特表 2024-533228 バッテリーパック及びこれを含む自動車

(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】2024-09-12

(54)【発明の名称】バッテリーパック及びこれを含む自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/317 20210101AFI20240905BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/367 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/30 20210101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01M50/317 201

H01M50/249

H01M50/35 201

H01M50/367

H01M50/211

H01M50/204 401F

H01M50/30

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024514438

(86)(22)【出願日】2023-05-02

(85)【翻訳文提出日】2024-03-04

(86)【国際出願番号】 KR2023005989

(87)【国際公開番号】W WO2023224291

(87)【国際公開日】2023-11-23

(31)【優先権主張番号】10-2022-0059601

(32)【優先日】2022-05-16

(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

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012AA03

5H012BB08

5H012CC10

5H012DD07

5H040AA33

5H040AA37

5H040AS07

5H040AY04

5H040AY06

(57)【要約】

熱的事象が発生した場合であっても構造的安定性を確保することができるように構成されたバッテリーパック及びこれを含む自動車を提供する。本発明の一態様によるバッテリーパックは、バッテリーモジュールと；前記バッテリーモジュールを収容するモジュール収容部と、前記バッテリーモジュールの熱暴走によるベントガス又は火炎を前記モジュール収容部の外部に排出可能に構成された開閉部材と、を有するパックハウジングと；を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールを収容するモジュール収容部と、前記バッテリーモジュールの熱暴走によるベントガス又は火炎を前記モジュール収容部の外部に排出可能に構成された開閉部材と、を有するパックハウジングと、
を含む、バッテリーパック。

【請求項2】

前記パックハウジングは、
前記パックハウジングの側面を構成し、前記開閉部材と少なくとも部分的に対向して配置されたサイドフレームと、
前記モジュール収容部と前記サイドフレームとの間に設けられており、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記開閉部材の開放により形成された流通孔を介して前記モジュール収容部と連通するように構成された流動経路と、
前記サイドフレームに設けられており、前記流動経路と連通して前記ベントガス又は火炎を前記パックハウジングの外部に排出するように構成された排出口と、
を含む、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記開閉部材の端部は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記サイドフレームに当接するように構成されている、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記開閉部材は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記流通孔に対して鋭角に開くように構成されている、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記排出口は、前記サイドフレームにおいて、前記流動経路の内部を流れるベントガス又は火炎が１回以上折り曲げられた後の位置に構成されている、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記バッテリーモジュールは複数設けられており、前記モジュール収容部は複数設けられており、
前記バッテリーモジュールは、複数の前記モジュール収容部内にそれぞれ収容されており、
複数の前記モジュール収容部は、隔壁によって互いに密閉されるように構成されている、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記隔壁には、それぞれのモジュール収容部に対応するそれぞれの開閉部材が設けられている、請求項６に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記それぞれの開閉部材は、複数の前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記流通孔に対して鋭角に開くように構成されており、
前記それぞれの開閉部材のうちの少なくとも一部の開閉部材は、前記排出口に近づくにつれて、開放角度が小さくなるように構成されている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記排出口から最も遠い位置に配置された開閉部材の端部は、複数の前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記サイドフレームと当接するように構成されている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記それぞれの開閉部材のうちの少なくとも一部の開閉部材は、前記排出口に近づくにつれて、長さが短くなるように構成されている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記それぞれの開閉部材において、前記モジュール収容部の外向きの側面には、前記火炎を遮断するように構成された遮断部材が設けられている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項12】

前記流動経路において、前記サイドフレームのコーナーに位置する部分に設けられており、前記ベントガス又は火炎を前記排出口の方向にガイドするように構成されたガイド部材をさらに含む、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項13】

前記排出口に設けられており、前記火炎をフィルタリングし、前記ベントガスを通過させるように構成されたメッシュ部材をさらに含む、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも１つ含む、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これを含む自動車に関し、より詳細には、熱的事象が発生した場合であっても構造的安定性を確保することができるように構成されたバッテリーパック及びこれを含む自動車に関する。

【0002】

本出願は、２０２２年５月１６日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２２－００５９６０１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するにつれて、繰り返し充放電が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、そ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】

このようなリチウム二次電池は、正極活物質及び負極活物質として、それぞれリチウム系酸化物及び炭素材料を主に用いている。また、リチウム二次電池は、このような正極活物質及び負極活物質がそれぞれ塗布された正極板及び負極板と、正極板及び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、電極組立体が電解液とともに封入された外装材と、を備えている。

【0006】

一方、リチウム二次電池は、電池ケースの形状に応じて、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類できる。さらに、缶型二次電池は、金属缶の形状に応じて円筒型電池と角型電池とに分類できる。

【0007】

ここで、パウチ型二次電池のパウチは、下部シートと、下部シートを覆う上部シートとに大別される。このとき、パウチには、正極、負極、及びセパレーターを積層し巻き取って形成した電極組立体が収容される。そして、前記電極組立体を収容した後、上下シートの周縁を熱融着などによって封止する。また、各電極から引き出された電極タブは電極リードに結合し、前記電極リードには、封止部と接触した部分に絶縁フィルムが付加され得る。

【0008】

このように、パウチ型二次電池は、様々な形態に柔軟に対応することができる。また、パウチ型二次電池は、同じ容量の二次電池をより小さな容積と質量で実現することができるという利点もある。

【0009】

このようなリチウム二次電池は、高電圧及び高電流を提供するように複数のバッテリーセルを、そのもので、またはカートリッジなどに装着した状態で重畳または積層して密集構造にした後、これを電気的に接続させてバッテリーモジュールやバッテリーパックとして用いられている。

【0010】

このようなバッテリーパックの構成において、代表的に重要な問題の１つは安全性である。特に、バッテリーモジュールで熱的事象が発生した場合に、バッテリーモジュール内部で高温及び高圧のベントガスが発生する可能性があり、このようなベントガスが酸素と接触すると、バッテリーモジュールの内部または外部で火炎が発生する虞がある。

【0011】

また、バッテリーパックに含まれる複数のバッテリーモジュールのうちのいずれか１つのバッテリーモジュールで熱的事象が発生した場合、このような熱的事象の他のバッテリーモジュールへの伝播（propagation）を抑制する必要がある。仮に、バッテリーモジュール間の熱的伝播が適切に抑制されなかった場合、これはバッテリーパックに含まれる他のバッテリーモジュールの熱的事象につながり、バッテリーパックの発火や爆発などの、より大きな問題を引き起こす可能性がある。さらに、バッテリーパックの発火や爆発は、周辺の人や財産に大きな被害を与える可能性がある。そのため、このようなバッテリーパックでは、前述の熱的事象を適切に制御することができる構成が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、上述の問題を解決するために案出されたものであり、熱的事象が発生した場合であっても構造的安定性を確保することができるように構成されたバッテリーパック及びこれを含む自動車を提供することを一の目的とする。

【0013】

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限定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詳細な説明から当業者にとって明らかに理解できるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記のような目的を達成するために本発明の一態様によるバッテリーパックは、バッテリーモジュールと、前記バッテリーモジュールを収容するモジュール収容部と、前記バッテリーモジュールの熱暴走によるベントガス又は火炎を前記モジュール収容部の外部に排出可能に構成された開閉部材と、を有するパックハウジングと、を含む。

【0015】

好ましくは、前記パックハウジングは、前記パックハウジングの側面を構成し、前記開閉部材と少なくとも部分的に対向して配置されたサイドフレームと、前記モジュール収容部と前記サイドフレームとの間に設けられており、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記開閉部材の開放により形成された流通孔を介して前記モジュール収容部と連通するように構成された流動経路と、前記サイドフレームに設けられており、前記流動経路と連通して前記ベントガス又は火炎を前記パックハウジングの外部に排出するように構成された排出口と、を含む。

【0016】

好ましくは、前記開閉部材の端部は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記サイドフレームと当接するように構成され得る。

【0017】

好ましくは、前記開閉部材は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記流通孔に対して鋭角に開くように構成され得る。

【0018】

好ましくは、前記排出口は、前記サイドフレームにおいて、前記流動経路の内部を流れるベントガス又は火炎が１回以上折り曲げられた後の位置に構成され得る。

【0019】

好ましくは、前記バッテリーモジュールは複数設けられており、前記モジュール収容部は複数設けられており、前記バッテリーモジュールは、前記複数のモジュール収容部内にそれぞれ収容されており、前記複数のモジュール収容部は、隔壁によって互いに密閉されるように構成され得る。

【0020】

好ましくは、前記隔壁には、それぞれのモジュール収容部に対応するそれぞれの開閉部材が設けられ得る。

【0021】

好ましくは、前記それぞれの開閉部材は、前記複数のバッテリーモジュールの熱暴走時に前記流通孔に対して鋭角に開くように構成され得、前記それぞれの開閉部材のうちの少なくとも一部の開閉部材は、前記排出口に近づくにつれて、開放角度が小さくなるように構成され得る。

【0022】

好ましくは、前記排出口から最も遠い位置に配置された開閉部材の端部は、前記複数のバッテリーモジュールの熱暴走時に前記サイドフレームと当接するように構成され得る。

【0023】

好ましくは、前記それぞれの開閉部材のうちの少なくとも一部の開閉部材は、前記排出口に近づくにつれて、長さが短くなるように構成され得る。

【0024】

好ましくは、前記それぞれの開閉部材において、前記モジュール収容部の外向きの側面には、前記火炎を遮断するように構成された遮断部材が設けられ得る。

【0025】

好ましくは、前記バッテリーパックは、前記流動経路において、前記サイドフレームのコーナーに位置する部分に設けられ、前記ベントガス又は火炎を前記排出口の方向にガイドするように構成されたガイド部材をさらに含み得る。

【0026】

好ましくは、前記バッテリーパックは、前記排出口に設けられ、前記火炎をフィルタリングし、前記ベントガスを通過させるように構成されたメッシュ部材をさらに含み得る。

【0027】

また、本発明の他の一態様による自動車は、上記のような本発明の一態様によるバッテリーパックを少なくとも１つ含む。

【発明の効果】

【0028】

本発明の一態様によれば、開閉部材によるベントガス及び／又は火炎の迅速な排出が可能であるため、バッテリーモジュールの発火要因を抑制し、バッテリーパックの構造的安定性を強化することができる。

【0029】

また、ベントガス及び／又は火炎がパックハウジング内に残留することを防止し、パックハウジングの外部へのベントガス及び／又は火炎の排出を、より確実にガイドすることができる。

【0030】

また、複数のバッテリーモジュールで同時に熱暴走現象が発生した場合に、それぞれの開閉部材の開放により流動経路に排出された多量のベントガス及び／又は火炎の排出口方向への流れが制限されることを防止し、複数のモジュール収容部の内部へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を確実に遮断することができる。

【0031】

これらに加えて、本発明の色々な態様によって色々な他のさらなる効果を達成することができる。このような本発明の色々な効果については各実施形態の欄において説明し、当業者が容易に理解可能な効果についてはその説明を省略する。

【0032】

本明細書に添付される図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、後述する本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のためのものであるため、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るものではない。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【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】図１のバッテリーパックの詳細構造を説明するための図である。

【図3】図２のバッテリーパックに設けられたバッテリーモジュールを示す図である。

【図4】図２のＡ部分の拡大図である。

【図5】図４において開閉部材が開放された状態を示す図である。

【図6】バッテリーモジュールの熱暴走時にベントガス又は火炎が排出される一例を示す図である。

【図7】バッテリーモジュールの熱暴走時にベントガス又は火炎が排出される一例を示す図である。

【図8】バッテリーモジュールの熱暴走時にベントガス又は火炎が排出される他の例を示す図である。

【図9】バッテリーモジュールの熱暴走時にベントガス又は火炎が排出される他の例を示す図である。

【図10】本発明の他の実施形態によるバッテリーパックを示す図である。

【図11】本発明のさらに他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12】本発明のさらに他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13】本発明のさらに他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14】本発明のさらに他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15】本発明のさらに他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16】本発明のさらに他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17】本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーパックを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

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るものではなく、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るものである。

【0035】

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表すものではないため、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されたい。

【0036】

また、本発明には様々な実施形態が含まれている。各実施形態について、実質的に同一又は類似の構成については重複する説明を省略し、相違点を中心に説明する。

【0037】

一方、本明細書においては、上、下、左、右、前、後などの方向を表す用語が用いられ得るが、これらの用語は説明の便宜上のものであり、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。

【0038】

図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０を示す図であり、図２は図１のバッテリーパック１０の詳細構造を説明するための図であり、図３は、図２のバッテリーパック１０に設けられたバッテリーモジュール１００を示す図であり、図４は、図２のＡ部分拡大図であり、図５は、図４において開閉部材Ｃが開放された状態を示す図である。このとき、図２において後述する上部カバー２３０の図示は省略する。

【0039】

本発明の一実施形態において、図面に示すＸ軸方向は前後方向を意味し、Ｙ軸方向はＸ軸方向と水平面（ＸＹ平面）とに垂直な左右方向を意味し、Ｚ軸方向はＸ軸方向とＹ軸方向との両方に垂直な上下方向を意味し得る。

【0040】

図１～図５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１０は、バッテリーモジュール１００及びパックハウジング２００を含み得る。

【0041】

前記バッテリーモジュール１００は、セルアセンブリ（図示せず）及びモジュールケース１１０を含み得る。

【0042】

前記セルアセンブリは、少なくとも１つのバッテリーセルを含み得る。ここで、バッテリーセルは、二次電池を意味し得る。このようなバッテリーセルは、パウチ型バッテリーセル、円筒型バッテリーセル、または角型バッテリーセルとして設けられ得る。一例では、バッテリーセルは、パウチ型バッテリーセルであり得る。

【0043】

前記モジュールケース１１０は、セルアセンブリを内部に収容し得る。このため、モジュールケース１１０は、セルアセンブリを内部に収容するための内部収容空間を備え得る。

【0044】

また、モジュールケース１１０は、セルアセンブリを収容し、両側に開放端部を有するケース本体１１１と、ケース本体１１１の両側に結合されるエンドプレート１１２と、を含み得る。ケース本体１１１は、両端が開放された管状に形成され得、エンドプレート１１２は、ケース本体１１１の両側の開放端部に結合され得る。図３を参照すると、エンドプレート１１２は、Ｙ軸に沿って互いに対向するように配設され得る。エンドプレート１１２は、バッテリーセルの電極リード及び電極リードがバスバーに固定的に接続された部分が外部に露出しないように、ケース本体１１１の開放端部に結合され得る。

【0045】

前記パックハウジング２００は、バッテリーモジュール１００を収容するように構成され得る。このために、パックハウジング２００には、モジュール収容部Ｓが形成され得る。前記モジュール収容部Ｓは、空き空間であり、バッテリーモジュール１００を内部に収容可能な形状に形成され得る。具体的には、モジュール収容部Ｓは、後述する隔壁Ｗを介してバッテリーモジュール１００を内部に収容可能な形状に形成され得る。このようなパックハウジング２００は、耐熱性及び剛性の高い材料を含み得る。

【0046】

本発明の一実施形態のようなバッテリーパック１０では、特定のバッテリーモジュール１００で熱暴走現象などの事象が発生し得る。この場合、特定のバッテリーモジュール１００の内部で高温及び高圧のベントガスが発生することがあり、このようなベントガスが酸素と接触すると、バッテリーモジュール１００の内部又は外部で火炎が発生し得る。

【0047】

このとき、このようなベントガスや火炎は、特定のバッテリーモジュール１００と隣接する他のバッテリーモジュール１００に転移する危険性が高く、これにより、複数のバッテリーモジュール１００の同時多発的な熱暴走や発火が発生する可能性がある。一方、従来のバッテリーパックは、密閉されたパックハウジング内に複数のバッテリーモジュールが配置されており、ベントガス又は火炎の適切な排出経路がないため、前述の同時多発的な発火などに脆弱な問題がある。

【0048】

このような問題を解決するために、本発明の一実施形態によるパックハウジング２００は、開閉部材Ｃを備え得る。このような開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走によるベントガス及び／又は火炎をモジュール収容部Ｓの外部に排出するように構成され得る。

【0049】

具体的には、前記開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走に起因するベントガスによるモジュール収容部Ｓ内の圧力に応じて、モジュール収容部Ｓの内部を開放または閉鎖するように構成され得る。

【0050】

このとき、開閉部材Ｃは、モジュール収容部Ｓの一側に回動可能に結合され得る。一例では、開閉部材Ｃは、別個の結合部材Ｉによりモジュール収容部Ｓの一側に回動可能に結合され得る。このような結合部材Ｉは、ヒンジであり得るが、これに限定されない。

【0051】

本発明の上述の実施構成によれば、開閉部材Ｃにより、ベントガス及び／又は火炎を迅速に排出することができ、これにより、バッテリーモジュール１００の発火要因を抑制して、バッテリーパック１０の構造的安定性を強化することができる。

【0052】

詳細には図示していないが、結合部材Ｉは、弾性体を備え、前述の開閉部材Ｃの回転動作を制御するように構成され得る。一例では、前記弾性体はヒンジスプリングであり得る。

【0053】

開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走現象が発生していない状態で、前述の結合部材Ｉに設けられた弾性体の弾性力によって閉鎖状態を維持し得る。

【0054】

一方、開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走によりモジュール収容部Ｓ内の圧力が基準圧力以上に上昇した場合に、ベントガス及び／又は火炎をモジュール収容部Ｓの外部に排出するために、モジュール収容部Ｓの外側方向に展開するように構成され得る。このようにモジュール収容部Ｓ内の圧力が基準圧力以上である場合は、ベントガスの発生によりモジュール収容部Ｓ内の圧力がモジュール収容部Ｓ外の圧力よりも大きくなっていることを意味し得る。この場合、ベントガスによって開閉部材Ｃに加わるモジュール収容部Ｓ内の空気の加圧力が、開閉部材Ｃの閉鎖状態を維持するための結合部材Ｉの弾性力よりも大きくなり得る。このため、バッテリーモジュール１００の熱暴走時において、開閉部材Ｃは、モジュール収容部Ｓの外部と内部との間の圧力差により、モジュール収容部Ｓの外側方向に容易に展開することができる。

【0055】

これにより、ベントガス及び／又は火炎は、モジュール収容部Ｓの開放部分を通して外部に迅速に排出され得る。また、ベントガスの排出により、バッテリーモジュール１００の内圧が迅速に下降し得る。

【0056】

また、開閉部材Ｃは、ベントガスが外部に排出されてモジュール収容部Ｓ内の圧力が基準圧力以下に低下した場合に、モジュール収容部Ｓを閉鎖するように構成され得る。このように、モジュール収容部Ｓ内の圧力が基準圧力以下である場合は、ベントガスが外部に排出されて、モジュール収容部Ｓ内の圧力がモジュール収容部Ｓの外部の圧力よりも小さくなっていることを意味し得る。この場合、開閉部材Ｃに加わるモジュール収容部Ｓの外の空気の加圧力だけでなく、開閉部材Ｃの閉鎖状態を維持するための結合部材Ｉの弾性力も加わることがある。したがって、ベントガスが外部に排出されてモジュール収容部Ｓ内の圧力が低下すると、開閉部材Ｃは、モジュール収容部Ｓの外部と内部との間の圧力差により、モジュール収容部Ｓの内側方向に円滑に駆動されてモジュール収容部Ｓを閉鎖することができる。

【0057】

これにより、ベントガスの排出量が減少した場合に、開閉部材Ｃによるモジュール収容部Ｓの閉鎖を容易にすることにより、モジュール収容部Ｓの内部へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を確実に遮断することができる。また、モジュール収容部Ｓの内部への酸素の流入を遮断することにより、モジュール収容部Ｓ内でのさらなる発火を抑制することができる。

【0058】

以下、前述のパックハウジング２００の詳細構造について、より詳細に説明する。

【0059】

図１、図２、図４、及び図５を再度参照すると、前記パックハウジング２００は、サイドフレーム２１０、流動経路Ｐ、及び排出口Ｅを含み得る。

【0060】

前記サイドフレーム２１０は、パックハウジング２００の側面を構成し、開閉部材Ｃと少なくとも部分的に対向して配置され得る。このとき、開閉部材Ｃは、サイドフレーム２１０の全ての側面に対向して配置されてもよいし、サイドフレーム２１０の一部の側面のみに対向して配置されてもよい。

【0061】

前記流動経路Ｐは、モジュール収容部Ｓとサイドフレーム２１０との間に設けられており、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に開閉部材Ｃの開放によって形成された流通孔Ｈを介してモジュール収容部Ｓと連通するように構成され得る。このような流動経路Ｐは、流通孔Ｈを介して排出されたベントガス及び／又は火炎がパックハウジング２００の外部に排出されるように流動空間を提供することができる。

【0062】

また、前記開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に、対向するサイドフレーム２１０の方向に開放され得る。また、開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に、モジュール収容部Ｓ内の圧力に応じて前記流通孔Ｈを開放または閉鎖するように構成され得る。

【0063】

前記排出口Ｅは、サイドフレーム２１０に設けられており、ベントガス及び／又は火炎をパックハウジング２００の外部に排出するための流動経路Ｐと連通するように構成され得る。このような排出口Ｅは、所定の面積を有する孔の形状で設けられ得る。特に、開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に、端部が排出口Ｅの側を向くように開放され得る。

【0064】

このような構成によれば、モジュール収容部Ｓから排出されたベントガス及び／又は火炎を、モジュール収容部Ｓとパックハウジング２００の側面との間に位置する空間でガイドしてパックハウジング２００の外部に排出することができる。したがって、ベントガス及び／又は火炎のパックハウジング２００の外部への排出をより安定的に行うことができる。

【0065】

一方、前述のパックハウジング２００は、フロアフレーム２２０及び上部カバー２３０をさらに含み得る。

【0066】

前記フロアフレーム２２０は、パックハウジング２００の下部を構成し、前記サイドフレーム２１０に結合され得る。

【0067】

前記上部カバー２３０は、サイドフレーム２１０の上部に結合され、バッテリーモジュール１００の上部を密閉することができる。特に、上部カバー２３０は、前述のモジュール収容部Ｓの上部を密閉することができる。

【0068】

図６及び図７は、バッテリーモジュール１００の熱暴走時にベントガス又は火炎が排出される一例を示す図である。具体的には、図６及び図７は、１つのバッテリーモジュール１００で熱暴走現象が発生する例を示す。このとき、図６及び図７において、ベントガス及び火炎はそれぞれ参照符号「Ｖ」及び「Ｆ」で示される。

【0069】

図２、図４～図７を参照すると、前記開閉部材Ｃの端部は、バッテリーモジュール１００の熱暴走時にサイドフレーム２１０と当接するように構成され得る。このため、開閉部材Ｃの長さ（例えば、モジュール収容部Ｓの一側から延びる長さ）は、流通孔Ｈとサイドフレーム２１０との間の長さ（Ｙ軸方向の長さ）と同一かまたは長くなるように構成され得る。

【0070】

これにより、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に、開閉部材Ｃは、流動経路Ｐ内において、開閉部材Ｃの端部がサイドフレーム２１０に当接する部分を基準として、排出口Ｅとは反対側の領域にベントガス及び／又は火炎が流入することを防止することができる。これにより、ベントガス及び／又は火炎がパックハウジング２００内に残留することを防止し、ベントガス及び／又は火炎のパックハウジング２００の外部への排出をより確実にガイドすることができる。

【0071】

また、前記開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に流通孔Ｈに対して鋭角に開くように構成され得る。

【0072】

具体的には、図２、図４～図７を再度参照すると、モジュール収容部Ｓの一側には、開閉部材Ｃの開放角度を一定角度未満に制限するように構成された制限部材Ｒが設けられ得る。このような制限部材Ｒは、プレート状に設けられ得る。特に、制限部材Ｒは、流通孔Ｈに対して鋭角をなすように配置され得る。このような制限部材Ｒと流通孔Ｈとのなす角度は、０°超、かつ９０°未満の角度範囲に設定され得る。

【0073】

また、制限部材Ｒは、開閉部材Ｃよりも排出口Ｅから遠い位置に配置されるようにモジュール収容部Ｓの一側に設けられ得る。一方、制限部材Ｒは、開閉部材Ｃよりも短い長さ（例えば、モジュール収容部Ｓの一側面から延びる長さ）に設けられ得るが、これに限定されるものではない。一方、前記制限部材Ｒが流通孔Ｈに対してなす角度は、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に開閉部材Ｃの端部がサイドフレーム２１０に当接できる範囲内で設定され得る。

【0074】

これにより、バッテリーモジュール１００の熱暴走により開閉部材Ｃがサイドフレーム２１０方向に開放されるとき、開閉部材Ｃは、制限部材Ｒに当接することにより、流通孔Ｈに対して一定角度未満の開放角度に制限され得る。好ましくは、開閉部材Ｃは、制限部材Ｒによって流通孔Ｈに対して鋭角に開くように構成され得る。

【0075】

したがって、バッテリーモジュール１００の熱暴走によってモジュール収容部Ｓの内部から排出されたベントガス及び／又は火炎を、流通孔Ｈに対して傾斜して配置された開閉部材Ｃの内面に沿って流動経路Ｐに排出することができる。これにより、排出口Ｅ方向へのベントガス及び／又は火炎の流れをより確実にガイドすることができる。

【0076】

図２、図４～図７を再度参照すると、排出口Ｅは、サイドフレーム２１０において、流動経路Ｐ内を流れるベントガス及び／又は火炎が１回以上曲げられた後の位置に構成され得る。

【0077】

すなわち、排出口Ｅは、サイドフレーム２１０において、ベントガス及び／又は火炎の流れが少なくとも１回切り換えられた後の位置に形成され得る。一例では、排出口Ｅは、サイドフレーム２１０のコーナーを基準として、流動経路Ｐにおいて、開閉部材Ｃが位置する部分に対して垂直な部分に位置するように構成され得る。

【0078】

したがって、流動経路Ｐの内部を流れるベントガス及び／又は火炎の流れが少なくとも１回切り換えられた後の位置で、パックハウジング２００の外部へのベントガス及び／又は火炎の排出が行われるので、開閉部材Ｃが位置する流動経路Ｐの領域へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を確実に遮断することができる。

【0079】

図２、図、４及び図５を参照すると、前記バッテリーモジュール１００は複数設けられ得、モジュール収容部Ｓは、これに対応して複数設けられ得る。このとき、複数のモジュール収容部Ｓはそれぞれ、独立して構成され得る。

【0080】

このとき、複数のバッテリーモジュール１００は、複数のモジュール収容部Ｓ内にそれぞれ収容され得る。

【0081】

特に、複数のモジュール収容部Ｓは、隔壁Ｗによって互いに密閉されるように構成され得る。一例では、隔壁Ｗは、耐熱性及び剛性の高い材料を含み得る。

【0082】

このような隔壁Ｗは、各モジュール収容部Ｓの側面を構成し得る。また、隔壁Ｗは、サイドフレーム２１０の高さに対応して上下方向に延在して形成され得る。このとき、隔壁Ｗを構成する部材は、溶接によって互いに接合されていてもよく、一体に射出成形されて形成されていてもよいが、このような製造方法に限定されるものではない。

【0083】

また、隔壁Ｗは、サイドフレーム２１０から少なくとも部分的に離間して配置され得る。一例では、隔壁Ｗがサイドフレーム２１０と離間して配置される部分には、前述の流動経路Ｐが形成され得る。

【0084】

また、隔壁Ｗの下側にはフロアフレーム２２０が結合され得、隔壁Ｗの上側には上部カバー２３０が結合され得る。一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０では、上部カバー２３０がサイドフレーム２１０と隔壁Ｗの上側を一体的に覆っていてもよいし、隔壁Ｗの上側に別体のカバー（図示せず）が設けられていてもよい。

【0085】

このような構成により、特定のバッテリーモジュール１００で熱暴走現象が発生した場合に、隣接するバッテリーモジュール１００間での同時多発的な発火を抑制することができる。

【0086】

特に、隔壁Ｗには、それぞれのモジュール収容部Ｓに対応するそれぞれの開閉部材Ｃが設けられ得る。

【0087】

具体的には、開閉部材Ｃは、隔壁Ｗの一側に回動可能に結合され得る。このとき、開閉部材Ｃは、前述の結合部材Ｉにより、隔壁Ｗの一側に回動可能に結合され得る。また、前述の制限部材Ｒは、隔壁Ｗの一側に設けられており、開閉部材Ｃの開放角度を一定角度未満に制限するように構成され得る。

【0088】

このように、各モジュール収容部Ｓに対応する隔壁Ｗに設けられたそれぞれの開閉部材Ｃは、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に各モジュール収容部Ｓ内の圧力に応じて流通孔Ｈを開閉するように構成され得る。

【0089】

一方、図２及び図３に示すように、本実施形態のバッテリーモジュール１００には、モジュールケース１１０の少なくとも一面に、ベントガス及び／又は火炎が排出されるベント孔Ｏが設けられ得る。一例では、ベント孔Ｏは、モジュールケース１１０の上面に設けられ得る。ただし、図２及び図３のように、ベント孔Ｏは、モジュールケース１１０の両側面に設けられ得る。ここで、両側面とは、Ｘ軸に沿って互いに対向する面であり得、ベント孔Ｏは、Ｚ軸に沿って延びるように設けられ得る。また、複数のバッテリーモジュール１００は、このようなベント孔Ｏが開閉部材Ｃに隣接して配置されるように、それぞれのモジュール収容部Ｓ内に収容され得る。

【0090】

これにより、バッテリーモジュール１００で熱暴走現象が発生した場合、バッテリーモジュール１００で生成されたベントガス及び／又は火炎は、ベント孔Ｏを介してバッテリーモジュール１００の両側に向かってベントされ得る。また、ベント孔Ｏを介して排出されたベントガス及び／又は火炎は、モジュール収容部Ｓ内のバッテリーモジュール１００と隔壁Ｗとの間の空間、又はバッテリーモジュール１００とサイドフレーム２１０との間の空間を通って、流通孔Ｈを介して速やかに流動経路Ｐに排出され得る。

【0091】

したがって、本発明のこのような実施構成によれば、複数のバッテリーモジュール１００で同時に熱暴走現象が発生した場合に、バッテリーモジュール１００の両側に設けられたベント孔Ｏを介して排出されるベントガス及び／又は火炎を、より迅速に流動経路Ｐに導き、パックハウジング２００の外部に排出することができる。

【0092】

図８及び図９は、バッテリーモジュール１００の熱暴走時にベントガス又は火炎が排出される他の例を示す図である。具体的には、図８及び図９は、複数のバッテリーモジュール１００で熱暴走現象が発生した例を示す。このとき、図８及び図９において、ベントガス及び火炎はそれぞれ参照符号「Ｖ」及び「Ｆ」で示される。

【0093】

図２、図４、図８、及び図９を参照すると、それぞれの開閉部材Ｃのうちの少なくとも一部の開閉部材Ｃは、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走時に、排出口Ｅに近づくにつれて、サイドフレーム２１０に向かって開く度合いが小さくなるように構成され得る。

【0094】

上述したように、それぞれの開閉部材Ｃは、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走時に流通孔Ｈに対して鋭角に開くように構成され得る。

【0095】

また、それぞれの開閉部材Ｃのうちの少なくとも一部の開閉部材Ｃは、排出口Ｅに近づくにつれて、開放角度が小さくなるように構成され得る。

【0096】

具体的には、モジュール収容部Ｓの一側において、開閉部材Ｃのそれぞれに、開閉部材Ｃの開放角度を一定角度未満に制限するように構成された制限部材Ｒが設けられ得る。このような制限部材Ｒは、流通孔Ｈに対して鋭角をなすように配置され得る。

【0097】

特に、制限部材Ｒのうちの少なくとも一部の制限部材Ｒは、排出口Ｅに近づくにつれて、流通孔Ｈに対してなす角度が小さくなるように構成され得る。これにより、それぞれの開閉部材Ｃのうちの少なくとも一部の開閉部材Ｃは、排出口Ｅに近づくにつれて、開放角度が小さくなるように構成され得る。

【0098】

一実施形態において、それぞれの開閉部材Ｃは、排出口Ｅに近づくにつれて、開放角度が小さくなるように構成され得る。このとき、開閉部材Ｃのそれぞれに設けられた制限部材Ｒは、排出口Ｅに近づくにつれて、流通孔Ｈに対してなす角度が小さくなるように構成され得る。この場合、特定の開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎の排出口Ｅ方向への流れは、前記特定の開閉部材Ｃよりも排出口Ｅに相対的に近い位置に配置された他の開閉部材Ｃの外側面によって制限されることなく円滑に行われ得る。

【0099】

すなわち、開閉部材Ｃが排出口Ｅから遠い位置に配置されるほど、ベントガス及び／又は火炎は、サイドフレーム２１０に隣接する方向にガイドされるように開閉部材Ｃの内側面に沿って流動経路Ｐに排出され得る。したがって、特定の開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎が、前記特定の開閉部材Ｃよりも排出口Ｅに相対的に近い位置に配置された他の開閉部材Ｃの外側面に衝突することを最小限に抑えることができる。また、このように特定の開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎が他の開閉部材Ｃの外側面に衝突することを最小限に抑えることができるので、流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎がモジュール収容部Ｓの内部に逆流入することを最小限に抑えることができる。

【0100】

本発明のこのような実施構成によれば、複数のバッテリーモジュール１００で同時に熱暴走現象が発生した場合に、それぞれのモジュール収容部Ｓの内部から排出されたベントガス及び／又は火炎を、流通孔Ｈに対して傾斜して配置された開閉部材Ｃの内側面に沿って流動経路Ｐに排出することができる。これにより、排出口Ｅ方向への複数のベントガス及び／又は火炎の流れを安定的にガイドすることができる。

【0101】

また、複数のバッテリーモジュール１００で同時に熱暴走現象が発生した場合に、それぞれの開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出された複数のベントガス及び／又は火炎の排出口Ｅ方向への流れが制限されることを防止し、複数のモジュール収容部Ｓの内部へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を確実に遮断することができる。

【0102】

図２、図４、図８、及び図９を再度参照すると、排出口Ｅから最も遠い位置に配置された開閉部材Ｃの端部は、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走時に前記サイドフレーム２１０と当接するように構成され得る。このため、排出口Ｅから最も遠い位置に配置された開閉部材Ｃの長さ（例えば、モジュール収容部Ｓの一側から延びる長さ）は、流通孔Ｈとサイドフレーム２１０との間の長さ（Ｙ軸方向の長さ）と同じか、または長くなるように構成され得る。一方、排出口Ｅから最も遠い位置に配置された開閉部材Ｃの開放角度を制限する制限部材Ｒが流通孔Ｈに対してなす角度は、バッテリーモジュール１００の熱暴走時に、排出口Ｅから最も遠い位置に配置された開閉部材Ｃの端部がサイドフレーム２１０に当接できるような範囲に設定され得る。

【0103】

これにより、複数のバッテリーモジュール１００で同時に熱暴走現象が発生した場合に、排出口Ｅから最も遠い位置に配置された開閉部材Ｃは、流動経路Ｐ内において、当該開閉部材Ｃの端部がサイドフレーム２１０に当接する部分を基準として、排出口Ｅとは反対側の領域にベントガス及び／又は火炎が流入することを防止することができる。これにより、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走時にも、ベントガス及び／又は火炎がパックハウジング２００内に残留することを防止し、ベントガス及び／又は火炎のパックハウジング２００の外部への排出をより確実にガイドすることができる。

【0104】

図１０は、本発明の第２の実施形態によるバッテリーパック１２を示す図である。

【0105】

本実施形態によるバッテリーパック１２は、上述の実施形態による前記バッテリーパック１０と同様であるため、上述の実施形態と実質的に同一又は類似の構成については重複する説明を省略し、以下、上述の実施形態との相違点を中心に説明する。このとき、図１０において、ベントガス及び火炎はそれぞれ参照符号「Ｖ」及び「Ｆ」で示される。

【0106】

上述したように、それぞれの開閉部材Ｃは、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走時に流通孔Ｈに対して鋭角に開くように構成され得る。これは、前述の制限部材Ｒによって実現できる。

【0107】

図１０を参照すると、本実施形態によるバッテリーパック１２において、それぞれの開閉部材Ｃのうちの少なくとも一部の開閉部材Ｃは、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走時に、排出口Ｅに近づくにつれて、長さが短くなるように構成され得る。このとき、それぞれの流通孔Ｈは、それぞれの開閉部材Ｃのサイズに対応するように設けられ得る。

【0108】

本発明の一実施形態において、それぞれの開閉部材Ｃは、排出口Ｅに近づくにつれて、長さが短くなるように構成することも可能である。この場合、特定の開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎の排出口Ｅ方向への流れは、前記特定の開閉部材Ｃよりも排出口Ｅに相対的に近い位置に配置された他の開閉部材Ｃの外側面によって制限されることなく、円滑に行われ得る。

【0109】

すなわち、開閉部材Ｃが排出口Ｅから遠い位置に配置されるほど、ベントガス及び／又は火炎は、サイドフレーム２１０に隣接する方向にガイドされるように開閉部材Ｃの内側面に沿って流動経路Ｐに排出され得る。したがって、特定の開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎が、前記特定の開閉部材Ｃよりも排出口Ｅに相対的に近い位置に配置された他の開閉部材Ｃの外側面に衝突することを最小限に抑えることができる。また、このように特定の開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎が他の開閉部材Ｃの外側面に衝突することを最小限に抑えることができるので、流動経路Ｐに排出されたベントガス及び／又は火炎がモジュール収容部Ｓの内部に逆流入することを最小限に抑えることができる。

【0110】

本実施形態によるバッテリーパック１２によれば、複数のバッテリーモジュール１００で同時に熱暴走現象が発生した場合に、それぞれの開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出された複数のベントガス及び／又は火炎の排出口Ｅ方向への流れが制限されることを防止し、複数のモジュール収容部Ｓの内部へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を確実に遮断することができる。

【0111】

図１１は、本発明の第３の実施形態によるバッテリーパック１４を示す図である。

【0112】

本実施形態によるバッテリーパック１４は、上述の実施形態による前記バッテリーパック１０と同様であるため、上述の実施形態と実質的に同一又は類似の構成については重複する説明を省略し、以下、上述の実施形態との相違点を中心に説明する。このとき、図１１において、ベントガス及び火炎はそれぞれ、参照符号「Ｖ」及び「Ｆ」で示される。

【0113】

図１１を参照すると、前記バッテリーパック１４は、遮断部材Ｔをさらに含み得る。

【0114】

前記遮断部材Ｔは、それぞれの開閉部材Ｃにおける、モジュール収容部Ｓの外部を向く側面（開閉部材Ｃの外側面）に設けられ得る。このような遮断部材Ｔは、バッテリーモジュール１００の熱暴走現象によって発生する火炎（又はスパーク）を遮断するように構成され得る。一例では、遮断部材Ｔは、開閉部材Ｃの外側面に突起の形状に複数設けられ得る。

【0115】

このように開閉部材Ｃの外側面に複数の遮断部材Ｔが形成された場合、特定の開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出された火炎の一部は、前記特定の開閉部材Ｃよりも排出口Ｅに相対的に近い位置に配置された他の開閉部材Ｃの外側面に形成された遮断部材Ｔに衝突することで、開閉部材Ｃの外側面に残留することができる。これにより、パックハウジング２００外部への火炎の露出を最小限に抑えることができる。

【0116】

図１２は、本発明の第４の実施形態によるバッテリーパック１６を示す図である。

【0117】

本実施形態によるバッテリーパック１６は、上述の実施形態による前記バッテリーパック１０と同様であるため、上述の実施形態と実質的に同一又は類似の構成については重複する説明を省略し、以下、上述の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0118】

図１２を参照すると、前記バッテリーパック１６は、ガイド部材Ｇをさらに含み得る。

【0119】

前記ガイド部材Ｇは、流動経路Ｐにおいて、サイドフレーム２１０のコーナーに位置する部分に設けられており、ベントガス及び／又は火炎を排出口Ｅ方向にガイドするように構成され得る。一例では、ガイド部材Ｇは、耐熱性及び剛性の高い材料を含み得る。

【0120】

このようなガイド部材Ｇは、サイドフレーム２１０において、開閉部材Ｃと対向する領域に一端が結合され得る。また、ガイド部材Ｇは、サイドフレーム２１０において、排出口Ｅが位置する部分に他端が結合され得る。また、ガイド部材Ｇは、サイドフレーム２１０において開閉部材Ｃと対向する領域から、サイドフレーム２１０において排出口Ｅが位置する部分に向かって、傾斜して配置され得る。

【0121】

このような実施構成によれば、流動経路Ｐ内を流れるベントガス及び／又は火炎の流れを、排出口Ｅ方向に円滑にガイドすることができる。また、排出口Ｅ方向に傾斜して配置されたガイド部材Ｇによりベントガス及び／又は火炎の流れが切り換えられるので、開閉部材Ｃが位置する、流動経路Ｐの領域へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を遮断することができる。

【0122】

図１３は、本発明の第５の実施形態によるバッテリーパック１８を示す図である。

【0123】

本実施形態によるバッテリーパック１８は、上述の実施形態による前記バッテリーパック１０と同様であるため、上述の実施形態と実質的に同一又は類似の構成については重複する説明を省略し、以下、上述の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0124】

図１３を参照すると、前記バッテリーパック１８は、メッシュ部材Ｍをさらに含み得る。

【0125】

前記メッシュ部材Ｍは、排出口Ｅに設けられており、火炎をフィルタリングし、ベントガスを通過させるように構成され得る。このようなメッシュ部材Ｍは、板状の部材に多数の気孔が形成された形態、または、多数のワイヤが網状に編まれた形態に構成され得る。このとき、前記気孔は、流動経路Ｐからパックハウジング２００の外部に排出される火炎をフィルタリングすることができる大きさに構成され得る。すなわち、前記メッシュ部材Ｍは、火炎がパックハウジング２００の外部に排出されて発火要因として作用することを防止することができる。

【0126】

本実施形態によるバッテリーパック１８によれば、排出口Ｅに形成されたメッシュ構造により、火炎の通過を最大限に抑制しつつ、ベントガスの通過を可能としている。したがって、パックハウジング２００の外部への火炎の露出を最小限に抑えることができ、かつ、ベントガスの排出を速やかに行うことができるという利点がある。

【0127】

図１４は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーパック２０を示す図である。

【0128】

図１４を参照すると、本実施形態によるバッテリーパック２０において、それぞれの開閉部材Ｃは、開閉部材Ｃの一部が折り曲げられて形成されたベンディング部Ｂをさらに含み得る。ベンディング部Ｂは、開閉部材Ｃの中央からモジュール収容部Ｓの外側に向かって折り曲げられて形成され得る。ベンディング部Ｂは、流通孔Ｈを介して排出されるベントガス及び／又は火炎の流動を制限しないために鈍角をなすように構成され得る。また、図１４とは異なり、ベンディング部Ｂは曲線で構成することもできる。

【0129】

このとき、図１４に示すように、開閉部材Ｃが排出口Ｅから遠い位置に配置されるほど、ベンディング部Ｂのなす角度が次第に大きくなり得る。例えば、排出口Ｅから最も遠い位置に配置される開閉部材Ｃは、ほぼ１８０度に近い角度または１８０度の角度を有してサイドフレーム２１０に接触することができる。一方、排出口Ｅに近い位置に配置される開閉部材Ｃ’は、これより小さい角度、例えば１２０度に曲げられた形状を有し得る。

【0130】

これにより、特定の開閉部材Ｃ’よりも相対的に排出口Ｅから遠い位置に配置された開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガスＶ及び／又は火炎Ｆの排出口Ｅ方向への流れは、ベンディング部Ｂ’によって前記特定の開閉部材Ｃ’の外側面に衝突することが最小限に抑えられることにより、後方側から流動経路Ｐに排出されて流れる他のガスや火炎などの流れを妨げないようにすることができる。また、このように特定の開閉部材Ｃ’よりも相対的に排出口Ｅから遠い位置に配置された開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出されたベントガスＶ及び／又は火炎Ｆが、開放された流通孔Ｈ’に向かって曲げられた開閉部材Ｃ’によって塞がれてモジュール収容部Ｓの内部に逆流入することを最小限に抑えることができる。

【0131】

また、上記実施構成によれば、ベントガスＶ’や火炎Ｆ’などが流通孔Ｈ’を介して排出されるとき、開閉部材Ｃ’の折り曲げられた形状により、より円滑に流動経路Ｐに排出され得る。すなわち、上記実施構成によれば、開閉部材Ｃ’を開放した際に、折り曲げられた端部は、流動経路Ｐの流れ方向とほぼ平行な形状に形成され得る。したがって、当該開閉部材Ｃ’に排出されたベントガスＶ’や火炎Ｆ’等は、図１４に示すように、流動経路Ｐの流れ方向に沿って円滑に排出されて流れていくことができる。

【0132】

図１５は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーパック２２を示す図である。

【0133】

図１５を参照すると、本実施形態によるバッテリーパック２２において、それぞれの開閉部材Ｃは、開閉部材Ｃの一部を回転させるように構成されたヒンジ部Ｇをさらに含み得る。ヒンジ部Ｇは、開閉部材Ｃの所定の部分、特に真中に設けられ得る。また、ヒンジ部Ｇは、流通孔Ｈを介して排出されるベントガス及び／又は火炎の流動を制限しないために、ヒンジ部Ｇの両側の角度が鈍角をなすように構成され得る。さらに、開閉部材Ｃは、ヒンジ部Ｇの両側の角度が最大１８０度であるように構成され得る。

【0134】

特に、ヒンジ部Ｇは、外部から特別な圧力が加わらない場合、両側の角度が１８０度であるように構成され得る。すなわち、開閉部材Ｃは、外部からの力がない場合や一定レベル以下の力が加わる状態では、平板状、換言すれば、ヒンジ部Ｇを中心とする角度が１８０度であるように構成され得る。このため、ヒンジ部Ｇは、バネ（スプリング）などの弾性体を備え得る。このような実施構成において、バッテリーモジュール１００の熱暴走現象が発生していない場合、開閉部材Ｃは、ヒンジ部Ｇによって回転されることなく、１８０度で閉鎖状態を維持することができる。

【0135】

図１５に示すように、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走現象が発生した場合に、特定の開閉部材Ｃ”、例えば、前後方向（Ｘ軸方向）において中央に位置する開閉部材は、自身が担当するモジュール収容部Ｓの内圧が上昇すると、モジュール収容部Ｓを開放することができる。このとき、開閉部材Ｃ”は、他のモジュール収容部Ｓから排出されたベントガスＶ及び／又は火炎Ｆによって折り曲げられ得る。例えば、図１５の実施形態において、開閉部材Ｃ”は、後方（－Ｘ軸方向）側から流動経路Ｐに排出されたベントガスＶ及び／又は火炎Ｆの加圧力によって、端部が流通孔Ｈ”方向に回転され得る。

【0136】

このような実施構成によれば、前記特定の開閉部材Ｃ”よりも相対的に排出口Ｅから遠い位置に配置された開閉部材Ｃの開放により、流動経路Ｐに排出されたベントガスＶ及び／又は火炎Ｆが他の開閉部材Ｃ”の外側面に衝突することを最小限に抑えるので、流動経路ＰにおけるベントガスＶ及び／又は火炎Ｆ等の移動をより円滑に行うことができる。また、この場合、流動経路Ｐに排出されたベントガスＶ及び／又は火炎Ｆの他のモジュール収容部Ｓの内部への逆流入を最小限に抑えることができる。

【0137】

一方、前記特定の開閉部材Ｃ”よりも相対的に排出口Ｅから遠い位置に配置された開閉部材Ｃにも、前記特定の開閉部材Ｃ”と同様に、ヒンジ部Ｇが、流通孔Ｈ方向に回転して設けられ得る。このとき、開閉部材Ｃは、排出口Ｅに近い位置に配置されるほど、端部が流通孔Ｈに向かって回転する角度が大きくなり得る。例えば、排出口Ｅから最も遠い位置に配置される開閉部材Ｃは、開閉部材Ｃの外側面から加わる加圧力が存在せず、流通孔Ｈに排出されるベントガスＶ及び／又は火炎Ｆによって内側面から加わる加圧力のみが存在するので、ヒンジ部Ｇは回転せず、１８０度に維持されてサイドフレーム２１０に接触することができる。一方、開閉部材Ｃ”は、排出口Ｅから近い位置に配置されるほど、後方側から排出されるガス等Ｆ，Ｖが流れるスペースを確保する必要があるため、端部が流通孔Ｈ”側により大きく回転するように構成され得る。例えば、ヒンジ部Ｇが弾性体を備える場合、排出口Ｅに近い位置に配置される開閉部材Ｃ”は、排出口Ｅから遠い位置に配置される開閉部材Ｃに比べて弾性率が低い弾性体を備え得る。

【0138】

本実施形態によるバッテリーパック２２によれば、複数のバッテリーモジュール１００で同時に熱暴走現象が発生した場合に、それぞれの開閉部材Ｃの開放により流動経路Ｐに排出された複数のベントガス及び／又は火炎の排出口Ｅ方向への流れが制限されることを防止し、複数のモジュール収容部Ｓの内部へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を確実に遮断することができる。図１６及び図１７は、本発明のさらに他の一実施形態によるバッテリーパック２４を示す図である。図１６は、バッテリーパック２４の分解斜視図であり、図１７は、上部カバー２３２が結合されたバッテリーパック２４を上から見た図である。

【0139】

図１６及び図１７を参照すると、前記バッテリーパック２４は、制限部材Ｒが隔壁Ｗの一側に結合されている上述の実施形態とは異なり、制限部材Ｒが上部カバー２３２に一体的に設けられ得る。

【0140】

すなわち、本実施形態による上部カバー２３２は、上部カバー２３２の少なくとも一面から下方に突出して開閉部材Ｃの開放角度を一定角度未満に制限する制限部材Ｒを含み得る。前記上部カバー２３２は、隔壁Ｗの上端に結合されており、サイドフレーム２１０と隔壁Ｗとを同時に覆い得るように四角板状に形成され得る。

【0141】

これにより、フロアフレーム２２０の上部に設けられる隔壁Ｗの構造物が構造的に簡素化されるため、製作工程が容易となり、コストの低減を図ることができる。また、上部カバー２３２をフロアフレーム２２０に組み付ける際に、制限部材Ｒが組み付け位置をガイドするため、組み付け性が向上するとともに、制限部材Ｒの一端が隔壁Ｗに支持されて上部カバー２３２の水平方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）への移動が阻止されるため、上部カバー２３２とフロアフレーム２２０との結合力も向上し得る。

【0142】

一方、上部カバー２３２に設けられる制限部材Ｒの高さは、隔壁Ｗまたはサイドフレーム２１０の高さ以下であり得る。本発明の一実施形態において、制限部材Ｒの高さが隔壁Ｗまたはサイドフレーム２１０の高さと同じである場合、上部カバー２３０がサイドフレーム２１０及び隔壁Ｗの上部にのみ結合される上述した実施形態とは異なり、上部カバー２３２が、制限部材Ｒによって、サイドフレーム２１０及び隔壁Ｗだけでなく、フロアフレーム２２０にも直接結合され得る。すなわち、制限部材Ｒは、開閉部材Ｃが結合される隔壁Ｗの一側に結合されると同時に、下端部がフロアフレーム２２０に接触して結合され得る。このような構成とすることにより、バッテリーパック２４に垂直方向の圧縮力が加えられたり、バッテリーパック２４が垂直方向に曲げられるなどの衝撃が加わったりした場合、別途、パック補強材を設けることなく、剛性及び安定性を確保することができる。

【0143】

これにより、本実施形態によるバッテリーパック２０は、複数のバッテリーモジュール１００の熱暴走時においても、ベントガス及び／又は火炎がパックハウジング２００内に残留することを防止し、パックハウジング２００の外部へのベントガス及び／又は火炎の排出をより確実にガイドするとともに、上部カバー２３２に設けられる制限部材Ｒが隔壁Ｗ及びフロアフレーム２２０に結合されることにより、バッテリーパック２４の結合安定性を確保することができる。

【0144】

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、開閉部材Ｃによりベントガス及び／又は火炎の迅速な排出が可能であるため、バッテリーモジュール１００の発火要因を抑制して、バッテリーパック１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４の構造的安定性を強化することができる。

【0145】

また、ベントガス及び／又は火炎がパックハウジング２００内に残留することを防止し、パックハウジング２００の外部へのベントガス及び／又は火炎の排出を、より確実にガイドすることができる。

【0146】

また、複数のバッテリーモジュール１００で同時に熱暴走現象が発生した場合に、それぞれの開閉部材Ｃを開放することによって、流動経路Ｐに排出された複数のベントガス及び／又は火炎の排出口Ｅ方向への流れが制限されることを防止し、複数のモジュール収容部Ｓの内部へのベントガス及び／又は火炎の逆流入を確実に遮断することができる。

【0147】

一方、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４は、前述の構成に加えて、バッテリーパック１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４の充放電を制御するための各種装置、例えば、バッテリー管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー及びヒューズなどをさらに備え得る。

【0148】

また、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４は、電気自動車などの自動車に適用され得る。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パック１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４を少なくとも１つ含み得る。

【0149】

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】

【0150】

１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４ バッテリーパック
１００ バッテリーモジュール
２００ パックハウジング
Ｓ モジュール収容部
Ｃ 開閉部材

【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】

【図16】

【図17】

【手続補正書】

【提出日】2024-03-04

【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】

バッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールを収容するモジュール収容部と、前記バッテリーモジュールの熱暴走によるベントガス及び又は火炎を前記モジュール収容部の外部に排出可能に構成された開閉部材と、を有するパックハウジングと、
を含む、バッテリーパック。

【請求項2】

前記パックハウジングは、
前記パックハウジングの側面を構成し、前記開閉部材と少なくとも部分的に対向して配置されたサイドフレームと、
前記モジュール収容部と前記サイドフレームとの間に設けられており、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記開閉部材の開放により形成された流通孔を介して前記モジュール収容部と連通するように構成された流動経路と、
前記サイドフレームに設けられており、前記流動経路と連通して前記ベントガス及び又は火炎を前記パックハウジングの外部に排出するように構成された排出口と、
を含む、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記開閉部材の端部は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記サイドフレームに当接するように構成されている、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記開閉部材は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記流通孔に対して鋭角に開くように構成されている、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記排出口は、前記サイドフレームにおいて、前記流動経路の内部を流れるベントガス又は火炎が１回以上折り曲げられた後の位置に構成されている、請求項２から４のいずれか一項に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記バッテリーモジュールは複数設けられており、前記モジュール収容部は複数設けられており、
前記バッテリーモジュールは、複数の前記モジュール収容部内にそれぞれ収容されており、
複数の前記モジュール収容部は、隔壁によって互いに密閉されるように構成されている、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記隔壁には、それぞれのモジュール収容部に対応するそれぞれの開閉部材が設けられている、請求項６に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記それぞれの開閉部材は、複数の前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記流通孔に対して鋭角に開くように構成されており、
前記それぞれの開閉部材のうちの少なくとも一部の開閉部材は、前記排出口に近づくにつれて、開放角度が小さくなるように構成されている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記排出口から最も遠い位置に配置された開閉部材の端部は、複数の前記バッテリーモジュールの熱暴走時に前記サイドフレームと当接するように構成されている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記それぞれの開閉部材のうちの少なくとも一部の開閉部材は、前記排出口に近づくにつれて、長さが短くなるように構成されている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記それぞれの開閉部材において、前記モジュール収容部の外向きの側面には、前記火炎を遮断するように構成された遮断部材が設けられている、請求項７に記載のバッテリーパック。

【請求項12】

前記流動経路において、前記サイドフレームのコーナーに位置する部分に設けられており、前記ベントガス及び又は火炎を前記排出口の方向にガイドするように構成されたガイド部材をさらに含む、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項13】

前記排出口に設けられており、前記火炎をフィルタリングし、前記ベントガスを通過させるように構成されたメッシュ部材をさらに含む、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項14】

請求項１に記載のバッテリーパックを少なくとも１つ含む、自動車。

【請求項15】

前記モジュール収容部は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時にベントガス及び又は火炎を前記モジュール収容部の外部に排出可能にする開口予定部を備え、
前記開閉部材は、前記モジュール収容部の前記開口予定部に開閉可能に設けられており、
前記開閉部材は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時以外は、前記モジュール収容部の前記開口予定部を閉じており、
前記開閉部材は、前記バッテリーモジュールの熱暴走時に、前記モジュール収容部の前記開口予定部を、流通孔として、開く、
請求項１に記載のバッテリーパック。

【国際調査報告】