特表 2024-534095 安全性が向上した電池パック

(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】2024-09-18

(54)【発明の名称】安全性が向上した電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20240910BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20240910BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240910BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20240910BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/251 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 10/627 20140101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401H

H01M50/204 401F

H01M50/291

H01M50/211

H01M10/647

H01M10/613

H01M10/658

H01M50/242

H01M50/293

H01M50/251

H01M10/627

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024510472

(86)(22)【出願日】2022-12-15

(85)【翻訳文提出日】2024-02-20

(86)【国際出願番号】 KR2022020487

(87)【国際公開番号】W WO2023128422

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】10-2021-0188506

(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】10-2022-0169562

(32)【優先日】2022-12-07

(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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100229448

【弁理士】

【氏名又は名称】中槇 利明

(72)【発明者】

【氏名】アン，ジョンギュ

(72)【発明者】

【氏名】ムン，ジョンオ

(72)【発明者】

【氏名】イ，ジェギ

(72)【発明者】

【氏名】キム，キユン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヒョンギュ

(72)【発明者】

【氏名】パク，ギドン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ソンジュ

(72)【発明者】

【氏名】ユン，ヨンウォン

【テーマコード（参考）】

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031KK02

5H040AA14

5H040AA28

5H040AA37

5H040AS01

5H040AT04

5H040AY04

5H040LL04

5H040LL06

(57)【要約】

本発明の一実施形態による電池パックは、複数の電池セルが積層され、それぞれの電池セルが上下方向に立てられた電池セル積層体を含むセルモジュールアセンブリー；互いに隣接した電池セルの間に配置され、上下方向に立てられた板形状の遮断部材；前記セルモジュールアセンブリーを収納するようになり、上面が開口された形状のパックケース；および前記セルモジュールアセンブリーの上に位置し、前記パックケースの上面を覆う消火タンクを含み、前記遮断部材は、上端に複数個の開口部を含み、前記遮断部材の内部は前記複数個の開口部に連結された空いた空間を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルが積層され、それぞれの電池セルが上下方向に立てられた電池セル積層体を含むセルモジュールアセンブリー；
互いに隣接した前記電池セルの間に配置され、上下方向に立てられた板形状の遮断部材；
前記セルモジュールアセンブリーを収納するようになり、上面が開口された形状のパックケース；および
前記セルモジュールアセンブリーの上に位置し、前記パックケースの上面を覆う消火タンクを含み、
前記遮断部材は、上端に複数個の開口部を含み、前記遮断部材の内部は前記複数個の開口部に連結された空いた空間を含む、電池パック。

【請求項2】

前記電池セルの熱的イベントの発生時、前記消火タンクから提供される消火剤が前記遮断部材の前記複数個の開口部を通じて前記遮断部材の内部の空いた空間に流入される、請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記遮断部材は、支持プレート、および前記支持プレートの両面に備えられる一対のスウェリングパッドを含む、請求項１に記載の電池パック。

【請求項4】

前記支持プレートは、前記複数個の開口部から前記支持プレートを一方向に貫通して形成される複数個の第１貫通孔を含み、
前記複数個の第１貫通孔の内部は前記遮断部材の内部の空いた空間である、請求項３に記載の電池パック。

【請求項5】

前記第１貫通孔は、前記支持プレートの上下方向に延び、前記複数個の第１貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列される、請求項４に記載の電池パック。

【請求項6】

前記複数個の第１貫通孔の内部に消火剤が滞留することができるように、
前記複数個の第１貫通孔の下端は前記支持プレートの下端で開口され、前記支持プレートの下端は前記パックケースの下部面に密着または接着されるように配置されるか、または
前記複数個の第１貫通孔の下端は閉鎖された形状である、請求項４に記載の電池パック。

【請求項7】

前記支持プレートは、複数個の第２貫通孔をさらに含み、
前記複数個の第１貫通孔と前記複数個の第２貫通孔とは互いに異なる方向に延びて交差し、
前記複数個の第１貫通孔と前記複数個の第２貫通孔の内部は前記遮断部材の内部の空いた空間である、請求項４に記載の電池パック。

【請求項8】

前記複数個の第２貫通孔の両端は、それぞれ閉鎖された形状である、請求項７に記載の電池パック。

【請求項9】

前記第１貫通孔は、前記支持プレートの上下方向に延び、前記複数個の第１貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列され、
前記第２貫通孔は、前記支持プレートの長さ方向に延び、前記複数個の第２貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列される、請求項７に記載の電池パック。

【請求項10】

前記支持プレートは、金属またはステンレススチール材質からなり、
前記スウェリングパッドは、シリコーンまたは軟性プラスチック材質からなる、請求項３に記載の電池パック。

【請求項11】

前記支持プレートは、前記支持プレートの長さ方向への断面を中心として左右対称に形成された一対の支持プレート部材が結合して形成される、請求項３に記載の電池パック。

【請求項12】

前記支持プレートは、一体に形成される、請求項３に記載の電池パック。

【請求項13】

前記消火剤は、液体状態の消火剤である、請求項１に記載の電池パック。

【請求項14】

前記消火タンクは：
消火剤を収容する内部空間；および
前記消火タンクのベース板の厚さが相対的に薄く形成された部分であって、前記電池セルの熱的イベントにより溶融して開口される複数個の脆弱部を含む、請求項１に記載の電池パック。

【請求項15】

前記脆弱部は、線形状であり、前記消火タンクの一縁と平行に配列され、それぞれの脆弱部は互いに平行に配列され、
前記脆弱部の長さ方向と前記電池セルの長さ方向とは互いに直交する、請求項１４に記載の電池パック。

【請求項16】

前記セルモジュールアセンブリーは：
前記電池セルの積層体の前面と後面に配置される一対のバスバーハウジング；および
前記電池セルの積層体の両側端に前記電池セルと平行に配置される一対のエンドプレートを含み、
前記一対のバスバーハウジングの間を前記一対のエンドプレートが連結する、請求項１に記載の電池パック。

【請求項17】

前記電池パックは、複数個で備えられて上下方向に積層が可能であり、
上下に積層された電池パックの間は互いに機械的連結および電気的連結で結合する、請求項１に記載の電池パック。

【請求項18】

請求項１に記載の電池パックを含むエネルギー貯蔵システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の参照）
本出願は、２０２１年１２月２７日付韓国特許出願第１０－２０２１－０１８８５０６号および２０２２年１２月７日付韓国特許出願第１０－２０２２－０１６９５６２号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
（技術分野）
本発明は、電池に関し、より詳しくは、熱的イベントが発生した場合にも安全性を確保することができるように構成された電池パックなどに関する。

【背景技術】

【0002】

現在商用化され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るが、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のため、脚光を浴びている。

【0003】

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。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を間に置いて配置された電極組立体と、電極組立体を電解液と共に密封収納する外装材、つまり、電池ケースとを備える。

【0004】

一般的にリチウム二次電池は、外装材の形状により、電極組立体が金属カンに内蔵されているカン型二次電池と、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され得る。

【0005】

このような二次電池は、携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、電気自動車や電力貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）のような中大型装置にも幅広く利用されており、その利用程度が急激に増大している。また、最近は電力を貯蔵するための用途として、住宅用電池パックを利用する傾向が増えている。

【0006】

このような家庭用電池パックをはじめとする多様な電池パックには、容量および／または出力増大のために、複数個の電池セル（二次電池）が含まれる。特に、電池パックのエネルギー密度を高めるために、複数個の電池セルは非常に狭い空間に密集した状態で配置される場合が多い。

【0007】

このような電池パックの構成において、代表的な重要な問題の一つは安全性である。特に、電池パックに含まれている複数個の電池セルのうち、いずれか一つの電池セルで熱的イベントが発生した場合、このようなイベントは他の電池セルに伝播（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）されることが抑制される必要がある。もし、電池セル間の熱的伝播が良好に抑制されない場合、これは電池パックに含まれている多くの電池セルの熱的イベントを起こすようになり、電池パックの発火や爆発など、より大きい問題を招くことがある。また、電池パックで発生した発火や爆発は、周辺の人命や財産上の大きな被害をもたらすことがある。特に、住宅用電池パックの場合、発火や爆発が発生すると、住宅に居住する人の安全を害することがあり、住宅の火災へ拡散されてより大きな被害を発生させることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明は、前記のような問題点を解決するために創案されたものであって、電池パック内部で発生した熱的イベントの発生時、セル間転移を抑制することができるように構造が改善された電池パックなどを提供することを目的とする。

【0009】

ただし、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に限定されず、言及されていない他の課題は、以下に記載された発明の説明から当業者に明確に理解され得る。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記のような目的を達成するための本発明の一側面による電池パックは、多数の電池セル；隣接する電池セルの間に介されて熱を遮断させるように構成された遮断部材；内部空間に前記多数の電池セルと前記遮断部材を収納するパックケース；および消火剤を保有し、前記セルアセンブリーの上部に配置された消火タンクを含む。

【0011】

ここで、前記遮断部材は、金属プレートの間に断熱材が介された形態で構成され得る。

【0012】

前記金属プレートは、アルミニウム材質であり得る。

【0013】

前記断熱材は、マイカシート（Ｍｉｃａ ｓｈｅｅｔ）または圧縮紙（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｐａｐｅｒ）であり得る。

【0014】

前記消火タンクは、前記セルアセンブリーから熱が印可される場合、前記セルアセンブリー側に消火剤を排出するように構成され得る。

【0015】

前記遮断部材は、前記消火タンクから排出された消火剤が流入可能に構成され得る。

【0016】

また、本発明の他の側面によるエネルギー貯蔵システムは、本発明による電池パックを含む。

【0017】

本発明の一実施形態による電池パックは、複数の電池セルが積層され、それぞれの電池セルが上下方向に立てられた電池セル積層体を含むセルモジュールアセンブリー；互いに隣接した電池セルの間に配置され、上下方向に立てられた板形状の遮断部材；前記セルモジュールアセンブリーを収納するようになり、上面が開口された形状のパックケース；および前記セルモジュールアセンブリーの上に位置し、前記パックケースの上面を覆う消火タンクを含み、前記遮断部材は、上端に複数個の開口部を含み、前記遮断部材の内部は前記複数個の開口部に連結された空いた空間を含むことができる。

【0018】

前記電池セルの熱的イベントの発生時、前記消火タンクから提供される消火剤が前記遮断部材の前記複数個の開口部を通じて前記遮断部材の内部の空いた空間に流入され得る。

【0019】

前記遮断部材は、支持プレート、および前記支持プレートの両面に備えられる一対のスウェリングパッドを含むことができる。

【0020】

前記支持プレートは、前記複数個の開口部から前記支持プレートを一方向に貫通して形成される複数個の第１貫通孔を含み、前記複数個の第１貫通孔の内部は前記遮断部材の内部の空いた空間であり得る。

【0021】

前記第１貫通孔は、前記支持プレートの上下方向に延び、前記複数個の第１貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列され得る。

【0022】

前記複数個の第１貫通孔の内部に消火剤が滞留することができるように、前記複数個の第１貫通孔の下端は前記支持プレートの下端で開口され、前記支持プレートの下端は前記パックケースの下部面に密着または接着されるように配置されるか、または前記複数個の第１貫通孔の下端は閉鎖された形状であり得る。

【0023】

前記支持プレートは、複数個の第２貫通孔をさらに含み、前記複数個の第１貫通孔と前記複数個の第２貫通孔とは互いに異なる方向に延びて交差し、前記複数個の第１貫通孔と前記複数個の第２貫通孔の内部は前記遮断部材の内部の空いた空間であり得る。

【0024】

前記複数個の第２貫通孔の両端は、それぞれ閉鎖された形状であり得る。

【0025】

前記第１貫通孔は、前記支持プレートの上下方向に延び、前記複数個の第１貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列され、前記第２貫通孔は、前記支持プレートの長さ方向に延び、前記複数個の第２貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列され得る。

【0026】

前記支持プレートは、金属またはステンレススチール材質からなり、前記スウェリングパッドは、シリコーンまたは軟性プラスチック材質からなることができる。

【0027】

前記支持プレートは、前記支持プレートの長さ方向への断面を中心として左右対称に形成された一対の支持プレート部材が結合して形成され得る。

【0028】

前記支持プレートは、一体に形成され得る。

【0029】

前記消火剤は、液体状態の消火剤であり得る。

【0030】

前記消火タンクは、消火剤を収容する内部空間；および前記消火タンクのベース板の厚さが相対的に薄く形成された部分であって、前記電池セルの熱的イベントにより溶融して開口される複数個の脆弱部を含むことができる。

【0031】

前記脆弱部は、線形状であり、前記消火タンクの一縁と平行に配列され、それぞれの脆弱部は互いに平行に配列され、前記脆弱部の長さ方向と前記電池セルの長さ方向とは互いに直交することができる。

【0032】

前記セルモジュールアセンブリーは、前記電池セルの積層体の前面と後面に配置される一対のバスバーハウジング；および前記電池セルの積層体の両側端に前記電池セルと平行に配置される一対のエンドプレートを含み、前記一対のバスバーハウジングの間を前記一対のエンドプレートが連結することができる。

【0033】

前記電池パックは、複数個で備えられて上下方向に積層が可能であり、上下に積層された電池パックの間は互いに機械的連結および電気的連結で結合することができる。

【0034】

前記のような目的を達成するための本発明の他の側面によるエネルギー貯蔵装置は、本発明による前述の電池パックを一つ以上含む。

【発明の効果】

【0035】

本発明の一側面によれば、安全性が向上した電池パックを提供することができる。

【0036】

特に、本発明の一実施形態によれば、電池パック内部で熱的イベントが発生する場合、消火タンクから供給される消火剤（消火液）が、遮断部材の上端の開口部を通じて遮断部材の内部の空いた空間内に流入され、遮断部材の内部の空間に滞留するようになることによって、セル間に熱的イベントが伝播されることを効果的に抑制することができる。

【0037】

また、電池パックに含まれている複数個の電池セルのうち、一部の電池セルで熱暴走や発火などの問題が発生した場合、このような問題が他の電池パックに伝播されることを効果的に防止することができる。

【0038】

また、本発明の一側面によれば、簡単な構造を有しながらも、熱的安全性が強化された電池パックを提供することができる。

【0039】

特に、本発明の一実施構成によれば、消火剤を投入するための新たな部品の追加が不要であるため、製造性と経済性に優れた電池パックを提供することができる。

【0040】

また、本発明の一側面によれば、特別な防水防塵構造に対する設計などが不要となる。

【0041】

そして、本発明の一側面によれば、同じ種類の電池パックを複数個積層することによって、多様な電圧および／または蓄電容量の製品を提供することができる。

【0042】

その他にも本発明の多様な実施形態により、様々な他の追加的な効果が達成され得る。このような本発明の多様な効果については各実施形態で詳細に説明するか、当業者が容易に理解することができる効果についてはその説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

【0043】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の好適な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共に本発明の技術思想を一層理解させる役割を果たすものであるため、本発明はその図面に記載された事項にのみ限定して解釈されてはならない。

【図1】本発明の一実施形態による電池パックの構成を概略的に示す分離斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態による電池パックの一部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電池パックの断面図である。

【図4】本発明の他の実施形態による電池パックの構成を概略的に示す分離斜視図である。

【図5】図４の電池パックに含まれている消火タンクの構成を示す断面図である。

【図6】図４の電池パックに含まれている消火タンクの構成を示す上面図である。

【図7】図４の電池パックに含まれているセルモジュールアセンブリーの構成を示す斜視図である。

【図8】図４の電池パックに含まれているセルモジュールアセンブリーの構成を示す上面図である。

【図9】本発明の他の実施形態による電池パックの断面図である。

【図10】本発明の他の実施形態による電池パックの断面図である。

【図11】本発明のまた他の実施形態による電池パックの構成を概略的に示す分解斜視図である。

【図12】図１１の電池パックに含まれるセルモジュールアセンブリーの斜視図である。

【図13】図１１の電池パックに含まれる遮断部材の斜視図である。

【図14】図１３の遮断部材の分解斜視図である。

【図15】図１３の遮断部材の上面図である。

【図16】図１３の遮断部材の他の実施形態であって、図１３の遮断部材の変形例を示す。

【図17】図１３の遮断部材の他の実施形態であって、図１３の遮断部材の変形例を示す。

【図18】図１１の電池パックに含まれるパックケースの斜視図である。

【図19】図１８のセルモジュールアセンブリーをパックケースに収納する場合を説明する図面である。

【図20】図１８のセルモジュールアセンブリーをパックケースに収納する場合を説明する図面である。

【図21】図１１の電池パックに含まれる消火タンクの斜視図である。

【図22】図２１の消火タンクの斜視断面図である。

【図23】消火タンクの下部タンクを上方から眺めた上部断面図である。

【図24】図１１乃至図２３を参照して前述の電池パックの各構成要素を全て結合した電池パックの斜視図である。

【図25】図１乃至図２４の電池パックを概略的に示す斜視図である。

【図26】図２５に示されたパックケースが互いに異なる個数で積層された実施形態を示す図面である。

【図27】図２５に示されたパックケースが互いに異なる個数で積層された実施形態を示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

以下、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書および請求の範囲に使用された用語や単語は、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、発明者は自身の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することができるという原則に基づいて本発明の技術的な思想に符合する意味と概念に解釈されなければならない。

【0045】

したがって、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の最も好適な一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想を全て代弁するのではないため、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

【0046】

本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。

【0047】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ずしも図示されたものに限定されるのではない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

【0048】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。

【0049】

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0050】

また、明細書全体において、「平面上」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面上」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。

【0051】

図１は本発明の一実施形態による電池パックの構成を概略的に示す分解斜視図である。図２は本発明の一実施形態による電池パックの一部の構成を概略的に示す斜視図であり、図３は本発明の一実施形態による電池パックの断面図である。例えば、図３は図１の電池パックが結合された状態でＡ１－Ａ１’線による断面構成の一例を示しているといえる。

【0052】

図１乃至図３を参照すれば、本発明による電池パックは、電池セル、遮断部材２００、パックケース３００および消火タンク４００を含むことができる。

【0053】

前記電池セル１１０は、二次電池を意味し得る。二次電池は、電極組立体、電解質および電池ケースを備えることができる。特に、電池セル１１０は、パウチ型二次電池であり得る。ただし、二次電池の他の形態、例えば円筒型電池や角型電池も本発明の電池セル１１０として採用され得る。本発明による電池パックには、複数個の電池セル１１０が含まれ得る。このような複数個の電池セル１１０は、少なくとも一方向に互いに積層され得る。この時、複数個の電池セル１１０は、上下方向に立てられた形態で、水平方向に並んで配列され得る。

【0054】

複数個の二次電池は、互いに積層された形態で、つまり、電池セル積層体でセルモジュールアセンブリー１００を形成することができる。例えば、複数個の電池セル１１０は、それぞれ上下方向（図面のＺ軸方向）に立てられた状態で水平方向（図面のＸ軸方向）に配列された形態で積層され得る。それぞれの電池セル１１０は、電極リードを備えることができるが、このような電極リードは、各電池セル１１０の両端部に位置したり一端部に位置することができる。電極リードが両方向に突出した二次電池は両方向セルといい、電極リードが一方向に突出した二次電池は単方向セルといえる。図１には、両方向セルが図示されている。ただし、本発明はこのような二次電池の具体的な種類や形態により限定されず、本発明の出願時点に公知となっている多様な形態の二次電池が本発明のセルモジュールアセンブリー１００に採用され得る。

【0055】

前記遮断部材２００は、隣接する電池セル１１０の間に介されて熱を遮断させるように構成され得る。例えば、多数の電池セル１１０が積層された状態で、一部の電池セル１１０で熱的イベントが発生して熱や高温のベンティングガスが生成された場合、生成された熱やガスは、遮断部材２００により隣接する電池セル１１０に転移されることが抑制乃至遮断され得る。また、前記遮断部材２００は、特定の電池セル１１０で噴出した火炎やスパークなどを遮断させる役割を果たすことができる。

【0056】

前記遮断部材２００は、ほぼ板状、特に立てられたプレート形態で構成され得る。また、遮断部材２００は、それぞれ立てられた形態で水平方向に配置された電池セル１１０の高さと類似するかまたはそれより高い高さを有するように構成され得る。前記遮断部材２００は、電池セル１１０の個数により多数含まれ得る。そして、遮断部材２００は、電池セル１１０と共に積層された形態で、セルモジュールアセンブリー（Ｃｅｌｌ Ｍｏｄｕｌｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＣＭＡ）を構成することができる。

【0057】

本発明のこのような実施構成によれば、多数の電池セル１１０が含まれている電池パックで、遮断部材２００によりセル間の熱暴走伝播などが効果的に防止され得る。

【0058】

前記パックケース３００は、内部空間に多数の電池セル１１０と遮断部材２００を収納するように構成され得る。つまり、パックケース３００は、内部に空いた空間が形成されて、電池セル１１０と遮断部材２００の積層体であるセルモジュールアセンブリーを収納することができる。前記パックケース３００は、上端が開放されたボックス形態で構成され得るが、他の多様な形態でも構成され得る。また、パックケース３００は、上端開放部に結合される上部カバーをさらに備えることができる。ボックス形態のパックケース３００は、一体に成形されたものであってもよく、少なくとも一面を隣接した面と結合する方式で製作されたものであってもよい。

【0059】

前記消火タンク４００は、消火剤を保有することができる。特に、消火タンク４００は、内部空間を備えて、その内部空間に消火剤を保有することができる。例えば、消火タンク４００は、図１に示されているように、タンク本体（Ｃｏｏｌａｎｔ ｔａｎｋ（クーラントタンク））として下部タンクと、タンクカバー（Ｃｏｏｌａｎｔ ｔａｎｋ ｃｏｖｅｒ（クーラントタンクカバー））として上部カバーを備えることができる。ここで、タンク本体は、上部が開放されたボックス形態で構成され、消火剤を保有することができる空間を提供することができる。そして、タンクカバーは、タンク本体の上部開放部を覆い、タンク本体の消火剤保有空間を密閉させるように構成され得る。

【0060】

前記消火タンク４００は、パックケース３００の内部に収納され得る。特に、前記消火タンク４００は、パックケース３００の内部空間においてセルモジュールアセンブリーの上部側に配置され得る。

【0061】

本発明のこのような実施構成によれば、セルモジュールアセンブリーの上部側に位置した消火タンク４００から消火剤が排出されることによって、セルモジュールアセンブリーの熱的イベントがより容易に制御され得る。特に、消火タンク４００から排出された消火剤は、重力により下部方向に容易に移動することができる。したがって、消火剤によるセルモジュールアセンブリーの熱や火災鎮圧がより容易に行われ得る。

【0062】

特に、前記セルモジュールアセンブリーが、図１に示されているように、水平方向、つまり、左右方向に並んで配置された複数個の電池セル１１０を備える場合、上部に位置した消火タンク４００から消火剤が排出されると、電池セル１１０全体に消火剤が容易に供給され得る。したがって、このような実施構成によれば、セルモジュールアセンブリー全体に対する熱的イベントの鎮圧がより効果的に行われ得る。

【0063】

前記遮断部材２００は、図３に示されているように、金属プレートの間に断熱材が介された形態で構成され得る。

【0064】

ここで、前記金属プレートは、アルミニウム材質からなることができる。つまり、金属プレートは、アルミニウムプレートであり得る。

【0065】

また、前記断熱材は、マイカシート（Ｍｉｃａ ｓｈｅｅｔ）または圧縮紙（板）（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｐａｐｅｒ（Ｐｌａｔｅ））であり得る。

【0066】

このような実施構成によれば、遮断部材２００により、熱拡散（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｐｒｅａｄ）と冷却の役割が行われ、セル間の熱／火炎の遮断効果がより向上することができる。

【0067】

また、前記消火タンク４００は、前記セルアセンブリーから熱が印可される場合、前記セルアセンブリー側に消火剤を排出するように構成され得る。特に、前記消火タンク４００は、前記セルアセンブリーから印可された熱により少なくとも一部分が溶融されるように構成され得る。また、前記消火タンク４００は、前記電池セル１１０から噴出されたベンティングガスまたは前記電池セル１１０の温度により溶融されるように構成され得る。

【0068】

また、前記消火タンク４００は、液体状態の消火剤を保有することができる。例えば、前記消火タンク４００は、水、塩水、冷却水、絶縁油などを消火剤として保有することができる。

【0069】

また、前記消火タンク４００は、ベース板の厚さが位置別に差を有するように構成され得る。また、前記消火タンク４００は、相対的に薄い厚さを有する脆弱部が互いに水平方向に積層されたセル間の中央部分に位置することができる。

【0070】

図４は、本発明の他の実施形態による電池パックの構成を概略的に示す分解斜視図である。図５は図４の電池パックに含まれている消火タンクの構成を示す断面図であり、図６は図４の電池パックに含まれている消火タンクの構成を示す上面図である。また、図７および図８は、図４の電池パックに含まれているセルモジュールアセンブリーの構成を示す斜視図および上面図である。また、図９および図１０は、本発明の他の実施形態による電池パックの断面図である。

【0071】

図４乃至図１０を参照すれば、電池セル１１０と遮断部材２００を備えるセルモジュールアセンブリーの上部に消火タンク４００が配置され得る。特に、遮断部材２００は、図８に示されているように、絶縁パッドとスウェリングパッドを備えることができる。

【0072】

また、図９に示されているように、上部消火タンク４００と電池セル１１０とは直交するように位置することができる。したがって、電池セル１１０のどの部分でベンティングガスやスパークなどイベントが発生しても、簡単に消火剤（例：クーラント）が投入され得る。

【0073】

また、前記遮断部材２００は、消火タンク４００から排出された消火剤が流入可能に構成され得る。例えば、消火タンク４００から水が排出された場合、排出された水は、遮断部材２００の内部に流入されるように構成され得る。この時、遮断部材２００は、内部に消火液を投入することができる空間を保有するか、または消火液を吸収することができる物質を備えることができる。また、遮断部材２００は、消火液が流入され得る多様な形態で構成され得る。

【0074】

例えば、図１０に示されているように、遮断部材２００は、イベントの発生時、上部の消火剤（例：クーラント）が絶縁パッドの空隙に満たされ、断熱性能が最大化されるように構成され得る。

【0075】

本発明のこのような実施構成によれば、遮断部材２００によるセル間の熱／火炎の伝播防止効果がより増大することができる。

【0076】

図１１は本発明のまた他の実施形態による電池パックの構成を概略的に示す分解斜視図である。

【0077】

図１１を参照すれば、電池パックは、セルモジュールアセンブリー１００、遮断部材２００、パックケース３００、消火タンク４００、外部カバー５００、および電気的連結ユニット６００を含む。

【0078】

図１１でもセルモジュールアセンブリー１００は、複数個の電池セル１１０がそれぞれ上下方向（例えば、図面のＺ軸方向）に立てられた状態で水平方向（例えば、図面のＸ軸方向）に沿って配列された形態で積層され得る。この時、電池セル１１０の長さ方向は、例えば、図面のＹ軸方向である。

【0079】

図１２は図１１の電池パックに含まれるセルモジュールアセンブリー（Ｃｅｌｌ Ｍｏｄｕｌｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１００の斜視図である。

【0080】

参考までに、セルモジュールアセンブリー１００に含まれる構成要素をより明確に示すために、図１２では複数個の電池セル１１０を除いた残りの構成要素を示す。複数個の電池セル１１０は、通常のパウチ型電池セルまたは角型電池セルであり得る。

【0081】

図１２を参照すれば、複数個の電池セル１１０積層体の前面と後面には、一対のバスバーハウジング１３０が配置される。バスバーハウジング１３０のそれぞれは電池セル１１０の長さ方向と直交する方向（例えば、図面のＸ軸方向）に配置される。

【0082】

複数個の電池セル１１０の積層体の最も両側端には一対のエンドプレート１２０がそれぞれ備えられる。エンドプレート１２０は電池セル１１０と平行に並んで配置される。一対のバスバーハウジング１３０の間を一対のエンドプレート１２０がそれぞれ連結される。

【0083】

一対のエンドプレート１２０の間の上部側および下部側のそれぞれには一対のエンドプレート１２０の間を連結する少なくとも一つのストラップ１４０を含むことができる。ストラップ１４０はセルモジュールアセンブリー１００の結束を強化する。より具体的には、一対のエンドプレート１２０およびその間に配置された複数個の電池セル１１０積層体の結束を強化する。これにより、複数個の電池セル１１０積層体の整列がずれることを防止することができる。

【0084】

その他にセルモジュールアセンブリー１００に関する説明は図１で説明したものと重複するため、図１と関連して前述したものを参照する。

【0085】

一方、図１１に示されているように、複数個の電池セル１１０は所定の個数でグループ化して収納され得る。また、図１１乃至図１７に示されているように、複数個（所定の個数）の電池セル１１０のグループと隣接した複数個（所定の個数）の電池セル１１０のグループとの間には遮断部材２００を備える。

【0086】

図１３は図１１の電池パックに含まれる遮断部材２００の斜視図である。図１４は図１３の遮断部材２００の分解斜視図である。図１５は図１３の遮断部材２００の上面図である。図１６および図１７は、それぞれ図１３の遮断部材２００の変形例の断面図を示す。断面図は図１５のＡ３－Ａ３’線に沿った断面図である。

【0087】

遮断部材２００は、隣接する電池セル１１０の間に介されて熱を遮断させるように構成され得る。例えば、一部の電池セル１１０で熱的イベントが発生して、熱や高温のベンティングガスが生成された場合、生成された熱やガスは、遮断部材２００により隣接する電池セル１１０に転移されることが抑制乃至遮断され得る。また、遮断部材２００は、特定の電池セル１１０で噴出された火炎やスパークなどを遮断させる役割を果たすことができる。

【0088】

遮断部材２００は、ほぼ板状の形状を有する。遮断部材２００は上下方向に立てられたプレート形態で構成され得る。また、遮断部材２００は、同様に上下方向に立てられた電池セル１１０の高さと同一または類似の高さを有することができる。遮断部材２００の高さは、電池セル１１０の高さよりも低くてもよく、高くてもよい。

【0089】

遮断部材２００は、電池セルの個数により複数個で含まれ得る。そして、前述のように、遮断部材２００は、電池セル１１０と共に積層された形態で、セルモジュールアセンブリー１００を構成することができる。

【0090】

本発明のこのような実施構成によれば、複数個の電池セル１１０が含まれている電池パックで、遮断部材２００によりセル間の熱暴走伝播などが効果的に防止され得る。

【0091】

また、遮断部材２００は、大きく３重構造からなることができる。例えば、支持プレート２１０の両面にそれぞれ一対のスウェリングパッド２２０を備える。支持プレート２１０は遮断部材２００の形態および剛性を維持するようにし、電池セル１１０間の電池セル１１０で噴出された火炎やスパークなどを遮断する。支持プレート２１０は、例えば金属またはステンレススチール材質からなることができる。スウェリングパッド２２０は、電池セル１１０の膨張時に支持プレート２１０により電池セル１１０に加えられる圧力を減少させる。スウェリングパッド２２０は、例えばシリコーン材質や軟性プラスチック材質からなることができる。

【0092】

スウェリングパッド２２０の長さは、支持プレート２１０の長さよりも小さくてもよく、同一であってもよい。ここで長さは、例えば図面のＹ軸方向を意味する。

【0093】

一方、本発明による遮断部材２００は、上端に複数個の開口部２３１を含む。また、遮断部材２００の内部には前記複数個の開口部２３１と連結された空いた空間を含む。セルモジュールアセンブリー１００の上部に位置した消火タンク４００からセルモジュールアセンブリー１００に消火剤（消火液）が投入される時に、複数個の開口部２３１を通じて遮断部材２００の内部の空いた空間に消火剤（消火液）が入るようになる。つまり、遮断部材２００の内部の空いた空間内に消火剤（消火液）が滞留することによって、熱的イベントが発生した電池セル１１０をより効果的に冷却および消火させることができるようにする。

【0094】

また、遮断部材２００は、一方向に配列された複数個の貫通孔２３０を含む。

【0095】

図１３乃至図１７による実施形態では、支持プレート２１０には図１４および図１５で詳しく示されているように、支持プレート２１０を上下方向、つまり、高さ方向（例えば、図面のＺ軸方向）に貫通して形成される複数個の貫通孔２３０を含み、複数個の貫通孔２３０は、支持プレート２１０の長さ方向（例えば、図面のＹ軸方向）に沿って配列される。つまり、複数個の貫通孔２３０の最上端は複数個の開口部２３１となる。複数個の貫通孔２３０の内部は遮断部材２００の内部の空いた空間となる。

【0096】

セルモジュールアセンブリー１００の上部に位置した消火タンク４００からセルモジュールアセンブリー１００に消火剤（消火液）が投入される時に、複数個の貫通孔２３０内にも消火剤（消火液）が入るようになる。つまり、複数個の貫通孔２３０内に消火剤（消火液）が滞留することによって、熱的イベントが発生した電池セル１１０をより効果的に冷却および消火させることができるようにする。

【0097】

図１４に示されているように、複数個の貫通孔２３０は支持プレート２１０の上面および下面の両側に全て開口された形態であってもよい。または、図１６に示されているように、複数個の貫通孔２３０は上面のみが開口され、消火剤（消火液）が貫通孔２３０内により長く滞留することができるように下面は閉鎖された形状であってもよい。電池パックの組立時に、前者の場合に遮断部材２００の支持プレート２１０がパックケース３００の内側下部面に密着または接着されるように配置すれば、後者の場合のように消火剤（消火液）が貫通孔２３０内に長く滞留することができるようにすることができる。

【0098】

一方、遮断部材２００の製作時、図１４の左側図面に示されているように、支持プレート２１０は一対の支持プレート部材２１０－１、２１０－２を結合する方式で製作されることもできる。この時、一対の支持プレート部材２１０－１、２１０－２は、前記支持プレート２１０の長さ方向への断面を中心として左右対称に形成された一対の支持プレート部材２１０－１、２１０－２が結合する。または、支持プレート２１０を図１４の右側図面に示されているように、最初から一体に成形して製作することもできる。

【0099】

図１４の左側図面に示されているように、一対の支持プレート部材２１０－１、２１０－２を製作して結合する場合に、複数個の貫通孔２３０の成形が容易になり得る。一対の支持プレート部材２１０－１、２１０－２の結合をより堅固にすることができるように、支持プレート締結部材２１１をさらに含むことができる。支持プレート締結部材２１１は雌型の支持プレート締結部材２１１ａおよび雄型の支持プレート締結部材２１１ｂを含むことができる。しかし、本発明は、図示されたものに限定されず、一対の支持プレート部材２１０－１、２１０－２を結合可能な形状であれば十分である。

【0100】

図１７は複数個の貫通孔２３０が一方向のみに形成されたのではなく、二方向にそれぞれ形成されて交差する場合を示す。

【0101】

例えば、図１７の一実施形態としては、第１方向に延びた複数個の第１貫通孔２３０ａと第２方向に延びた複数個の第２貫通孔２３０ｂとが直交して交差する場合を示す。複数個の第１貫通孔２３０ａは、支持プレート２１０の第１方向（上下方向、つまり、高さ方向（例えば、図面のＺ軸方向））に形成される。複数個の第２貫通孔２３０ｂは、支持プレート２１０の第２方向（長さ方向（例えば、図面のＹ軸方向））に形成される。電池セル１１０の熱的イベントの発生時に、消火タンク４００から投入された消火剤（消火液）が支持プレート２１０の複数個の第１貫通孔２３０ａ内に流入され、引き続きこれと交差する複数個の第２貫通孔２３０ｂにも流入される。

【0102】

複数個の第２貫通孔２３０ｂは、支持プレート２１０の両側面までは貫通していなくてもよい。つまり、複数個の第２貫通孔２３０ｂの両端は支持プレート２１０の両側面から所定距離離隔して形成され、複数個の第２貫通孔２３０ｂの両端は閉鎖されていてもよい。これにより、複数個の第２貫通孔２３０ｂ内に流入された消火剤（消火液）が支持プレート２１０の両側面に抜け出ずに、貫通孔２３０内に滞留することができる。または、複数個の第２貫通孔２３０ｂが支持プレート２１０の両側面まで貫通する場合もあり得る。複数個の第２貫通孔２３０ｂ内に流入された消火剤（消火液）が支持プレート２１０の両側面に抜け出ないように、支持プレート２１０の両側面を図１２に示されたバスバーハウジング１３０に密着または接着されるように組み立てることもできる。

【0103】

図１７を変形して、例えば第１方向に延びた複数個の第１貫通孔２３０ａと第２方向に延びた複数個の第２貫通孔２３０ｂとが直交して交差し、複数個の第１貫通孔２３０ａと複数個の第２貫通孔２３０ｂのそれぞれが支持プレート２１０の斜線方向（例えば、遮断部材４００の上端を基準として４５度傾いた角度）に延びた場合として具現することもできる。

【0104】

一方、本発明は、図示されたものに限定されず、例えば、複数個の貫通孔２３０が三方向にそれぞれ形成されて交差する場合など、多様な変形、変更が可能である。

【0105】

整理すれば、本発明による遮断部材２００は、共通的に遮断部材２００の上端に開口部を有する。電池セル１１０の熱的イベントの発生時に、セルモジュールアセンブリー１００の上に位置した消火タンク４００内の消火剤（消火液）が、遮断部材２００の最上端に位置した開口部を通じて複数個の貫通孔２３０内に流入されて、支持プレート２１０の内部空間に一層長く滞留することができるようになる。これにより、消火剤（消火液）が電池セル１１０の間に一層長く滞留することができ、電池セル１１０をより効果的に冷却または消火することができるようにする。

【0106】

図１８は図１１の電池パックに含まれるパックケース３００の斜視図である。図１９は図１８のセルモジュールアセンブリー１００をパックケース３００に収納する場合を説明する図面である。

【0107】

図１８を参照すれば、パックケース３００は、ボックス形態で構成され得る。ボックス形態のパックケース３００は、一体に成形されたものであってもよく、少なくとも一面を隣接した面と結合する方式で製作されたものであってもよい。

【0108】

パックケース３００は、少なくとも一つのベンティング口３２０を含む。ベンティング口３２０にはフィルターが装着される。

【0109】

パックケース３００の内部に収納された電池セル１１０で熱的イベントが発生した場合、当該電池セル１１０で発生するベンティングガスをベンティング口３２０を通じて排出することができる。ベンティング口３２０で排出されたベンティングガスはパックケース３００と外部カバー５００（図１１参照）との間の空間を過ぎて、外部カバー５００の外部に排出され得る。

【0110】

一方、図１９および図２０に示されているように、図１２に示されたセルモジュールアセンブリー１００を補助ケース３１０の内部空間に収納した後、パックケース３００に装着することもできる。セルモジュールアセンブリー１００を補助ケース３１０の内部空間に一次的に収納した後、最終的にパックケース３００に収納することによって、セルモジュールアセンブリー１００の剛性を補完し、セルモジュールアセンブリー１００での複数個の電池セル１１０積層体の整列がずれることを防止することができる。補助ケース３１０は、例えば金属またはステンレススチールなどからなることができる。

【0111】

図２１は図１１の電池パックに含まれる消火タンク４００の斜視図である。図２２は図２１の消火タンク４００の斜視断面図であり、図１１のＡ２－Ａ２’線に沿った断面を示す。図２３は消火タンク４００の下部タンク４１０を上方から眺めた上部断面図である。

【0112】

消火タンク４００は図１で前述したように、下部タンク４１０と上部カバー４２０を含む。下部タンク４１０と上部カバー４２０は、別途に製作されて密封結合されたものであってもよく、一体形で製作されてもよい。上部カバー４２０には消火剤を注入することができる注入口４３０を追加的に含むことができる。注入口４３０をキャップで閉じて消火タンク４００を密封することができる。

【0113】

下部タンク４１０のベース板４１１において厚さが薄く形成された部分は脆弱部４１１ａとして機能することができる。つまり、セルモジュールアセンブリー１００の電池セル１１０で熱的イベントが発生した場合、このような相対的に厚さが薄い脆弱部４１１ａが先に破損され得る。脆弱部４１１ａが破損されてベース板４１１に開口が形成されると、消火タンク４００内部に保有された消火剤が当該脆弱部４１１ａを通じてセルモジュールアセンブリー１００側に排出され得る。

【0114】

脆弱部４１１ａは、複数個で備えられ得る。脆弱部４１１ａは例えば、幅は狭く、長さは長い形状であり得る。つまり、線形状であり、消火タンク４００の一縁と平行に配列された直線形状であってもよく、それぞれの脆弱部４１１ａは互いに平行に配列され得る。

【0115】

一方、本実施形態によれば、電池セル１１０の長さ方向（例えば、図面のY軸方向）と脆弱部４１１ａの長さ方向（例えば、図面のＸ軸方向）とは互いに直交することができる。つまり、複数個の脆弱部４１１ａが当該電池セル１１０の長さ方向と交差して配置される。これにより、熱的イベントが発生した電池セル１１０の長さ方向に沿って、当該電池セル１１０全体にかけて複数個の開口された脆弱部４１１ａを通じて一斉に消火剤を供給することができ、より効率的かつ迅速に熱的イベントが発生した電池セル１１０を消火させることができる。

【0116】

また、図２２を参照すれば、下部タンク４１０のベース板４１１は段差を有する。より具体的には、ベース板４１１は大きく次のように区分される。脆弱部４１１ａが位置した部分Ａ７、パックケース１００のストラップ１４０と当接した部分Ａ８、電気的連結ユニット６００側に位置した部分Ａ９からなる。このうち、脆弱部４１１ａが位置した部分Ａ７のベース板４１１の高さが最も低い。

【0117】

下部タンク４１０の脆弱部４１１ａができる限り電池セル１１０に最も隣接して配置されるようにすることによって、一部の電池セル１１０に過熱や発火状況が発生した時、迅速な初期鎮圧を通じて、隣接したバッテリーセル１００への熱または火炎の伝達による２次爆発などの危険状況の発生をより効果的に未然に防止することができるようにする。

【0118】

追加説明すれば、セルモジュールアセンブリー１００に関する図１２に示されているように、ストラップ１４０が位置した部分や、バスバーハウジング１３０が位置した部分などにより、セルモジュールアセンブリー１００の高さが一定ではない。これと関係なく消火タンク４００の下部タンク４１０のベース板４１１の高さが全体的に一定であれば、相対的に消火タンク４００のベース板４１１とセルモジュールアセンブリー１００の上部面との間に空いた空間が生じるようになる。そのような場合、温度が上昇した電池セル１１０から脆弱部４１１ａへの熱伝達に空いた空間による支障が発生して消火がその分、遅延するようになる。

【0119】

電池セル１１０の過熱時、脆弱部４１１ａが当該温度が上昇した電池セル１１０に直ぐに隣接して配置されるようにすることによって、脆弱部４１１ａが直ちに破損されて迅速に電池セル１１０を冷却させることができ、消火させることができる。

【0120】

整理すれば、消火タンク４００のベース板４１１の下部面とセルモジュールアセンブリー１００の上部面とは互いにほぼ一致する形状を有する。これにより、消火タンク４００がセルモジュールアセンブリー１００に一層密着して配置されるため、温度上昇が発生した電池セル１１０をより効果的に冷却することができ、過熱や発火が発生した電池セル１１０に一層迅速に消火剤を投入することができる。また、消火タンク４００に消火剤を効率的に一層多く収容することができるようになる。つまり、消火タンク４００の下部タンク４１０のベース板４１１の高さが全体的に一定であれば、当該空いた空間の分、消火タンク４００は消火剤を少なく収容するようになる。

【0121】

消火タンク４００に備えられる消火剤としては、例えば消火液の形態であってもよく、重複する説明は省略し、前述したものを参照する。

【0122】

図２４は、図１１乃至図２３を参照して前述の電池パックの各構成要素を全て結合した電池パックの斜視図である。

【0123】

その他に、図１１乃至図２４の電池パックに関する説明が図１乃至図１０の電池パックと関連して説明した部分と重複する部分は、図１乃至図１０で前述したものを参照する。

【0124】

一方、前記パックケース３００は、複数個で備えられて上下方向に積層可能に構成され得る。これについては、図２５を参照してより具体的には説明する。

【0125】

図２５は、本発明の図１乃至図２４の電池パックの少なくとも一部の構成を概略的に示す斜視図である。また、図２６および図２７は、図２５に示されたパックケース３００が複数個積層された実施形態を示す図面である。

【0126】

図２５を参照すれば、前記パックケース３００は、底部と側壁部を備えることができる。このようなパックケース３００の内部空間には、セルモジュールアセンブリー１００が収納され得、セルモジュールアセンブリー１００の上面を消火タンク４００で覆うことによって、電池パックが構成される。参考までに、図２５ではパックケース３００の上部側の高さが消火タンク４００の上部面の高さよりも高く示されている。しかし、図２５は概略図であって、一実施形態に過ぎず、本発明は図２５に示されたものに限定されない。つまり、正反対に消火タンク４００の上部面の高さがパックケース３００の上部側の高さよりも高くてもよく、消火タンク４００の上部面の高さとパックケース３００の上部側の高さとが同一であってもよいなど、多様な変形および変更が可能である。

【0127】

図２５に示されたようなパックケース３００が複数個で備えられて、図２６または図２７に示されているように電池パックの積層構造が形成され得る。この時、図２５の電池パックは、一つの単位パックであり得る。そして、このような単位パックが複数個で備えられることによって、図２６や図２７に示されたようなモジュール積層式の全体電池パックが構成され得る。

【0128】

より具体的には、例えば、図２６の構成では、３個の単位パックＤが上下方向に積層された形態が示されている。そして、図２７の構成では、５個の単位パックＤが上下方向に積層された形態が示されている。本発明は図示されたものに限定されず、本発明が具現される環境に合うように単位パックＤの個数を多様に変更して具現することができる。

【0129】

例えば、本発明の電池パックがエネルギー貯蔵装置（ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）として具現される場合、単位電池パックの個数を調節することによって、エネルギー貯蔵装置の電圧および／または蓄電容量を当該環境に合うように具現することができる。

【0130】

本発明のこのような実施構成によれば、共通した構造を有する一つの単位パックを多様に積層させ、積層個数により多様な電圧および／または蓄電容量の製品対応が可能になり得る。例えば、同一の単位パックの積層個数を調節することによって、図２６に示されたような低圧領域の製品や、図２７に示されたような高圧領域の製品の具現が全て可能になり得る。したがって、特定の電圧の規格のみに限定された製品に比べて、経済性や互換性などが向上することができる。また、このような実施構成により、積層個数により多様な容量の製品を具現することもできる。

【0131】

言い換えると、積層される単位パックの間に直列に連結されると積層個数により多様な電圧の製品で具現することができる。また、積層される単位パックの間に並列に連結されると多様な積層個数により多様な容量（蓄電容量）の製品で具現することができる。

【0132】

特に、それぞれの単位パックＤは、内部にセルモジュールアセンブリー１００を備えることができる。また、それぞれの単位パックＤは、前述のように、積層時にそれぞれのセルモジュールアセンブリー１００を互いに電気的に連結することができるようにコネクタ６１０を含む。特に、このようなコネクタ６１０は、各単位パックＤの上下積層により、互いに結合するように構成され得る。

【0133】

また、前記実施構成において、それぞれの単位パックＤにはセルモジュールアセンブリー１００と共に消火タンク４００が収納され得る。つまり、それぞれの単位パックＤは、前述のように、セルモジュールアセンブリー１００の上部に消火タンク４００を含む。複数個積層された電池パックは、上部から下部方向に、消火タンク４００－セルモジュールアセンブリー１００－消火タンク４００－セルモジュールアセンブリー１００の積層構造を有する。このような構造を有する本発明の積層式電池パックは、蓄電容量を増加させるためにセルモジュールアセンブリー１００の個数を増加させて（拡張して）電池パックを構成することができながらも、セルモジュールアセンブリー１００の火災などの熱的イベントなどにも安全に備えることができるようにした。したがって、本発明のこのような実施構成によれば、電池パックの安全性がより向上することができる。

【0134】

上下に積層された電池パック（パックケース）３００間の結合方式のまた他の例示として、再び図２５を参照すれば次のとおりである。パックケース３００の側壁部の上端には、結合用段差部Ｃ１のように、内側方向に凹状に形成された段差が存在することができる。例えばパックケース３００の側壁部の厚さが薄い部分となる。また、図２５には示されていないが、パックケース３００の底部には、このような側壁部の結合用段差部Ｃ１が挿入されるように結合用凹部が形成され得る。つまり、パックケース３００は、互いに異なるパックケース３００を上下方向に積層する時、下層パックケース３００の側壁部上端に形成された結合用段差部Ｃ１が、上層パックケース３００の底部に形成された結合用凹部に挿入されるように構成され得る。これにより、複数個のパックケース３００が上下方向に積層して結合される時、パックケース３００の外部面が全体的に平坦な形状を有することができる。

【0135】

一方、上下に積層された電池パック間の締結構造に関する結合方式は、図２５および／または図１８に示されたものに限定されず、その他の多様な結合方式を変形、変更して本発明に適用することができる。

【0136】

また、本発明の電池パックは、電池管理システム（ＢＭＳ、図示せず）に連結され得る。電池管理システムは、電池パック（複数可）をモニタリングし、管理する。電池管理システムは、上下に積層された電池パックの最上層に位置することができる。しかし、電池管理システムの位置は、前述したものに限定されず、本発明が具現される方式や環境に合うように多様に変形、変更可能である。

【0137】

本発明による電池パックは、前述の構成要素以外に、電池パックに含まれる他の多様な構成要素をさらに含むことができる。例えば、本発明による電池パックは、電池管理システム（ＢＭＳ）やリレー、ヒューズ、電流センサーなど電池パックの充放電を制御または管理するための多くの電装品を含むことができる。

【0138】

本発明による電池パックは、住宅用電池パックであり得る。ただし、本発明が必ずしもこのような電池パック形態に限定されるのではない。

【0139】

本発明によるエネルギー貯蔵システムは、前述の本発明による電池パックを一つ以上含む。また、本発明によるエネルギー貯蔵システムは、このような電池パック以外に、エネルギー貯蔵システムに含まれる一般的な構成要素をさらに含むことができる。

【0140】

一方、本明細書では、上、下、左、右のような方向を示す用語が使用され得るが、このような用語は説明の便宜のためのものに過ぎず、対象となる事物の位置や観測者の位置などにより変わり得ることは本発明の当業者に自明である。

【0141】

以上のように、本発明は限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明はこれにより限定されず、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り本発明の技術思想と以下に記載される特許請求の範囲の均等の範囲内で多様な修正および変形が可能であることはもちろんである。

【符号の説明】

【0142】

１１０：セルモジュールアセンブリー
１１０：電池セル
１２０：エンドプレート
１３０：バスバーハウジング
１４０：ストラップ
２００：遮断部材
２１０：支持プレート
２１０－１、２１０－２：一対の支持プレート部材
２２０：スウェリングパッド
２３０：貫通孔
２３０ａ：第１貫通孔
２３０ｂ：第２貫通孔
３００：パックケース
３１０：補助ケース
３２０：ベンティング口
４００：消火タンク
４１０：下部タンク
４１１：ベース板
４１１ａ：脆弱部
４２０：上部カバー
４３０：注入口
５００：外部カバー
６００：電気的連結ユニット
６１０：コネクタ

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-20

【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】

複数の電池セルが整列して積層された電池セル積層体を含むセルモジュールアセンブリー；
互いに隣接した前記電池セルの間に配置された板形状の遮断部材；
前記セルモジュールアセンブリーを収納する、一側部が開口した形状のパックケース；および
前記セルモジュールアセンブリーの上に位置し、前記パックケースの前記一側部を覆い、消火剤を収容した消火タンクを含み、
前記遮断部材は、前記消化タンクに対向する一端に複数個の開口部を含み、前記遮断部材の内部は前記複数個の開口部に連結された空いた空間を含む、電池パック。

【請求項2】

前記電池セルの熱的イベントの発生時、前記消火タンクに収容された前記消火剤が前記遮断部材の前記複数個の開口部を通じて前記遮断部材の内部の空いた空間に流入される、請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記遮断部材は、支持プレート、および前記支持プレートの両面に備えられる一対のスウェリングパッドを含む、請求項１に記載の電池パック。

【請求項4】

前記支持プレートは、前記複数個の開口部から前記支持プレートを一方向に貫通して形成される複数個の第１貫通孔を含み、
前記複数個の第１貫通孔の内部は前記遮断部材の内部の空いた空間である、請求項３に記載の電池パック。

【請求項5】

前記第１貫通孔は、前記消化タンクから前記セルモジュールアセンブリーに向かう方向に延び、前記複数個の第１貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列される、請求項４に記載の電池パック。

【請求項6】

前記複数個の第１貫通孔の内部に前記消火剤が滞留することができるように、
前記複数個の第１貫通孔の前記消化タンクから離れた側に位置する一端は前記支持プレートの前記消化タンクから離れた側に位置する一端で開口され、前記支持プレートの前記一端は前記パックケースの前記一側部の反対側の側部に密着または接着されるように配置されるか、または
前記複数個の第１貫通孔の前記一端は閉鎖された形状である、請求項４に記載の電池パック。

【請求項7】

前記支持プレートは、複数個の第２貫通孔をさらに含み、
前記複数個の第１貫通孔と前記複数個の第２貫通孔とは互いに異なる方向に延びて交差し、
前記複数個の第１貫通孔と前記複数個の第２貫通孔の内部は前記遮断部材の内部の空いた空間である、請求項４に記載の電池パック。

【請求項8】

前記複数個の第２貫通孔の両端は、それぞれ閉鎖された形状である、請求項６に記載の電池パック。

【請求項9】

前記第１貫通孔は、前記消化タンクから前記セルモジュールアセンブリーに向かう方向に延び、前記複数個の第１貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列され、
前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔に直交して延び、前記複数個の第２貫通孔のそれぞれが互いに平行に一列に配列される、請求項７に記載の電池パック。

【請求項10】

前記支持プレートは、金属材質からなり、
前記スウェリングパッドは、シリコーンまたは軟性プラスチック材質からなる、請求項３に記載の電池パック。

【請求項11】

前記支持プレートは、前記支持プレートの長さ方向への断面を中心として対称に形成された一対の支持プレート部材が結合して形成される、請求項３に記載の電池パック。

【請求項12】

前記支持プレートは、一体に形成される、請求項３に記載の電池パック。

【請求項13】

前記消火剤は、液体状態の消火剤である、請求項１に記載の電池パック。

【請求項14】

前記消火タンクは：
前記消火タンクのベース板の厚さが相対的に薄く形成された部分であって、前記電池セルの熱的イベントにより溶融して開口される複数個の脆弱部を含む、請求項１に記載の電池パック。

【請求項15】

前記脆弱部は、線形状であり、前記消火タンクの一縁と平行に配列され、 前記脆弱部の長さ方向と前記電池セルの長さ方向とは互いに直交する、請求項１４に記載の電池パック。

【請求項16】

前記セルモジュールアセンブリーは：
前記電池セルの積層体の前面と後面に配置される一対のバスバーハウジング；および
前記電池セルの積層体の両側端に前記電池セルと平行に配置される一対のエンドプレートを含み、
前記一対のバスバーハウジングの間を前記一対のエンドプレートが連結する、請求項１に記載の電池パック。

【請求項17】

前記電池パックは、複数個で備えられて前記消化タンクから前記セルモジュールアセンブリーに向かう方向に積層が可能であり、
積層された電池パックの間は互いに機械的連結および電気的連結で結合する、請求項１に記載の電池パック。

【請求項18】

請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の電池パックを含むエネルギー貯蔵システム。

【請求項19】

前記消火剤は、クーラントである、請求項１に記載の電池パック。

【国際調査報告】