底面をなす。前記第４ブロック２１４は、第３シャフトガイド孔２１４ｂを備える。前記第３シャフトガイド孔２１４ｂは、ピストンアセンブリ２２０の上下運動をガイドする。前記第３シャフトガイド孔２１４ｂの内径は、第２空間２１２ａの幅よりもさらに小さく形成されてもよい。なお、前記第３シャフトガイド孔２１４ｂの内径は、第３空間２１３ａの幅よりもさらに小さく形成されてもよい。

【0036】

前記第３空間２１３ａ内には、ピストンアセンブリ２２０の上部が収容され、第３空間２１３ａ内に位置するピストンアセンブリ２２０の上部は、ピストンアセンブリ２２０の上下運動に伴い、第３空間２１３ａの下端と上端との間において動く。

【0037】

一方、本明細書においては、前記シリンダーブロック２１０を４つのブロックに分けて説明しているが、これは、シリンダーブロック２１０の延在方向（図２から図３における上下方向）に沿って位置ごとにその名称を異にしたものに過ぎず、叙上のように、シリンダーブロック２１０をなす４つのブロックのそれぞれは一体に形成されたものであってもよい。なお、これとは異なり、前記シリンダーブロック２１０をなす４つのブロックのうちの少なくとも一部は、個別の部品の形態で提供されて互いに結合されてもよい。

【0038】

前記ピストンアセンブリ２２０は、バッテリーパック１００の内部圧力の上昇に伴う力を受けてシリンダーブロック２１０の延在方向に沿って上方に動いてバッテリーパック１００の内部空間とベントガス流路Ｐとが連通されるようにする。前記ピストンアセンブリ２２０は、最も下方に位置する第１シャフト２２１と、第１シャフト２２１の上端に連結される第１ピストンブロック２２２と、第１ピストンブロック２２２の上部に連結されて上方に延びる第２シャフト２２３及び第２シャフト２２３の上端に連結される第２ピストンブロック２２４を含む。

【0039】

前記第１シャフト２２１は、第１ブロック２１１の第１シャフトガイド孔２１１ｂ及び第２ブロック２１２の第２シャフトガイド孔２１２ｂ内に嵌入され、第１シャフトガイド孔２１１ｂ及び第２シャフトガイド孔２１２ｂによりその上下運動がガイドされる。前記第１シャフト２２１の下部は、ピストンアセンブリ２２０の上方への運動に伴い第１シャフトガイド孔２１１ｂから外れることにより、ベントガス流路Ｐが第１シャフトガイド孔２１１ｂを介して第１空間２１１ａと連通されるようにする。

【0040】

前記第１ピストンブロック２２２は第１シャフト２２１の上端に連結され、第２ブロック２１２の第２空間２１２ａ内に位置する。前記第１ピストンブロック２２２は、第１シャフト２２１よりもさらに大きな直径を有していてもよい。前記第１ピストンブロック２２２は、第２空間２１２ａの内壁面により上下への動きがガイドされる。前記第１ピストンブロック２２２は、第２空間２１２ａの下端から上端までを動き、バッテリーパック１００の内部圧力の増加に伴い上方に移動する。前記バッテリーパック１００の内部圧力の増加に伴う第１ピストンブロック２２２の上方への移動に際して、第１ピストンブロック２２２が第４ブロック２１４の下面に強く衝突することを防ぐために、第４ブロック２１４の下面には、例えば、バネなどの緩衝部材Ｂが設けられてもよい。

【0041】

前記第２シャフト２２３は、第１ピストンブロック２２２の上部に連結されて上方に延びた形状を呈する。前記第２シャフト２２３は、第１ピストンブロック２２２よりも小さな直径を有していてもよい。前記第２シャフト２２３は、第３シャフトガイド孔２１４ｂ内に嵌入され、第３シャフトガイド孔２１４ｂによりその上下運動がガイドされる。

【0042】

前記第２ピストンブロック２２４は、第２シャフト２２３の上端に連結されて第３ブロック２１３の第３空間２１３ａ内に位置する。前記第２ピストンブロック２２４は、第２シャフト２２３よりもさらに大きな直径を有していてもよい。前記第２ピストンブロック２２４は、第３空間２１３ａの下端から上端までを動き、バッテリーパック１００の内部圧力の増加に伴い上方に移動する。

【0043】

前記磁石ユニット２３０は、シリンダーブロック２１０内に配設されて、磁力によりピストンアセンブリ２２０の上方への動きを制限し、これにより、ベントガス流路Ｐとバッテリーパック１００の内部空間との連通が遮断された状態が保持できるようにする。前記磁石ユニット２３０のこのような機能の実現のために、磁石ユニット２３０は、ベントに伴うバッテリーパック１００の内部圧力の増加レベルを考慮して、所定の範囲内の磁力を有する永久磁石を含む。前記磁石ユニット２３０は、例えば、第４ブロック２１４の上面、すなわち、第３空間２１３ａの底面の上に固定されてもよい。この場合、前記磁石ユニット２３０は、第２シャフト２２３が通過できるように、第３シャフトガイド孔２１４ｂに対応する貫通孔２３０ｂを備えていてもよい。したがって、前記第３シャフトガイド孔２１４ｂ及び貫通孔２３０ｂを通過した第２シャフト２２３の上端に連結された第２ピストンブロック２２４の下面は、磁石ユニット２３０の磁力により磁石ユニット２３０の上面に結合されることが可能になる。前記磁石ユニット２３０の磁力による結合のために、第２ピストンブロック２２４は、全体または少なくともその下部が磁石にくっつけられる金属を含む。

【0044】

一方、図２から図４を参照すると、本発明の一実施形態によるベントデバイス２００は、第１センシングユニット２４０及び第２センシングユニット２５０をさらに含んでいてもよい。また、本発明の一実施形態によるベントデバイス２００は、第１センシングユニット２４０と第２センシングユニット２５０のセンシング結果に基づいて作動する電磁気コイル２６０をさらに含んでいてもよい。

【0045】

前記第１センシングユニット２４０は、シリンダーブロック２１０の内部空間に配設されてバッテリーパック１００の内部の圧力を感知する。このような機能の実現のために、前記第１センシングユニット２４０は、圧力センサーを含んでいてもよい。前記第１センシングユニット２４０は、第１ブロック２１１の第１空間２１１ａ内に配置されて、バッテリーパック１００の内部にベントガスが生じるなどして圧力が上昇する場合、これを感知し、センシングされた圧力値を後述するコントローラー２８０に与える。

【0046】

前記第２センシングユニット２５０は、シリンダーブロック２１０の上端に配設される。前記第２センシングユニット２５０は、ピストンアセンブリ２２０が上方に移動してセンシングユニット２５０と接触することにより生じる圧力を感知する。前記第２センシングユニット２５０は、バッテリーパック１００の内部圧力の増加に伴いピストンアセンブリ２２０が上昇する場合、ピストンアセンブリ２２０の第２ピストンブロック２２４と接触することになる。前記第２センシングユニット２５０は、これに伴い生じる圧力を感知し、センシングされた圧力値を後述するコントローラー２８０に与える。前記第２センシングユニット２５０により圧力が感知されたということは、つまり、ピストンアセンブリ２２０の上昇に伴い、ベントガス流路Ｐがバッテリーパック１００の内部空間と連通されるように開路したことを意味する。

【0047】

前記電磁気コイル２６０は、第３ブロック２１３の第３空間２１３ａ内に位置する。前記電磁気コイル２６０は、ピストンアセンブリ２２０の一部を包み込む。より具体的に、前記電磁気コイル２６０は、ピストンアセンブリ２２０の第２ピストンブロック２２４の全体または第２ピストンブロック２２４の全体と第２シャフト２２３の一部を包み込むようにコイリング（ｃｏｉｌｉｎｇ）された形状を呈する。前記電磁気コイル２６０は、バッテリーパック１００の内部圧力の増加に伴い第３空間２１３ａの上端に移動した第２ピストンブロック２２４に電磁気力を加えて、第２ピストンブロック２２４が下方に移動して磁石ユニット２３０に結合されるようにする。

【0048】

前記電磁気コイル２６０は、第２センシングユニット２５０によりピストンアセンブリ２２０の上方への移動が感知され、第１センシングユニット２４０によりセンシングされたバッテリーパック１００の内部の圧力が既に設定された基準圧力未満である場合、バッテリーパック１００と接続されて通電される。前記電磁気コイル２６０は、このようにして通電されて電磁気コイル２６０内に位置している第２ピストンブロック２２４を下方に移動させる方向に電磁気力を生じさせる。前記電磁気コイル２６０は、第２ピストンブロック２２４が上方に移動して磁石ユニット２３０との距離が遠ざかることにより、磁石ユニット２３０による磁力が及ばない場合において、第２ピストンブロック２２４のリターン動作が確実に行われるようにすることができる。

【0049】

一方、図２から図４と結び付けて図５及び図６を参照すると、本発明の一実施形態によるベントデバイス２００は、上述したような第１センシングユニット２４０及び第２センシングユニット２５０によるセンシング結果を参照して電磁気コイル２６０が作動できるようにするために、スイッチ２７０及びコントローラー２８０をさらに含んでいてもよい。

【0050】

前記スイッチ２７０は、バッテリーパック１００と電磁気コイル２６０との間に接続される。前記スイッチ２７０は、例えば、バッテリーパック１００の正極端子と電磁気コイル２６０の一方の端との間に接続されてもよく、電磁気コイル２６０の他方の端は接地されてもよい。また、前記コントローラー２８０は、第１センシングユニット２４０と第２センシングユニット２５０のセンシング値を参照してスイッチングオン（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｏｎ）信号の出力有無を決定する。前記コントローラー２８０は、上述したように、第２センシングユニット２５０によりピストンアセンブリ２２０の上方への移動が感知され、第１センシングユニット２４０によりセンシングされたバッテリーパック１００の内部の圧力が既に設定された基準圧力未満である場合にスイッチングオン信号を出力する。このようなスイッチングオン信号の出力につれて電磁気コイル２６０は通電され、コイリング方向に応じて上方から下方へと電磁気力が生じて電磁気コイル２６０の内部に位置している第２ピストンブロック２２４は下方に移動することになる。このように、前記第２ピストンブロック２２４が下方に移動して磁石ユニット２３０と結合されることにより、第１シャフト２２１によりベントガス流路Ｐと第１空間２１１ａとの連通が遮断される。

【0051】

図２から図５と結び付けて図７を参照すると、本発明の一実施形態によるベントデバイス２００は、第１センシングユニット２４０及び第２センシングユニット２５０のセンシング結果に基づくバッテリーパック１００の状態をディスプレイするディスプレイユニット２９０をさらに含んでいてもよい。

【0052】

この場合、前記コントローラー２８０は、第１センシングユニット２４０により既に設定された基準圧力以上の圧力が感知されたにも拘わらず、第２センシングユニット２５０によりピストンアセンブリ２２０の上方への運動が感知されない場合、ベントデバイス２００の故障感知信号またはバッテリーパック１００のシール不良感知信号を出力する。前記ディスプレイユニット２９０は、コントローラー２８０から出力されたこのような感知信号に基づいて、視覚的及び／又は聴覚的に報知することで、ユーザーにベントデバイス２００の故障、またはバッテリーパック１００のシール不良が生じたことに気付かせる。

【0053】

一方、前記第１センシングユニット２４０は、圧力センサーの他に、バッテリーセル１１０から流出されてバッテリーパック１００の内部に存在するベントガスを感知可能なガス感知センサーをさらに含んでいてもよい。この場合、前記コントローラー２８０は、第１センシングユニット２４０によりバッテリーパック１００の内部の圧力が既に設定された基準圧力以上であることが感知され、バッテリーパック１００の内部にベントガスが生じたことが感知され、第２センシングユニット２５０によりピストンアセンブリ２２０の上方への運動に伴うベントガス流路Ｐの開路が感知される場合、バッテリーパック１００の内部のベント感知信号を出力する。前記ディスプレイユニット２９０は、コントローラー２８０から出力されたこのような感知信号に基づいて、視覚的及び／又は聴覚的に報知することで、ユーザーにバッテリーパック１００の内部においてベントが生じたことを気付かせる。

【0054】

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アセンブリは、バッテリーパック１００内のベントまたはそれ以外の他の理由による内圧の上昇に対応して動作するベントデバイス２００を備えることにより、内圧の上昇に伴う発火及び／又は爆発のリスクを払拭することができる。なお、本発明によれば、内圧の上昇に伴い開路したベントガス流路Ｐが電磁気力を用いて再び閉路可能な仕組みが適用されることにより、バッテリーパック１００及びベントデバイス２００を繰り返して使用することが可能になる。

【0055】

一方、本発明の一実施形態による自動車は、上述したような本発明の一実施形態によるバッテリーパックアセンブリを含む。前記自動車は、本発明のバッテリーパックアセンブリに設けられたバッテリーパック１００により電力を印加されて動作する。前記自動車は、バッテリーパックアセンブリに設けられた本発明のベントデバイス２００により使用上の安全性が大幅に向上する。

【0056】

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】

【0057】

１００ バッテリーパック
１１０ バッテリーセル
１２０ パックハウジング
１２０ａ パック孔
２００ ベントデバイス
２１０ シリンダーブロック
２１１ 第１ブロック
２１１ａ 第１空間
２１１ｂ 第１シャフトガイド孔
２１２ 第２ブロック
２１２ａ 第２空間
２１２ｂ 第２シャフトガイド孔
２１３ 第３ブロック
２１３ａ 第３空間
２１４ 第４ブロック
２１４ｂ 第３シャフトガイド孔
２２０ ピストンアセンブリ
２２１ 第１シャフト
２２２ 第１ピストンブロック
２２３ 第２シャフト
２２４ 第２ピストンブロック
２３０ 磁石ユニット
２３０ｂ 貫通孔
２４０ 第１センシングユニット
２５０ 第２センシングユニット
２６０ 電磁気コイル
２７０ スイッチ
２８０ コントローラー
２９０ ディスプレイユニット
Ｂ 緩衝部材
Ｐ ベントガス流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】