特表 2024-534165 安全性が向上したバッテリーパック

(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】安全性が向上したバッテリーパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20240910BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/367 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/383 20210101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401F

H01M50/211

H01M50/284

H01M50/367

H01M50/383

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513104

(86)(22)【出願日】2022-12-23

(85)【翻訳文提出日】2024-02-26

(86)【国際出願番号】 KR2022021255

(87)【国際公開番号】W WO2023121419

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】10-2021-0187845

(32)【優先日】2021-12-24

(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】ギ－ドン・パク

(72)【発明者】

【氏名】キ－ヨン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン－キュ・キム

(72)【発明者】

【氏名】ジョン－オ・ムン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン－キュ・アン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－ウォン・ユン

(72)【発明者】

【氏名】ソン－ジュ・イ

(72)【発明者】

【氏名】ジェ－キ・イ

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012AA03

5H012AA07

5H012BB08

5H012CC10

5H012DD03

5H012EE05

5H012GG03

5H040AA33

5H040AA37

5H040AS01

5H040AS07

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY04

5H040CC20

5H040LL04

5H040LL06

5H040NN03

(57)【要約】

本発明は、熱イベントが発生した場合にも安全性を確保可能に構成されたバッテリーパックを開示する。本発明の一面によるバッテリーパックは、一つ以上のバッテリーセルを備えるバッテリーモジュールと、バッテリーモジュールと接続され、バッテリーモジュールを管理するように構成された制御モジュールと、消火剤を保有し、バッテリーモジュール及び制御モジュールのうち少なくとも一つに結合し、所定の条件で破裂されるように構成されることで破裂時に消火剤が流出可能に構成された破裂部材を備える消火タンクと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一つ以上のバッテリーセルを備えるバッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールと接続され、前記バッテリーモジュールを管理するように構成された制御モジュールと、
消火剤を保有し、且つ、前記バッテリーモジュール及び前記制御モジュールのうち少なくとも一つに結合した消火タンクであって、所定の条件で破裂されるように構成されることで破裂時に前記消火剤が流出可能に構成された破裂部材を備える前記消火タンクと、
を含むことを特徴とする、バッテリーパック。

【請求項2】

前記消火タンクが、前記バッテリーモジュールと前記制御モジュールとの間に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記破裂部材が、前記消火タンクから脱着可能とされるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記消火タンクは、上端と下端に各々、前記制御モジュール及び前記バッテリーモジュールと結合可能に構成されたタンク締結部を備えることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記バッテリーモジュールが、前記消火タンクまたは前記制御モジュールと接触してベント経路を密閉する隔壁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記消火タンクが、前記バッテリーモジュールの上部に位置し、前記消火剤が前記バッテリーモジュール側へ自由落下するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記消火剤が、不凍液、塩水及び絶縁油のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記バッテリーモジュールは二つ以上が含まれ、
前記消火タンクは、二つ以上のバッテリーモジュールの各々に対して前記消火剤が別々に投入可能に構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記破裂部材が、ガラス球として具現されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記バッテリーモジュールには、内部空間と連通するように開口部が形成され、
前記破裂部材は、少なくとも部分的に前記バッテリーモジュールの開口部に挿入されるように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記消火タンクには、前記開口部からベントガスが排出される場合に排出されたベントガスが移動するように、ベント経路が形成されることを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーパック。

【請求項12】

前記消火タンクは、前記バッテリーモジュールに各々対応するように構成された複数の消火タンクユニットを含むことを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項13】

前記消火タンクユニットそれぞれは、独立した収容空間を有するように構成されることを特徴とする、請求項１２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含むことを特徴とする、エネルギー貯蔵システム。

【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、より詳しくは、熱イベントが発生した場合にも安全性が確保可能に構成されたバッテリーパックなどに関する。

【0002】

本出願は、２０２１年１２月２４日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１８７８４５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】

現在、商用化し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り、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てエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

【0004】

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各々正極活物質と負極活物質に用いる。また、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各々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共に封止して収納する外装材、即ち、電池ケースを備える。

【0005】

通常、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、に分けられる。

【0006】

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のみならず、電気自動車や電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）のような中・大型装置にも広く用いられており、その利用程度が急増しつつある。さらに、最近は、住宅やビルなどの建物で使用されるための電力を貯蔵及び供給するために、住宅用エネルギー貯蔵システムが広く用いられている。そして、このような住宅用エネルギー貯蔵システムの核心構成は、バッテリーパックといえる。

【0007】

このような住宅用ＥＳＳなどに用いられるバッテリーパックを含めて多様なバッテリーパックには、容量及び／または出力の増大のために、複数のバッテリーセル（二次電池）が含まれる。特に、バッテリーパックのエネルギー密度を高めるために、複数のバッテリーセルは、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。

【0008】

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一つとして、安全性が挙げられる。特に、バッテリーパックに含まれた複数のバッテリーセルのうちいずれか一つのバッテリーセルで熱イベントが発生した場合、このような熱イベントは、他のバッテリーセルへの伝播（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）が抑制される必要がある。さらに、熱暴走（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）などが発生したバッテリーセルではベントガスが噴出されることがあり、このようなベントガスは、他のバッテリーセルの熱暴走などを起こし、熱伝播（ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）を誘発し得る。

【0009】

また、バッテリーパックに含まれた複数のバッテリーセルは、二つ以上のバッテリーモジュールにグループ化した形態で存在し得る。この際、特定のバッテリーモジュールの内部で発生した熱暴走イベントは、他のバッテリーモジュールへの伝播が抑制される必要がある。

【0010】

バッテリーセルやバッテリーモジュール間の熱伝播が適切に抑制できていない場合には、バッテリーパックに含まれた複数のバッテリーセルや複数のバッテリーモジュール全体への熱イベントに拡がり、バッテリーパックの全体的な発火や爆発など、より大きい問題を起こし得る。さらに、バッテリーパックで発生した発火や爆発は、周辺の人命被害や財産上の大きい被害を与え得る。特に、住宅用バッテリーパックの場合、火事や爆発が発生するようになれば、住宅に居住する人の安全を害し、住宅の火事へ拡散して非常に大きい被害を発生させ得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内部で発生した熱イベントを適切に制御できるように構造が改善されたバッテリーパックなどを提供することを目的とする。

【0012】

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の課題を達成するための本発明の一面によるバッテリーパックは、一つ以上のバッテリーセルを備えるバッテリーモジュールと、前記バッテリーモジュールと接続され、前記バッテリーモジュールを管理するように構成された制御モジュールと、消火タンクであって、消火剤を保有し、前記バッテリーモジュール及び前記制御モジュールのうち少なくとも一つに結合し、所定の条件で破裂されるように構成されることで破裂時に前記消火剤が流出可能に構成された破裂部材を備える消火タンクと、を含む。

【0014】

望ましくは、前記消火タンクは、前記バッテリーモジュールと前記制御モジュールとの間に設けられ得る。

【0015】

本発明の一面において、前記破裂部材は、前記消火タンクから脱着可能とされるように構成され得る。

【0016】

本発明の他面において、前記消火タンクは、上端と下端に各々、前記制御モジュール及び前記バッテリーモジュールと結合可能に構成されたタンク締結部を備え得る。

【0017】

本発明のさらに他面において、前記バッテリーモジュールは、前記消火タンクまたは前記制御モジュールと接触してベント経路を密閉する隔壁を含み得る。

【0018】

本発明のさらに他面において、前記消火タンクは、前記バッテリーモジュールの上部に位置し、前記消火剤が前記バッテリーモジュール側へ自由落下するように構成され得る。

【0019】

望ましくは、前記消火剤は、不凍液、塩水及び絶縁油のうち少なくとも一つを含み得る。

【0020】

本発明のさらに他面において、前記バッテリーモジュールは二つ以上が含まれ得る。

【0021】

望ましくは、前記消火タンクは、二つ以上のバッテリーモジュールの各々に対して前記消火剤が別々に投入可能に構成され得る。

【0022】

ここで、前記破裂部材は、ガラス球として具現され得る。

【0023】

本発明のさらに他面において、前記バッテリーモジュールには、内部空間と連通するように開口部が形成され得る。

【0024】

ここで、前記破裂部材は、少なくとも部分的に前記バッテリーモジュールの開口部に挿入されるように構成され得る。

【0025】

望ましくは、前記消火タンクは、前記開口部からベントガスが排出される場合、排出されたベントガスが移動するようにベント経路が形成され得る。

【0026】

本発明のさらに他面において、前記消火タンクは、前記バッテリーモジュールに各々対応するように構成された複数の消火タンクユニットを含み得る。

【0027】

望ましくは、前記消火タンクユニットそれぞれは、独立した収容空間を有するように構成され得る。

【0028】

なお、上記の課題を達成するための本発明の他面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パックを含む。

【発明の効果】

【0029】

本発明の一面によれば、安全性が向上したバッテリーパックを提供することができる。

【0030】

特に、本発明の一実施形態によれば、バッテリーパックの内部で熱イベントが発生しても、このような熱イベントを迅速に制御することができる。

【0031】

さらに、バッテリーパックに含まれた複数のバッテリーセルのうち、一部のバッテリーセルにおいて熱暴走などによってベントガスなどが発生した場合、消火剤の注入によって当該バッテリーセルの温度を迅速に低めることができる。

【0032】

したがって、本発明のこのような面によれば、熱やベントガスによって他のバッテリーセルまたは他のバッテリーモジュールへ熱暴走状況などが伝播されるか、または火事が起こることを効果的に防止することができる。

【0033】

また、本発明の一面によれば、バッテリーパックの内部で火事が発生しても、消火剤、例えば、液体状態の消火剤が注入されることで火事を即刻に鎮圧することができる。

【0034】

そのため、このような面によれば、火事の拡散による人的、物的被害を予防または減少させることができる。

【0035】

また、本発明の一面によれば、気温や湿度などの多様な外部環境下で使用されるとしても、消火剤による火事抑制性能などが安定的に確保可能である。例えば、本発明の一実施構成によれば、零下の温度で長時間露出しても消火剤が凍りにくいため、バッテリーパックの屋外設置及び利用が可能である。

【0036】

したがって、本発明のこのような面によれば、屋外で使用されるバッテリーパック、特に、住宅用バッテリーパックに、より有利に適用可能である。

【0037】

また、本発明の一実施構成によれば、複数のバッテリーモジュールが含まれたバッテリーパックにおいて、特定のバッテリーモジュールで熱イベントが発生した場合、当該バッテリーモジュールのみに消火剤が投入可能である。

【0038】

したがって、本発明のこのような面によれば、複数のバッテリーモジュールのうちイベントが発生したバッテリーモジュールに対して集中的かつ効果的な制御が可能である。また、本発明のこのような面によれば、イベントが発生していないバッテリーモジュールは継続的に使用可能であるので、一定の水準以上に持続的な電力の供給が可能である。

【0039】

その他にも本発明の多様な実施例によって、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、各実施例で詳細に説明か、または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。

【0040】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示す分解斜視図である。

【図2】図１の構成に関わる結合斜視図である。

【図3】本発明の一実施例によるバッテリーパックから消火タンクが除去された構成を概略的に示す斜視図である。

【図4】図３のバッテリーパックの構成に、消火タンクが組み立てられる構成を概略的に示す図である。

【図5】本発明の一実施例による制御モジュールの構成を概略的に示す下部斜視図である。

【図6】本発明の一実施例による消火タンクに対して上部から見た形態を概略的に示す斜視図である。

【図7】本発明の一実施例による消火タンクに対して下部から見た形態を概略的に示す斜視図である。

【図8】本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示す断面図である。

【図9】本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成の断面を正面から見た拡大図である。

【図10】本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成の断面を上面から見た図である。

【図11】本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成の断面を側面から見て概略的に示した図である。

【図12】本発明の他の実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。

【図13】図１２のバッテリーパックで熱イベントが発生する前の状態を説明するための図である。

【図14】図１２のバッテリーパックにおいて、一部のバッテリーモジュールのみに熱イベントが発生した状態を説明するための図である。

【図15】図１２のバッテリーパックにおいて、他のバッテリーモジュールにも熱イベントが発生した状態を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。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じた意味及び概念で解釈されねばならない。

【0043】

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、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。

【0044】

なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用され得るが、このような用語は説明の便宜のためのものであるだけであり、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。

【0045】

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示す分解斜視図であり、図２は、図１の構成に関わる結合斜視図である。

【0046】

図１及び図２を参照すると、本発明によるバッテリーパックは、バッテリーモジュール１００、制御モジュール２００及び消火タンク３００を含む。

【0047】

前記バッテリーモジュール１００は、一つ以上のバッテリーセルを備え得る。ここで、バッテリーセルそれぞれは、二次電池を意味し得る。二次電池は、電極組立体、電解質及び電池ケースを備え得る。さらに、バッテリーモジュール１００に備えられたバッテリーセルは、パウチ型二次電池であり得る。但し、二次電池の他の形態、例えば、円筒形電池や角形電池も本発明のバッテリーモジュール１００に採用され得る。

【0048】

また、前記バッテリーモジュール１００は、バッテリーセルを収納するためのモジュールケースを備え得る。特に、モジュールケースは、内部に空間を備え、このような空間に複数のバッテリーセルが収容され得る。例えば、モジュールケースは、図１に示したように、ほぼ直方体の形態に形成され、地面に垂直である上下方向（Ｚ軸方向）へ立てられるように構成され得る。

【0049】

前記制御モジュール２００は、バッテリーパックの全般的な動作を制御し得る。特に、前記制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００と電気的に接続し得る。そして、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００を管理するように構成され得る。特に、前記制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００の充電動作または放電動作を制御するように構成され得る。また、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００やそれに含まれたバッテリーセル、またはその周辺環境に対して、各種電気的、物理的、化学的特性などを測定、演算、受信または制御するように構成され得る。例えば、制御モジュール２００は、バッテリーセルやバッテリーモジュール１００の電圧、電流、温度、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）、内部抵抗などを測定または演算するか、或いは制御し得る。

【0050】

前記制御モジュール２００には、このようなバッテリーモジュール１００の管理のために、バッテリーモジュール１００から動作電源が供給され得る。また、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００または外部の他の装置と有線または無線通信網を通じて、各種データを交換し得る。

【0051】

前記制御モジュール２００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、リレー、電流センサーなどの多様な電装品を備え得る。また、制御モジュール２００は、このような電装品を収納するための制御ハウジングを備え得る。

【0052】

また、前記制御モジュール２００は、パック端子を備え得る。このようなパック端子は、バッテリーパックと外部の充電装置または放電装置と接続するように構成され得る。例えば、パック端子は、常用電源または負荷と接続されるためのコンセントやプラグ、コネクターなどを備え得る。この場合、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００と充電電源及び放電電源を交わすための電源経路を備え得る。このような電源経路は、パック端子とバッテリーモジュール１００との間で充放電電源を交わす経路として機能し得る。

【0053】

前記消火タンク３００は、消火剤を保有し得る。ここで、消火剤としては、火事を抑制または鎮圧するか、或いは、温度を低め得る多様な物質が採用され得る。また、消火タンク３００は、このような消火剤を内部空間に保有するためのタンクハウジングを備え得る。

【0054】

前記消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００及び制御モジュール２００の少なくとも一つに結合し得る。例えば、前記消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００と結合し得る。また、消火タンク３００は、制御モジュール２００と結合し得る。

【0055】

特に、前記消火タンク３００は、脱着可能に構成され得る。例えば、前記消火タンク３００のタンクハウジングは、バッテリーモジュール１００のモジュールケースに対して装着及び分離可能に構成され得る。また、前記消火タンク３００のタンクハウジングは、制御モジュール２００の制御ハウジングに対して装着及び分離可能に構成され得る。

【0056】

本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００が含まれたバッテリーパックに消火タンク３００が取り付けられることで、安全性が大幅に向上できる。特に、バッテリーパックに異常状況が発生した場合、例えば、バッテリーモジュール１００の内部で熱暴走状況が発生するか、或いはバッテリーモジュール１００または制御モジュール２００で火事が発生した場合、消火剤によって火事発生を抑制するか、または発生した火事を鎮圧できる。また、バッテリーモジュール１００や制御モジュール２００の温度を低めて熱暴走状況や過熱状況を遮断できる。そのため、バッテリーパックの火事や過熱状況などの異常状況によって、バッテリーパックの外部における他の部分へ火事などの危険性が増大することを防止することができる。

【0057】

前記消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００との間に設けられ得る。特に、バッテリーモジュール１００は、制御モジュール２００の下部に位置し得る。この場合、消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００の上部及び制御モジュール２００の下部に位置し得る。

【0058】

本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００が含まれたバッテリーパックにおいて、消火タンク３００が、バッテリーモジュール１００にも制御モジュール２００にも隣接して配置され得る。そのため、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００で熱イベントが発生した場合、迅速かつ効果的に対応が可能である。

【0059】

ここで、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００の少なくとも一側に脱着可能に構成され得る。これについては、図３～図５を参照してより具体的に説明する。

【0060】

図３は、本発明の一実施例によるバッテリーパックから消火タンク３００が除去された構成を概略的に示す斜視図である。また、図４は、図３のバッテリーパックの構成に、消火タンク３００が組み立てられる構成を概略的に示す図である。また、図５は、本発明の一実施例による制御モジュール２００の構成を概略的に示す下部斜視図である。

【0061】

先ず、図３を参照すると、図１に示した構成と異なり、制御モジュール２００とバッテリーモジュール１００との間に消火タンク３００が介在されなくてもよい。さらに、制御モジュール２００は、消火タンク３００が下部に位置していない状態で、バッテリーモジュール１００の上部に直接設けられ得る。また、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００の上部に設けられた後、さらに分離可能に構成され得る。

【0062】

このために、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００は、互いに電気的かつ機械的に結合するための構成を備え得る。

【0063】

例えば、バッテリーモジュール１００は、図４において、Ｅ１で示された部分のように、電気的接続のためのモジュールコネクターが上部に設けられ得る。そして、制御モジュール２００は、図５において、Ｅ２で示された部分のように、制御コネクターが下部に設けられ得る。この際、制御コネクターＥ２は、モジュールコネクターＥ１と直接接続可能に構成され得る。特に、モジュールコネクターＥ１と制御コネクターＥ２は互いに電気的に接続し、充放電電源や電気的信号（データ）などが伝送され得る。特に、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００は、各々充放電電源を交わす電源用コネクターと電気的信号を交わす通信用コネクターを各々区分して備え得る。

【0064】

また、バッテリーモジュール１００は、図４において、Ｃ１で示されたように、上部にモジュール締結部が形成され得る。そして、制御モジュール２００は、図５においてＣ２で示されたように、下部に制御締結部が形成され得る。ここで、制御締結部Ｃ２とモジュール締結部Ｃ１は、互いに結合固定可能に構成され得る。例えば、モジュール締結部Ｃ１と制御締結部Ｃ２は、ボルト結合によって互いに締結するように構成され得る。そして、このようなモジュール締結部Ｃ１と制御締結部Ｃ２との締結や解除によって、制御締結部Ｃ２はモジュール締結部Ｃ１に直接取付けまたは分離され得る。

【0065】

このように、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００は、互いに機械的かつ電気的に直接結合可能に構成され得る。特に、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００に搭載されると共に電気的な接続が行われるプラグイン方式でバッテリーモジュール１００に結合し得る。しかし、本発明の一面によるバッテリーパックの場合、図４において点線で示された部分のように、消火タンク３００がバッテリーモジュール１００と制御モジュール２００との間の空間に介在され得る。

【0066】

特に、バッテリーパックが図３のような形態としても利用可能に製造された状態であるとしても、本発明の一面によるバッテリーパックは、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００との間に消火タンク３００が挿入されて設けられるように具現され得る。

【0067】

本発明のこのような実施構成によれば、既存のバッテリーパック構造や生産ラインを最大限に活用しながらも、消火タンク３００による安全性を確保することができる。特に、本発明の一実施例によれば、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００が直接装着されるバッテリーパック構成において、消火タンク３００がバッテリーモジュール１００と制御モジュール２００との間に介在可能に構成され、熱イベントに対する安全性が確保されるようにし得る。

【0068】

前記消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００及び／または制御モジュール２００と機械的に結合するように構成され得る。このために、消火タンク３００は、タンク締結部を備え得る。これについては、図６～図８を参照して具体的に説明する。

【0069】

図６及び図７は、本発明の一実施例による消火タンク３００の上面視及び下面視による形態を概略的に示す斜視図である。また、図８は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示す断面図である。例えば、図８は、図１のＡ１－Ａ１’による断面構成を示すといえる。

【0070】

先ず、図６を参照すると、前記消火タンク３００は、Ｃ３２で示された部分のように、上端に制御モジュール２００と結合するための上端タンク締結部を備え得る。このような上端タンク締結部Ｃ３２は、消火タンク３００のタンクハウジングに設けられた締結部の構成であって、制御モジュール２００と結合可能に構成され得る。例えば、図５に示したように、制御モジュール２００の下端に制御締結部Ｃ２が備えられた場合、消火タンク３００の上端に形成された上端タンク締結部Ｃ３２は、制御締結部Ｃ２と結合可能に構成され得る。より具体的には、上端タンク締結部Ｃ３２は、制御締結部Ｃ２とボルト結合可能に構成され得る。例えば、図８において、Ａ２で示された部分のように、上端タンク締結部Ｃ３２と制御締結部Ｃ２は、互いにボルト結合し得る。そして、このような制御締結部Ｃ２と上端タンク締結部Ｃ３２とのボルト結合によって、制御モジュール２００と消火タンク３００は互いに固定され得る。

【0071】

特に、前述した実施例で説明されたように、制御モジュール２００は、バッテリーモジュール１００に直接搭載可能に設けられたものであり得る。この場合、制御締結部Ｃ２は、元々バッテリーモジュール１００のモジュール締結部Ｃ１に結合するように設けられた構成であり得る。しかし、本発明によるバッテリーパックにおいて、消火タンク３００に設けられた上端タンク締結部Ｃ３２は、このような制御締結部Ｃ２が結合可能に構成され得る。このために、上端タンク締結部Ｃ３２は、モジュール締結部Ｃ１と同じ形態及び水平方向の位置を有し得る。即ち、上端タンク締結部Ｃ３２は、制御締結部Ｃ２に対し、モジュール締結部Ｃ１を代替する互換性を有するように構成され得る。

【0072】

また、前記消火タンク３００は、下端にバッテリーモジュール１００と結合するためのタンク締結部を備え得る。例えば、図７を参照すると、下端タンク締結部は、Ｃ３１で示された部分のように、消火タンク３００の下端の縁部に設けられ、バッテリーモジュール１００と結合するように構成され得る。例えば、図４に示したように、バッテリーモジュール１００の上端にモジュール締結部Ｃ１が形成された場合、消火タンク３００の下端タンク締結部Ｃ３１は、このようなモジュール締結部Ｃ１と結合可能に構成され得る。

【0073】

より具体的には、下端タンク締結部Ｃ３１は、モジュール締結部Ｃ１とボルト結合可能に構成され得る。例えば、図８において、Ａ２’で示された部分のように、下端タンク締結部Ｃ３１とモジュール締結部Ｃ１は、互いにボルト結合し得る。このようなモジュール締結部Ｃ１と下端タンク締結部Ｃ３１とのボルト結合によって、バッテリーモジュール１００と消火タンク３００は互いに固定され得る。

【0074】

さらに、前記実施例で説明したように、バッテリーモジュール１００は、制御モジュール２００と直接結合可能に構成されたものであり得る。この場合、モジュール締結部Ｃ１は、元々制御モジュール２００の制御締結部Ｃ２に結合するように設けられた構成であり得る。しかし、本発明によるバッテリーパックにおいて、消火タンク３００に設けられた下端タンク締結部Ｃ３１は、このようなモジュール締結部Ｃ１と結合できるように、制御締結部Ｃ２と同じ形態及び水平方向の位置を有し得る。即ち、下端タンク締結部Ｃ３１は、モジュール締結部Ｃ１に対して、制御締結部Ｃ２を代替する互換性を有す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、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００が直接結合する形態のバッテリーパックにおいて、その間の空間に消火タンク３００を組み立てる構成を容易に具現可能である。特に、この場合、従来のバッテリーモジュール１００や制御モジュール２００の構成を変更することなく、消火タンク３００の互換使用が可能である。

【0076】

また、本発明の一面によるバッテリーパックの場合、バッテリーモジュール１００、消火タンク３００及び制御モジュール２００が上方へ順次に積層されるように構成され、前記実施構成によれば、このような積層状態が安定的に維持されることが可能である。

【0077】

一方、その他にも、安定的な結合性及び組立ての便宜性などのために、消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００及び／または制御モジュール２００と機械的に結合するための多様な形態の締結部を備え得る。例えば、消火タンク３００は、フック結合、挿入結合、リベット結合などの多様な方式で、バッテリーモジュール１００及び／または制御モジュール２００と機械的に結合し得る。

【0078】

前記消火タンク３００は、図８に示したように、接続部材３３０を備え得る。ここで、接続部材３３０は、バッテリーモジュール１００と制御モジュール２００とを電気的に接続する構成要素である。特に、接続部材３３０は、バッテリーモジュール１００に設けられたモジュールコネクターＥ１と制御モジュール２００に設けられた制御コネクターＥ２との間に介在され、これらの間を接続させるように構成され得る。さらに、接続部材３３０は、モジュールコネクターＥ１と制御コネクターＥ２に両端が結合し、充放電電源及び／または電気的信号などを伝達し得る。

【0079】

具体的な例として、接続部材３３０は、電源または電気的信号が移動できるように、一方向へ長く延びたケーブル形態で構成され得る。そして、接続部材３３０は、ケーブルの両端にタンクコネクターを備え得る。例えば、接続部材３３０は、図７及び図８において、Ｅ３１で示されたように、下端にタンクコネクターを備え得る。そして、このような下端タンクコネクターＥ３１は、バッテリーモジュール１００のモジュールコネクターＥ１と接続し得る。また、接続部材３３０は、図６及び図８において、Ｅ３２で示されたように、上端にタンクコネクターを備え得る。そして、このような上端タンクコネクターＥ３２は、制御モジュール２００の制御コネクターＥ２と接続し得る。

【0080】

前記消火タンク３００は、図２、図６及び図８などに示したように、内部タンク３１０及び外部タンク３２０を備え得る。ここで、内部タンク３１０は、内部に空間を備え、このような内部空間に消火剤を直接収容し得る。特に、内部タンク３１０は、消火剤を収容するために密閉された形態で構成され得る。例えば、内部タンク３１０は、定常状態では消火剤などが漏れないように、ＩＰ等級５５以上の気密性能を有するように構成され得る。そして、外部タンク３２０は、内部タンク３１０よりも大きく構成され、内部空間に内部タンク３１０を収容するように構成され得る。これによって、消火タンク３００は、少なくとも部分的に二重で構成されるといえる。

【0081】

図１２は、本発明の他の実施例に沿うバッテリーパックを説明するための図である。

【0082】

図１２を参照すれば、本発明の一面において、前記消火タンク３００は、前記複数のバッテリーモジュール１００に各々対応するように構成された複数の消火タンクユニットＴを含み得る。より具体的には、前記内部タンク３１０は、前記複数のバッテリーモジュール１００に各々対応するように構成された複数の消火タンクユニットＴを含み得る。

【0083】

例えば、図１２を参照すると、前記消火タンク３００は、その内部に複数の消火タンクユニットＴを含み、前記複数の消火タンクユニットＴは、複数のバッテリーモジュール１００に各々対応するように構成され得る。即ち、第１モジュールＭ１の上部には、第１消火タンクユニットＴ１が対応するように構成され、第２モジュールＭ２の上部には第２消火タンクユニットＴ２が対応するように構成され得る。

【0084】

望ましくは、前記消火タンクユニットＴそれぞれは、独立した収容空間を有するように構成され得る。例えば、図１２を参照すると、第１消火タンクユニットＴ１と第２消火タンクユニットＴ２は、互いに独立した収容空間を有するように構成され得る。即ち、第１消火タンクユニットＴ１はその自体が密閉されて外部タンク３２０の中に収容され得る。また、第２消火タンクユニットＴ２は、その自体が密閉されて外部タンク３２０の中に収容され得る。そして、消火タンクユニットＴそれぞれには、一定量の消火剤が含まれ得る。前記消火剤の量は、各バッテリーモジュール１００の熱イベントの拡散を抑制または防止するのに十分な量であり得る。

【0085】

このような構造によれば、消火剤を収容する各空間が分割されているため、複数のバッテリーモジュール１００で所定の時間差を置いて熱イベントが発生する場合にも、全てのバッテリーモジュール１００に対して熱イベントを制御することができる。即ち、本発明によれば、ある特定のバッテリーモジュール１００で熱イベントが先に発生して消火剤が排出されるとしても、他のバッテリーモジュール１００のための消火剤が残っている。以下では、前記本発明の効果について、図１３～図１５を参照してより具体的に説明する。

【0086】

図１３は、図１２のバッテリーパックにおいて熱イベントが発生する前の状態を説明するための図であり、図１４は、図１２のバッテリーパックにおいて一部のバッテリーモジュールのみに熱イベントが発生した状態を説明するための図であり、図１５は、図１２のバッテリーパックにおいて他のバッテリーモジュールにも熱イベントが発生した状態を説明するための図である。

【0087】

図１３は、熱イベントが発生していない状態のバッテリーモジュール１００を示す。この際、図１４のように第１モジュールＭ１においてベントガスや火炎などの熱イベントが先に発生すると、第１ガラス球Ｇ１が割れることで、第１消火タンクユニットＴ１の消火剤が第１モジュールＭ１の内部へ投入され得る。これによって、第１モジュールＭ１の熱イベントは速かに制御されることが可能である。

【0088】

一方、図１５を参照すると、第１モジュールＭ１の抑制以後の特定の時点で、第２モジュールＭ２にもベントガスや火炎などの熱イベントが発生し得る。これによって、第２ガラス球Ｇ２が割れ得る。この際、本発明の前記実施例によれば、第１消火タンクユニットＴ１と第２消火タンクユニットＴ２が独立した収容空間を有するように構成されているため、第２モジュールＭ２の熱イベント抑制のために必要な消火剤が第２消火タンクユニットＴ２内に残っている。そのため、第２消火タンクユニットＴ２の消火剤が第２モジュールＭ２の内部に投入されることが可能になる。結果としては、第２モジュールＭ２の熱イベントも効果的に制御可能になる。

【0089】

本発明の他面において、内部タンク３１０と外部タンク３２０とは、少なくとも部分的に離隔するように構成され得る。特に、図８の実施構成を参照すると、内部タンク３１０と外部タンク３２０は、少なくとも部分的に左右方向へ離隔するように構成され得る。例えば、内部タンク３１０の側壁と外部タンク３２０の側壁との間には、Ａ５で示された部分のように、空間が形成されるように構成され得る。

【0090】

この場合、消火タンク３００の内部の消火剤がより安全に保持され得る。特に、消火タンク３００の側面などから衝撃などが印加されても、外部タンク３２０と内部タンク３１０の二重構成と、その間に形成された空間によって衝撃伝達が緩和されることが可能である。そのため、衝撃や振動などによって消火タンク３００、特に、内部タンク３１０が破損しないようにすることで、消火剤の異常漏出を防止することができる。

【0091】

このような消火タンク３００の実施構成において、接続部材３３０は、内部タンク３１０と外部タンク３２０との間の空間に位置し得る。例えば、図８の実施構成において、内部タンク３１０の右側壁と外部タンク３２０の右側壁との間には、空間が形成され得る。そして、このような離隔空間に接続部材３３０が位置し得る。また、内部タンク３１０の左側壁と外部タンク３２０の左側壁の間にも、これに類似な形態の空間が形成され、接続部材３３０が位置し得る。

【0092】

このような実施構成によれば、接続部材３３０が消火タンク３００の内部の消火剤と直接的に接触しなくなる。そのため、消火剤による接続部材３３０の腐食または電流の漏洩などを予防することができる。

【0093】

前記消火タンク３００は、図１及び図２に示したように、バッテリーモジュール１００の上部に位置し得る。そして、消火タンク３００から排出された消火剤は、バッテリーモジュール１００側へ自由落下するように構成され得る。

【0094】

即ち、消火タンク３００は、消火剤をバッテリーモジュール１００側へ移動させるために別の動力源を要せず、迅速な消火剤の投入が可能である。例えば、図２の実施構成を参照すると、矢印Ａ３で示されたように、消火剤がバッテリーモジュール１００側へ投入され、このような投入過程は、自由落下方式で自然に行われ得る。したがって、本発明のこのような実施構成によれば、熱暴走などによって温度が上昇したバッテリーセルに対して効率的な熱的制御が可能になる。

【0095】

前記消火剤は、液体状態の物質を含み得る。即ち、前記消火タンク３００は、液体状態の物質を消火剤として内部タンク３１０の内部空間に収容し得る。例えば、前記消火剤は、水、水と一つ以上の添加剤が混合された混合物、またはそれを含む液体であり得る。

【0096】

液体状態の消火剤は、下部に位置したバッテリーモジュール１００へ自由落下方式によって容易に投入され得る。また、液体状態の消火剤は、バッテリーモジュール１００の温度を低め、火事の鎮圧に有利である。また、このような構成においては、消火剤がバッテリーモジュール１００の内部、特に、モジュールの下部にまで迅速かつ円滑に流入可能である。また、液体状態の消火剤によって、バッテリーモジュールの内部、特に、イベントが発生したバッテリーセルへの酸素の流入を抑制できる。

【0097】

さらに、前記消火剤は、不凍液、塩水及び絶縁油のうち少なくとも一つを含み得る。即ち、消火タンク３００は、消火剤として不凍液、塩水及び／または絶縁油を保有するか、またはこのような液体物質と共に他の物質をさらに保有し得る。

【0098】

このような実施構成によれば、バッテリーパックの屋外設置にさらに有利であり得る。特に、住宅用ＥＳＳや産業用ＥＳＳなどに用いられるバッテリーパックの場合、室外に使用され得る。この際、前記実施構成のように、消火剤として不凍液、塩水または絶縁油などが用いられる場合、低い温度にも凍ることなく液体状態がそのまま維持される。そのため、消火剤がバッテリーモジュール１００に投入されなければならない状況で、凍結によって投入されない問題を予防することができる。また、この場合、外部温度による体積変化を防止して、消火タンク３００などの凍破問題を防止することができる。さらに、絶縁油の場合、バッテリーモジュール１００に投入されるとしても、絶縁抵抗性能を有することができる。そのため、本発明のこのような実施構成の場合、住宅用バッテリーパックや住宅用エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）にさらに有利に適用可能である。

【0099】

前記消火タンク３００は、破裂部材３４０を備え得る。ここで、破裂部材３４０は、所定の条件で破裂され得る。そして、破裂部材３４０は、破裂時、消火剤が流出可能に構成され得る。

【0100】

このために、破裂部材３４０は、消火タンク３００の内部空間と連通するように構成され得る。特に、消火タンク３００に内部タンク３１０及び外部タンク３２０が備えられる場合、破裂部材３４０は、内部タンク３１０の内部空間と連通するように構成され得る。例えば、内部タンク３１０は、大体に密閉された形態に形成されるが、投入ホールが形成され得る。そして、このような投入ホールに破裂部材３４０が挿入され、投入ホールが閉鎖され得る。そして、破裂部材３４０が破裂すれば、投入ホールが開放され、内部タンク３１０に収容された消火剤が外部へ流出されることが可能になる。

【0101】

前記破裂部材３４０は、消火タンク３００の下部に位置し得る。この場合、破裂部材３４０が破裂すれば、バッテリーモジュール１００側へ消火剤がより円滑に投入され得る。特に、消火剤は、自由落下方式で、バッテリーモジュール１００に投入され得る。

【0102】

前記破裂部材３４０は、一つの消火タンク３００に少なくとも一つ以上が備えられ得る。例えば、図７に示したように、破裂部材３４０は、一つの消火タンク３００に四つが備えられ得る。

【0103】

また、前記破裂部材３４０は、温度や圧力などの条件によって破損するように構成され得る。例えば、破裂部材３４０は、一定温度以上及び／または一定圧力以上の条件で破裂するように構成され得る。

【0104】

特に、前記破裂部材３４０は、ベントガスによって破裂可能に構成され得る。即ち、バッテリーモジュール１００で熱暴走などのイベントが発生すると、バッテリーモジュール１００からベントガスが生成されて排出され得る。この際、破裂部材３４０は、このようなベントガスの熱や圧力によって破裂される材質や形態などから構成され得る。

【0105】

前記破裂部材３４０は、ガラス球として具現され得る。例えば、消火タンク３００に投入ホールが形成され、ガラス球は、このような投入ホールに挿入締結され得る。そして、ガラス球は、ベントガスと接触する場合に破損されることで、消火タンク３００の内部の消火剤が外部側、特に、バッテリーモジュール１００側へ噴出されるようにし得る。

【0106】

このような実施構成によれば、消火タンク３００が簡単に構成されると共に、バッテリーモジュール１００側へ消火剤を投入する構成がより円滑に行われる。また、このような実施構成によれば、バッテリーモジュール１００から生成されたベントガスによって破裂部材３４０が破裂する構成がより容易に設けられる。

【0107】

その他にも、前記破裂部材３４０は、熱や圧力などの条件変化によって破裂可能な多様な材質または形態で具現され得る。例えば、前記破裂部材３４０は、ビニル材質や射出物の形態で具現され得る。より具体的には、前記破裂部材３４０は、ビニル材質またはプラスチック材質を含み得る。例えば、バッテリーモジュール１００から生成されたベントガスによって温度が上昇して特定温度以上になると、融点が低いビニルまたはプラスチックが溶融することで破裂して前記消火タンク３００から消火剤が排出され得る。

【0108】

本発明の一面において、前記破裂部材３４０は、前記消火タンク３００から脱着可能とされるように構成され得る。例えば、前記消火タンク３００に備えられた投入ホールに前記破裂部材３４０を脱着し得る。

【0109】

このような構造によれば、破裂温度の異なる破裂部材３４０に交替可能であり、所望の温度で前記破裂部材３４０が破裂するようにし得る。例えば、７０℃で破裂するガラス球を、１００℃で破裂するガラス球に交替することで消火タンク３００の消火剤放出温度を容易に調節可能である。または、前記ガラス球を、融点または軟化点の低いビニルまたはプラスチック射出物に交替することで、消火タンク３００がより低い温度で消火剤を放出するように構成することも可能である。

【0110】

また、このような構造によれば、消火タンク３００を別々に製作することなく、破裂部材３４０のみを交替することで、多様な温度で消火剤が投入されるバッテリーパックを構成することができる。

【0111】

また、本発明の構造によれば、破裂部材３４０が破裂した後でも、新しい破裂部材３４０を容易に入れ替えることが可能であるため、消火タンク３００のリサイクルが可能になる。

【0112】

前記バッテリーモジュール１００は、内部空間と連通するように開口部が形成され得る。例えば、図２においてＯ１で示された部分のように、バッテリーモジュール１００は、上端に開口部が形成され得る。そして、このような開口部Ｏ１は、バッテリーセルが位置するモジュールケースの内部空間に連通し得る。

【0113】

ここで、破裂部材３４０は、少なくとも部分的にバッテリーモジュール１００の開口部Ｏ１に挿入されるように構成され得る。例えば、図８においてＡ４及びＡ４’で示された部分のように、破裂部材３４０は、開口部Ｏ１からバッテリーモジュール１００の内部空間に挿入され得る。

【0114】

本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーモジュール１００の内部空間へ消火剤が流入可能である。そのため、バッテリーモジュール１００の内部で発生した熱イベント、例えば、熱暴走やガス噴出、火事などの状況にさらに効果的に対応可能である。さらに、バッテリーモジュール１００の内部空間には熱イベントの直接的な対象になるバッテリーセルが位置し得る。そのため、前記実施構成によれば、消火剤がバッテリーセルに直接噴射されることが可能である。そのため、火事などの抑制や予防にさらに有利になる。

【0115】

また、本発明のこのような実施構成によれば、ガラス球などの破裂部材３４０がベントガスにさらに迅速に反応可能である。即ち、バッテリーモジュール１００の内部空間でベントガスが発生した場合、ベントガスは、開口部Ｏ１からバッテリーモジュール１００の外部へ排出され得る。言い換えれば、開口部Ｏ１は、バッテリーモジュール１００においてベントガスの排出口の役割を果たし得る。さらに、開口部Ｏ１がバッテリーモジュール１００の上部側に位置する場合、ベントガスは上部に位置する開口部Ｏ１側へ多量排出され得る。

【0116】

この際、ベントガスが排出される部分にガラス球が位置する場合、ベントガスの発生時にガラス球が迅速に破裂され得る。そのため、熱イベントの発生時、消火剤のより迅速な投入が可能になる。また、この場合、排出されるベントガスに消火剤が直接噴射されるため、ベントガスの温度を低め、ベントガスに含まれた火炎やスパークなどの外部発火源の排出を抑制できる。

【0117】

一方、バッテリーモジュール１００に形成された開口部Ｏ１は、必ずしもベントガスなどを排出するための用途で設けられたものではなくてもよい。例えば、図２などに示したバッテリーモジュール１００の上端に設けられた開口部Ｏ１は、バッテリーモジュール１００の運搬のための用途として設けられたものであり得る。即ち、開口部Ｏ１は、バッテリーモジュール１００の運搬時、作業者や運び装置が指または把持用器具を入れて把持可能な空間を提供するように構成されたものあり得る。または、開口部Ｏ１は、制御モジュール２００または消火タンク３００が挿入されるための構成として設けられたものであり得る。

【0118】

前記消火タンク３００には、ベントガスが移動可能に構成されたベント経路が形成され得る。即ち、バッテリーモジュール１００の開口部Ｏ１からベントガスが排出される場合、このようなベントガスは、特定部分へ排出されるように消火タンク３００の内部及び／または外部にはベント経路が形成され得る。このようなベント経路は、消火タンク３００単独で、または他の構成要素と共に形成され得る。これについては、図８と共に図９及び図１０をさらに参照して説明する。

【0119】

図９は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成の断面を正面から見た拡大図である。例えば、図９は、図８のＡ４部分の拡大図であるといえる。また、図１０は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成の断面を上面から見た図である。例えば、図１０は、図１のＡ６－Ａ６’による断面図である。

【0120】

先ず、図９を参照すると、消火タンク３００がバッテリーモジュール１００の上部に設けられた状態で、消火タンク３００とバッテリーモジュール１００は互いに部分的に離隔するように構成され得る。そして、このような離隔空間は、バッテリーモジュール１００の開口部Ｏ１と連通してベント経路として機能し得る。例えば、図９において、Ａ７で示された部分のように、バッテリーモジュール１００の上端と消火タンク３００の下端との間には、空間が形成され得る。そして、開口部Ｏ１から排出されたベントガスは、矢印Ａ８で示されたように、バッテリーモジュール１００と消火タンク３００との離隔空間Ａ７から外部へ排出され得る。即ち、このような実施構成においては、バッテリーモジュール１００と消火タンク３００との間の離隔空間Ａ７がベント経路として提供され得る。また、バッテリーモジュール１００と消火タンク３００との間に形成されたベント経路は、バッテリーパックの外部に連結され、バッテリーパック内部のベントガスが外部へ排出され得る。

【0121】

また、ベント経路は、消火タンク３００の内部に形成され得る。特に、消火タンク３００に内部タンク３１０及び外部タンク３２０が含まれた場合、内部タンク３１０と外部タンク３２０との間に空間が形成され得る。例えば、図８においてＡ５で示された部分のように、内部タンク３１０と外部タンク３２０との間が離隔することで当該空間がベント経路として機能し得る。

【0122】

そして、このような内部タンク３１０と外部タンク３２０との間の離隔空間Ａ５は、バッテリーモジュール１００の開口部Ｏ１と連通し得る。また、内部タンク３１０と外部タンク３２０との間に形成されたベント経路は、バッテリーパックの外部に連結され、バッテリーパック内部のベントガスが外部へ排出され得る。

【0123】

また、ベント経路は、図９においてＡ８で示された部分のように、消火タンク３００とバッテリーモジュール１００との間と、図８においてＡ５で示された部分のように、外部タンク３２０と内部タンク３１０との間に共に形成され得る。そして、このようなベント経路は互いに連通し、開口部Ｏ１及び外部空間に繋がり得る。

【0124】

このような実施構成においては、バッテリーモジュール１００の内部から開口部Ｏ１に向かって排出されたベントガスは、開口部Ｏ１に位置した破裂部材３４０、例えば、ガラス球を破損させて消火剤がバッテリーモジュール１００の内部へ流入するようにし得る。そして、このようなベントガスは、図１０で矢印Ａ９及びＡ９’で示されたように、消火タンク３００とバッテリーモジュール１００との間の空間及び外部タンク３２０と内部タンク３１０との間に形成されたベント経路を各々通してバッテリーモジュール１００の外部へ排出され得る。より具体的には、図１０の実施例を参照すると、ベントガスは、消火タンク３００の内部空間で左右方向（Ｘ軸方向）へ移動し、さらに後方（＋Ｙ軸方向）へ移動して、バッテリーパックの外部へ排出され得る。この際、バッテリーパックにおいてベント経路の排出口は、バッテリーパックの後方に位置し得る。

【0125】

このような実施構成によれば、バッテリーモジュール１００に設けられた消火タンク３００によってベントガスの排出構成が提供されることで、バッテリーモジュール１００の内部のベントガスが外部へ円滑に排出されるようにして、バッテリーモジュール１００の内圧増加による爆発などを防止することができる。

【0126】

また、このような実施構成によれば、バッテリーモジュール１００から排出されたベントガスの方向を消火タンク３００によって効果的に制御可能である。特に、前記実施構成において、ベントガスは、破裂部材３４０側へ流れるように誘導できる。そのため、ベントガスの発生時、破裂部材３４０が迅速に破裂するようにすることが可能である。さらに、前記実施構成において、ベントガスは、図１０に示したように、バッテリーパックの後側へ移動し得る。そのため、バッテリーパックの前側に位置する使用者や他の構成要素へのベントガスの直接的な露出を防止できる。

【0127】

前記バッテリーモジュール１００は、バッテリーパックに二つ以上が含まれ得る。この際、消火タンク３００は、二つ以上のバッテリーモジュール１００の各々に対して消火剤が別々に投入可能に構成され得る。これについては、図１１をさらに参照してより具体的に説明する。

【0128】

図１１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成の断面を側面から見て概略的に示した図である。例えば、図１１は、図１のＡ１０－Ａ１０’線による断面図であるといえる。

【0129】

図１１などを参照すると、バッテリーパックに二つ以上のバッテリーモジュール１００が含まれ得る。そして、消火タンク３００は、二つ以上のバッテリーモジュール１００に対して共に組立て可能に構成され得る。この際、消火タンク３００は、少なくとも二つの破裂部材３４０を備え、バッテリーモジュール１００の積層方向へ離隔して配置されるようにし得る。そして、複数の破裂部材３４０は、相異なるバッテリーモジュール１００の開口部Ｏ１に各々挿入され得る。例えば、図１１の実施構成においては、第１ガラス球Ｇ１が第１モジュールＭ１の開口部Ｏ１に挿入され、第２ガラス球Ｇ２が第２モジュールＭ２の開口部Ｏ１に挿入され得る。

【0130】

そして、このような構成において、第１ガラス球Ｇ１及び第２ガラス球Ｇ２それぞれは、相異なるバッテリーモジュール１００（Ｍ１、Ｍ２）に対して消火剤が投入されるようにし得る。例えば、第１モジュールＭ１からベントガスや火炎などが発生する場合、第１ガラス球Ｇ１が割れることで、矢印Ｄ１で示されたように、消火タンク３００の消火剤が第１モジュールＭ１の内部へ投入され得る。他の例で、第２モジュールＭ２からベントガスや火炎などが発生する場合、第２ガラス球Ｇ２が割れることで、矢印Ｄ２で示されたように、消火タンク３００の消火剤が第２モジュールＭ２の内部へ投入され得る。

【0131】

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が含まれたバッテリーパックにおいて、各バッテリーモジュール１００に対して直接的な消火剤の投入が可能である。特に、前記実施構成によれば、イベントが発生したバッテリーモジュール１００のみに対して消火剤が投入されるようにし得る。そのため、消火剤が投入されなかった他のバッテリーモジュール１００に対しては、動作し続けるようにし得る。例えば、第１モジュールＭ１で熱イベントが発生した場合、第１ガラス球Ｇ１が破損して第１モジュールＭ１の内部のみに消火剤が投入され得る。この際、第２ガラス球Ｇ２は破損していないため、第２モジュールＭ２の内部へは消火剤が投入されず、第２モジュールＭ２の継続的な使用が可能である。そのため、一部のバッテリーモジュール１００で問題が発生しても、バッテリーパック全体が無駄になる問題を予防することができる。

【0132】

一方、図１１においては、一つのバッテリーモジュール１００に一つの破裂部材３４０が挿入されたように示されているが、一つのバッテリーモジュール１００に二つ以上の破裂部材３４０が挿入され得る。例えば、図７などに示したように、消火タンク３００は、前後方向及び左右方向に各々二つ以上の破裂部材３４０を備え得る。この場合、一つのバッテリーモジュール１００に対して、左右方向に配置された二つの破裂部材３４０が共に挿入され得る。

【0133】

バッテリーパックに複数のバッテリーモジュール１００が含まれた実施構成において、各バッテリーモジュール１００の間には、ベント経路が分離されるように構成され得る。例えば、図１１においてＷ１で示された部分のように、第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２との間には中央突出部が形成され得る。このような中央突出部は、バッテリーモジュール１００の上端から上方へ膨らむ形態で設けられ、消火タンク３００の下端に接触し得る。

【0134】

この場合、突出部は、ベントガスなどが他のバッテリーモジュール１００側へ流れることを防止し得る。例えば、第１モジュールＭ１でベントガスが開口部Ｏ１から噴出された場合、ベントガスは、第１モジュールＭ１の上部と消火タンク３００の下部との間に形成されたベント経路に沿って、図１０に示したように、左右方向（Ｘ軸方向）へ流れ得る。しかし、第１モジュールＭ１から排出されたベントガスは、第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２との間に形成された中央突出部Ｗ１によって、第２モジュールＭ２側へ移動しなくなる。即ち、第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２との間に形成された中央突出部Ｗ１は、これらの間でベントガスの移動を遮断する隔壁として機能し得る。特に、このような中央突出部Ｗ１は、シーリング性能を確保するために、ゴムやシリコーン、ウレタンのような弾性材質から構成され得る。

【0135】

このような中央突出部Ｗ１は、水平方向において、バッテリーモジュール１００の積層方向に直交する方向（Ｘ軸方向）へ長く延びるように形成され得る。例えば、図１０において、隔壁として、突出部は、Ｗ２で示された部分のように、第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２との間に位置し、左右方向（Ｘ軸方向）へ長く延びて形成され得る。

【0136】

本発明のこのような実施構成によれば、ベントガスのベント方向の制御がより確実に行われることが可能である。さらに、この場合、一部のバッテリーモジュール１００から排出されたベントガスが他のバッテリーモジュール１００へ流入することを遮断して、モジュール間の熱暴走伝播などの問題を予防できる。また、前記実施構成によれば、他のバッテリーモジュール１００から排出されたベントガスなどによって破裂部材３４０が破損して正常のバッテリーモジュール１００の内部へ消火剤が投入される問題を防止することができる。

【0137】

また、複数のバッテリーモジュール１００は、その外部側にも隔壁が形成され得る。例えば、図１１においてＷ３で示された部分のように、前側に位置した第１モジュールＭ１の前側上端の縁部にも消火タンク３００と接触してベント経路を密閉する隔壁構成として、突出部（前方突出部）が備えられ得る。また、図１１においてＷ３’で示された部分のように、後側に位置した第２モジュールＭ２の後側上端の縁部にも消火タンク３００と接触してベント経路を密閉する隔壁構成として、突出部（後方突出部）が備えられ得る。また、このような前方突出部Ｗ３及び後方突出部Ｗ３’は、シーリング性能を確保するために、ゴムやシリコーン、ウレタンのような弾性材質から構成され得る。

【0138】

本発明のこのような実施構成によれば、バッテリーモジュール１００と消火タンク３００との間に形成されたベント経路の密閉力を確保して、ベントガスが意図された方向のみへ排出されるようにすることができる。例えば、このような隔壁構成によれば、ベントガスが、図１０において矢印Ａ９及びＡ９’で示された方向のみへ移動し、他方向、例えば、バッテリーパックの前側へ移動することを防止し得る。

【0139】

前記消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００と結合する縁部に、バッテリーモジュール１００側へ突出するように構成されたカバー部をさらに含み得る。例えば、図７及び図１１の実施図面を参照すると、Ａ１１で示された部分のように、消火タンク３００の縁部における少なくとも一部の下端には、バッテリーモジュール１００の上端よりも下方へ延びたカバー部が形成され得る。そして、このようなカバー部は、消火タンク３００がバッテリーモジュール１００に設けられた場合、バッテリーモジュール１００の外側を囲む形態で構成され得る。

【0140】

本発明のこのような実施構成によれば、消火タンク３００とバッテリーモジュール１００との結合性がさらに向上できる。また、このような実施構成によれば、消火タンク３００から消火剤が噴射される場合、バッテリーモジュール１００の内部への消火剤の投入を容易にする一方、バッテリーパックの外部への消火剤の漏出を抑制することができる。

【0141】

また、前記実施構成によれば、意図しない方向へのベントガスの漏出を防止することができる。例えば、カバー部は、消火タンク３００の下部の縁部において、前側、左側及び右側の三つの縁部に形成され得る。この場合、消火タンク３００とバッテリーモジュール１００との間へ流入したベントガスが、バッテリーパックの後側へ流出されるように誘導し、前側や左側または右側方向へ漏れることを防止することができる。

【0142】

さらに、前記消火タンク３００は、バッテリーモジュール１００及び／または制御モジュール２００と結合する縁部にシーリング部材をさらに含み得る。例えば、前記消火タンク３００は、リング形態で構成された上部シーリング部材及び下部シーリング部材を備え得る。そして、上部シーリング部材は消火タンク３００の上部の縁部に備えられ、下部シーリング部材は消火タンク３００の下部の縁部に備えられ得る。このようなシーリング部材は、ゴムやシリコーン、ウレタンのような弾性材質からなり得る。

【0143】

このような実施構成によれば、消火タンク３００の上端及び／または下端において、他の構成要素（バッテリーモジュール、制御モジュール）との結合部分における密閉性能を確保することができる。そのため、当該部分からのベントガスの漏出、水や水分、埃のような異物の浸透を防止することができる。

【0144】

本発明によるバッテリーパックは、消火タンク３００やバッテリーモジュール１００、制御モジュール２００などが住宅やビルのような建物の壁体などと結合固定可能に構成され得る。例えば、消火タンク３００は、後面部に固定ホールが形成され、このような固定ホールから消火タンク３００が壁体に固定されるように構成され得る。または、本発明によるバッテリーパックは、壁体などと結合するように構成された固定ユニットをさらに含み得る。このような固定ユニットは、消火タンク３００やバッテリーモジュール１００などの構成要素と締結され、バッテリーパックを壁体に固定し得る。

【0145】

本発明によるエネルギー貯蔵システムは、前述した本発明によるバッテリー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、このようなバッテリーパックに加え、エネルギー貯蔵システムに含まれる通常の構成要素をさらに含み得る。特に、本発明によるエネルギー貯蔵システムは、住宅やビルなどでエネルギーを貯蔵するために使用される、住宅用（建物用）エネルギー貯蔵システムであり得る。

【0146】

以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0147】

１００ バッテリーモジュール
２００ 制御モジュール
３００ 消火タンク
３１０ 内部タンク
３２０ 外部タンク
３３０ 接続部材
３４０ 破裂部材
Ｃ１ モジュール締結部
Ｃ２ 制御締結部
Ｃ３１、Ｃ３２ タンク締結部
Ｅ１ モジュールコネクター
Ｅ２ 制御コネクター
Ｅ３１、Ｅ３２ タンクコネクター
Ｍ１ 第１モジュール
Ｍ２ 第２モジュール
Ｔ 消火タンクユニット
Ｔ１ 第１消火タンクユニット
Ｔ２ 第２消火タンクユニット

【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】2024-02-26

【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】

一つ以上のバッテリーセルを備えるバッテリーモジュールと、
前記バッテリーモジュールと接続され、前記バッテリーモジュールを管理するように構成された制御モジュールと、
消火剤を保有し、且つ、前記バッテリーモジュール及び前記制御モジュールのうち少なくとも一つに結合した消火タンクであって、一定温度及び／または一定圧力に到達すると破裂されるように構成されることで破裂時に前記消火剤が流出可能に構成された破裂部材を備える前記消火タンクと、
を含むことを特徴とする、バッテリーパック。

【請求項2】

前記消火タンクが、前記バッテリーモジュールと前記制御モジュールとの間に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記破裂部材が、前記消火タンクから脱着可能とされるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記消火タンクは、上端と下端に各々、前記制御モジュール及び前記バッテリーモジュールと結合可能に構成されたタンク締結部を備えることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記バッテリーモジュールが、前記消火タンクまたは前記制御モジュールと接触してベント経路を密閉する隔壁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記消火タンクが、前記バッテリーモジュールの上部に位置し、前記消火剤が前記バッテリーモジュール側へ自由落下するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記消火剤が、不凍液、塩水及び絶縁油のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

前記バッテリーモジュールは二つ以上が含まれ、
前記消火タンクは、二つ以上のバッテリーモジュールの各々に対して前記消火剤が別々に投入可能に構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項9】

前記破裂部材が、ガラス球として具現されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項10】

前記バッテリーモジュールには、内部空間と連通するように開口部が形成され、
前記破裂部材は、少なくとも部分的に前記バッテリーモジュールの開口部に挿入されるように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項11】

前記消火タンクには、前記開口部からベントガスが排出される場合に排出されたベントガスが移動するように、ベント経路が形成されることを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリーパック。

【請求項12】

前記消火タンクは、前記バッテリーモジュールに各々対応するように構成された複数の消火タンクユニットを含むことを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーパック。

【請求項13】

前記消火タンクユニットそれぞれは、独立した収容空間を有するように構成されることを特徴とする、請求項１２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含むことを特徴とする、エネルギー貯蔵システム。

【国際調査報告】