WO2025165008A1 - Battery pack - Google Patents
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- WO2025165008A1 WO2025165008A1 PCT/KR2025/000876 KR2025000876W WO2025165008A1 WO 2025165008 A1 WO2025165008 A1 WO 2025165008A1 KR 2025000876 W KR2025000876 W KR 2025000876W WO 2025165008 A1 WO2025165008 A1 WO 2025165008A1
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- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
Definitions
- the present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack including a plurality of cylindrical secondary batteries, wherein chain ignition within the battery pack can be prevented.
- Secondary batteries are rechargeable batteries that can be reused repeatedly.
- secondary batteries can be manufactured in the form of battery modules and/or battery packs.
- a battery module consists of multiple secondary batteries connected in series and/or parallel.
- a battery pack consists of multiple battery modules connected in series and/or parallel.
- Figure 1 is for explaining the direction of flame propagation when a secondary battery is ignited in a conventional battery pack.
- a battery pack (1) includes a plurality of battery modules (2, 3, 4).
- a conventional battery pack (1) adopts a structure in which a plurality of battery modules (2, 3, 4) are connected such that the positive terminal of one secondary battery and the negative terminal of another secondary battery adjacent thereto face each other.
- multiple battery modules (2, 3, 4) are referred to as the first module (2), the second module (3), and the third module (4) according to the arrangement order.
- the positive terminal (21) of the first battery (20) of the first module (2) may be arranged to face the negative terminal (32) of the second battery (30) of the second module (3), and the positive terminal (31) of the second battery (30) of the second module (3) may be arranged to face the negative terminal (42) of the third battery (40) of the third module (4).
- the direction in which the flame is emitted when an internal ignition occurs is the direction in which each positive terminal (21, 31, 41) is opened to the outside.
- the internal pressure of the first battery (20) increases due to the flame (50).
- the flame (50) inside the first battery (20) is emitted in the direction in which the positive terminal (21) of the first battery (20) is opened.
- the flame (50) within the first battery (20) is transmitted in the direction in which the positive terminal (21) of the first battery (20) is opened, i.e., to the negative terminal (32) of the second battery (30), and can ignite the second battery (30).
- the positive terminal (31) of the second battery (30) is opened and the fire can be transmitted to the negative terminal (42) of the third battery (40).
- the third battery (40) is ignited and the positive terminal (41) of the third battery (40) is opened, the flame (50) of the third battery (40) is transmitted to the surrounding area.
- the flame (50) of the first battery (20) is sequentially transmitted from the first battery (20) to the second battery (30), and from the second battery (30) to the third battery (40), with the first battery (20) as the ignition starting point.
- a conventional battery pack (1) when an internal fire occurs in a secondary battery, the flame (50) may spread in the direction of the opening of the positive terminal, causing a chain reaction of fires. Chain reaction of secondary batteries (20, 30, 40) may cause the flame (50) to rapidly spread to the periphery of the battery pack (1), resulting in a large-scale fire.
- the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to provide a battery pack in which the negative terminals of two adjacent secondary batteries are arranged to face each other, so that when one of the secondary batteries catches fire, the flame can be prevented from spreading to another adjacent secondary battery.
- each secondary battery is not arranged to face adjacent secondary batteries, but are arranged obliquely to face the inner surface of the battery pack.
- the purpose is to provide a battery pack in which the positive terminal of the secondary battery is arranged so as to face the inner surface of the pack case, so that when the secondary battery ignites, the flame is discharged to the inner surface of the pack case, thereby preventing the flame from being transmitted to adjacent secondary batteries and/or modules.
- the purpose is to provide a battery pack capable of securing a flame escape space between the positive terminal of a secondary battery and the inner surface of a pack case.
- the purpose is to provide a battery pack capable of reinforcing the rigidity of a pack case by mounting a reinforcing member in the empty space created between the inner surface of the pack case and two adjacent modules as a plurality of modules are arranged at an angle in the inner space of the pack case.
- the purpose is to provide a battery pack that can guide flames to the inside of a pack case when a secondary battery ignites by providing a flame passage in the above-mentioned reinforcement part.
- the purpose is to provide a battery pack that can prevent flames within a flame passage from being transmitted to adjacent modules by attaching a heat-resistant sheet to the above-mentioned reinforcement part.
- a battery pack which includes a pack case having a first inner surface, a second inner surface facing the first inner surface, and an inner space between the first inner surface and the second inner surface, and a plurality of modules including a plurality of secondary batteries arranged in the inner space of the pack case, the first end having a vent portion, and the second end in the opposite direction of the first end.
- each secondary battery is arranged such that the imaginary center line passing through the first end and the second end is neither parallel nor perpendicular to the first inner surface and the second inner surface, respectively.
- At least one secondary battery is arranged such that the first end is closer to the first inner surface than the second end, and another secondary battery is arranged such that the first end is closer to the second inner surface than the second end.
- the plurality of secondary batteries may be arranged in multiple rows such that the first ends of the secondary batteries in the first row adjacent to the first side and the first ends of the secondary batteries in the second row adjacent to the second side face different directions.
- a plurality of secondary batteries may be arranged in parallel along a diagonal direction in which the virtual center lines are inclined with respect to the first inner surface and the second inner surface, respectively.
- the secondary batteries of the first row of one module and the secondary batteries of the second row of the other module can be arranged so that their respective virtual center lines are coaxial.
- the second end of the secondary battery of the first row of one of the above modules may be arranged to face the second end of the secondary battery of the second row of the other module.
- the two adjacent modules may be arranged to form a first empty space between the first inner surface and a second empty space between the second inner surface.
- each module may be arranged so that when the secondary battery of the first row is ignited, the flame is emitted toward the first empty space, and when the secondary battery of the second row is ignited, the flame is emitted toward the second empty space.
- the battery pack may include a first reinforcing member having a first flame passage arranged in the first empty space and configured to receive a flame generated when the secondary battery of the first row is ignited, and a second reinforcing member having a second flame passage arranged in the second empty space and configured to receive a flame generated when the secondary battery of the second row is ignited.
- first reinforcing member may be positioned such that the first flame passage faces the first end of the secondary battery of the first row of the adjacent module
- second reinforcing member may be positioned such that the second flame passage faces the first end of the secondary battery of the second row of the adjacent module
- the first reinforcing member may include a plurality of first flame passages partitioned by the first ribs.
- the first flame passages may provide a flame escape space.
- the first reinforcing member may include a first heat-resistant sheet disposed within the first flame passage.
- the first heat-resistant sheet may include a mica sheet having an alumina silicate component.
- the second reinforcement portion may include a plurality of second flame passages partitioned by second ribs.
- the second reinforcing member may include a second heat-resistant sheet disposed within the second flame passage.
- the second heat-resistant sheet may include a mica sheet having an alumina silicate component.
- first end may include a positive terminal
- second end may include a negative terminal
- a battery pack includes a pack case having a first inner surface, a second inner surface facing the first inner surface, and an inner space between the first inner surface and the second inner surface, a plurality of modules including a plurality of secondary batteries arranged in the inner space of the pack case and having a positive terminal and a negative terminal, wherein each of the secondary batteries is arranged such that an imaginary center line passing through the positive terminal and the negative terminal is not parallel to or perpendicular to the first inner surface and the second inner surface, and in each of the modules, when at least one secondary battery is arranged such that the positive terminal is closer to the first inner surface than the negative terminal, another secondary battery may be arranged such that the positive terminal is closer to the second inner surface than the negative terminal.
- the battery pack according to at least one embodiment of the present invention has the following effects.
- the above battery pack is configured such that the negative terminals of two adjacent secondary batteries are arranged facing each other, so that when one of the secondary batteries catches fire, the flame can be prevented from spreading to the other adjacent secondary battery.
- the battery pack is arranged so that the positive terminal of the secondary battery faces the inner surface of the pack case, so that when the secondary battery ignites, the flame is discharged to the inner surface of the pack case, thereby preventing the flame from being transmitted to adjacent secondary batteries and/or modules.
- vents of each secondary battery are not arranged to face the adjacent secondary battery, but are arranged obliquely to face the inner surface of the battery pack, when the secondary battery ignites, the flames discharged through the vents may be discharged to the inner surface of the pack case.
- a flame escape space can be secured between the positive terminal of the secondary battery and the inner surface of the pack case.
- the battery pack can reinforce the rigidity of the pack case by installing a reinforcing member in the empty space created when a plurality of modules are arranged at an angle in the internal space of the pack case.
- the battery pack may provide a flame passage coaxial with the virtual center line of the secondary battery adjacent to the reinforcement part, so that when the secondary battery ignites, the flame may be guided to the inner surface of the pack case connected to the flame passage, thereby preventing the flame from being transmitted to an adjacent module.
- the battery pack can prevent flames within the flame passage from being transmitted to adjacent modules by attaching a heat-resistant sheet to either or both of the inner surface of the reinforcing portion including the flame passage and the outer surface of the reinforcing portion outside the flame passage.
- Figure 1 is for explaining the direction of flame propagation when a secondary battery is ignited in a conventional battery pack.
- FIG. 2 is a drawing for explaining a battery pack according to the first embodiment of the present invention, in which a reinforcing part is not mounted.
- Figure 3(a) is a configuration diagram of a secondary battery
- Figure 3(b) is a drawing for explaining the process in which a vent part provided with a positive terminal is opened by flame when the secondary battery is ignited.
- FIG. 4 is a drawing for explaining the direction in which flames of a secondary battery ignited in a battery pack according to the first embodiment of the present invention are transmitted.
- FIG. 5 is a drawing for explaining the arrangement of the first and second modules adjacent to each other and the arrangement of the first and second reinforcement parts in a battery pack according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a drawing for explaining the arrangement of a plurality of secondary batteries provided in a first module according to a second embodiment of the present invention and the arrangement of first and second reinforcing parts for the first module.
- FIG. 7 is a drawing for explaining the direction in which flames of a secondary battery ignited in a battery pack according to a second embodiment of the present invention are transmitted.
- FIG. 2 is a drawing for explaining a battery pack according to a first embodiment of the present invention, in which a reinforcing part is not mounted
- FIG. 3(a) is a diagram for explaining a configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3(b) is a drawing for explaining a process in which a vent part provided with a positive terminal is opened by flame when the secondary battery is ignited.
- a battery pack (100) includes a pack case (110) having a first inner surface (111), a second inner surface (112) facing the first inner surface (111), and an internal space (115) between the first inner surface (111) and the second inner surface (112).
- the first inner surface (111) and the second inner surface (112) may be arranged in parallel.
- the battery pack (100) is arranged in the internal space of the pack case (110) and includes a plurality of modules (200, 300) including a plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320).
- Each module (200, 300) includes a plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320).
- each secondary battery (210) has a first end (210a) having a vent portion (215) and a second end (210b) opposite to the first end (210a).
- the direction from the first inner surface (111) of the pack case (110) toward the second inner surface (112) is the y-axis direction
- the x-axis direction orthogonal to the y-axis direction may indicate the arrangement direction of multiple modules within the pack case (110).
- the first end (210a) may include a positive terminal (211), and the second end (210b) may include a negative terminal (212).
- the battery pack (100) may include a plurality of modules (200, 300) that are arranged in the internal space (115) of the pack case (110) and include a plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) having positive terminals and negative terminals.
- the above module (200, 300) may include a module case (201) and a plurality of secondary batteries (210, 220) arranged within the module case (201).
- the module case (201) may have a receiving space in which a plurality of secondary batteries (210, 220) can be received, and the module case (201) may have a structure in which both sides are open so as to expose a first end (210a) and a second end (210b) of each secondary battery (e.g., 210) to the outside.
- a plurality of secondary batteries may be arranged in a plurality of rows.
- the secondary batteries may be arranged in a first row adjacent to a first side (111) of the pack case (110), and the secondary batteries may be arranged in a second row adjacent to a second side (112) of the pack case (110).
- a plurality of secondary batteries may be arranged to form a plurality of rows along a direction from the first side (111) to the second side (112).
- each of the secondary batteries (210, 220, 310, 320) may be arranged such that the imaginary center lines (L1, L2) passing through the positive terminal of the first end and the negative terminal of the second end are not parallel to or perpendicular to the first inner surface (111) and the second inner surface (112) of the pack case (110), respectively.
- the secondary batteries (e.g., 210) may be arranged such that the imaginary center lines (L1) passing through the positive terminal (211) of the first end (210a) and the negative terminal (212) of the second end (210b) are not parallel to or perpendicular to the first inner surface (111) of the pack case (110), and may be arranged in a diagonal direction.
- the secondary battery (e.g., 210) may be arranged so that an imaginary center line (L1) passing through the positive terminal (211) of the first end (210a) and the negative terminal (212) of the second end (210b) is not parallel or orthogonal to the second inner surface (112) of the pack case (110), and may be arranged in a diagonal direction.
- the above-described virtual center lines (L1, L2) can be divided into a first virtual center line (L1) and a second virtual center line (L2).
- the first virtual center line (L1) is a virtual center line connecting the centers of the positive terminals (211, 311) and the negative terminals (212, 312) of the secondary batteries (210, 310) in the first row
- the second virtual center line (L2) is a virtual center line connecting the centers of the positive terminals (221, 321) and the negative terminals (222, 322) of the secondary batteries (220, 320) in the second row.
- the plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) may be arranged in parallel along an inclined diagonal direction (F) with respect to the first inner surface (111) and the second inner surface (112), respectively.
- the inclined direction (F) may be a direction in which the virtual first center line (L1) and the virtual second center line (L2) are inclined with respect to the first inner surface (111) and the second inner surface (112), respectively.
- the plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) can be arranged in multiple rows such that the positive terminals (211, 311) of the first ends of the secondary batteries (210, 310) of the first row and the positive terminals (221, 321) of the first ends of the secondary batteries (220, 320) of the second row face different directions.
- At least one secondary battery (210, 310) may be arranged such that the positive terminal (211, 311) is closer to the first inner surface (111) than the negative terminal (212, 312), while another secondary battery (220, 320) may be arranged such that the positive terminal (221, 321) is closer to the second inner surface (112) than the negative terminal (222, 322).
- the plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) may be arranged such that the positive terminals (211, 311) of the first ends of the secondary batteries (210, 310) of the first row are arranged adjacent to the first surface (111) in a direction toward the first surface (111), and the positive terminals (221, 321) of the first ends of the secondary batteries (220, 320) of the second row are arranged adjacent to the second surface (112) in a direction toward the second surface (112).
- first module (200) two adjacent modules (200, 300) are referred to as a first module (200) and a second module (300) according to the arrangement order along the module arrangement direction (x-axis direction).
- the first module (200) refers to a module placed on the left side (also referred to as the front side in the longitudinal direction of the pack case) of the pack case (110).
- the secondary battery provided in the first module (200) is referred to as a "first secondary battery (210, 220)".
- the secondary battery provided in the first module (200) is referred to as a "first secondary battery (210, 220)”.
- the first secondary battery (210, 220) may include a first secondary battery (210) in the first row and a first secondary battery (220) in the second row.
- the second module (300) refers to a module arranged on the right side of the pack case (110) (also referred to as the rear side in the longitudinal direction of the pack case) and is a module arranged at the rear end of the first module (200) adjacent to the first module (200).
- the second module (300) has the same structure as the first module (200).
- the secondary battery provided in the second module (300) is referred to as a "second secondary battery (310, 320)".
- the second secondary battery (310, 320) may include a second secondary battery (310) in the first row and a second secondary battery (320) in the second row.
- each module (200, 300) When each module (200, 300) is arranged at an angle within the pack case (110), a plurality of empty spaces can be formed between each module (200, 300) and the first side (111) and the second side (112).
- the empty spaces can function as flame escape spaces when the secondary battery ignites.
- the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row can be positioned adjacent to the first inner surface (111).
- the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row is positioned to face the adjacent first empty space (120a).
- the positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row can be positioned adjacent to the second inner surface (112). In the internal space (115) of the pack case (110), the positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row is positioned facing the adjacent second empty space (130a).
- the second module (300) may be arranged so that the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) and the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300) are positioned on a virtual coaxial line.
- the second module (300) may be arranged at the rear end of the first module (200) so that a portion of the second module (300) is in contact with the first module (200).
- first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) and the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300) may be arranged in a straight line along the diagonal direction (F).
- the negative terminal (212) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) may be arranged to face the negative terminal (322) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300).
- the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) may be placed on the opposite side to the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300).
- the positive terminal (311) of the second secondary battery (310) of the first row may be positioned to face the adjacent first empty space (120b).
- the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row may be positioned to face the adjacent second empty space (130b).
- the plurality of first empty spaces (120a, 120b) refer to a space positioned between the first surface (111) of the pack case (110) and each module (200, 300)
- the plurality of second empty spaces (130a, 130b) refer to a space positioned between the second surface (112) of the pack case (110) and each module (200, 300).
- a plurality of first empty spaces (120a, 120b) may be provided in the inner space of the pack case (110) as the first and second modules (200, 300) are arranged at an angle with respect to the first inner surface (111).
- each of the first empty spaces (120a, 120b) may be an individual space that can be divided into different areas of the first inner surface (111).
- Each of the first empty spaces (120a, 120b) may be a closed space separated along the module arrangement direction.
- One of the first empty spaces (120a) may be a space adjacent to the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200).
- the other of the first empty spaces (120b) may be a space adjacent to the positive terminal (311) of the second secondary battery (310) of the first row of the second module (300).
- the first empty spaces (120a, 120b) may have a triangular cross-section that includes a portion of the first inner surface (111).
- a plurality of second empty spaces (130a, 130b) may be provided in the inner space of the pack case (110) as the first and second modules (200, 300) are arranged at an angle with respect to the second inner surface (112).
- each of the second empty spaces (130a, 130b) may be an individual space that can be divided into different areas of the second inner surface (112).
- Each of the second empty spaces (130a, 130b) may be a closed space separated along the module arrangement direction.
- Each second empty space (130a, 130b) can be spaced apart from each first empty space (120a, 120b) along the diagonal direction (F).
- One of the second empty spaces (130a) may be a space adjacent to the positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row of the first module (200).
- the other of the second empty spaces (130b) may be a space adjacent to the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300).
- the second empty spaces (130a, 130b) may have a triangular cross-section that includes a portion of the second inner surface (112).
- the battery pack (100) may include a plurality of first bus bars (410) for electrically connecting the secondary batteries (210, 310) arranged in the first row in each module, and a plurality of second bus bars (420) for electrically connecting the secondary batteries (220, 320) arranged in the second row.
- the first and second bus bars (410, 420) have the same structure.
- the first and second modules (200, 300) may be arranged so that the secondary batteries are electrically connected in series.
- the first bus bar (410) may have a positive electrode connection portion (411) that is electrically connected to the positive terminal of one secondary battery disposed in the same column of the first module and the second module, and a negative electrode connection portion (412) that is electrically connected to the negative terminal of another secondary battery adjacent thereto.
- the first bus bar (410) may have a bending portion (413) provided between the positive electrode connection portion (411) and the negative electrode connection portion (412).
- the first bus bar (410) has the negative terminal (412) bent at a predetermined angle relative to the positive terminal (411), and can electrically connect the negative terminal (212) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) and the positive terminal (311) of the secondary battery (310) of the first row of the second module (300).
- the second bus bar (420) can electrically connect the positive terminal (221) of the second secondary battery (220) of the second row of the first module (200) and the negative terminal (322) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300).
- FIG. 4 is a drawing for explaining the direction in which flames of a secondary battery ignited in a battery pack according to the first embodiment of the present invention are transmitted.
- FIG. 4 is a drawing of the battery pack (100) of FIG. 2 with the first bus bar (410) and the second bus bar (420) omitted, and illustrates the direction in which flames are emitted.
- the direction of emission of the flame (50) of the first secondary battery (210, 220) is the direction in which the positive terminal (211, 221) is opened.
- the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row is positioned to face the adjacent first empty space (120a).
- the flame (50) can be discharged along the first direction (F1) to any one of the first empty spaces (120a).
- the above first direction (F1) is a direction inclined toward the front side of the pack case (110) on the first inner surface (111).
- the flame (50) of the first secondary battery (210) of the first row can be discharged along the first direction (F1) into any one of the first empty spaces (120a).
- the flame (50) can be discharged to the outside of the pack case (110) by damaging a portion of the first inner surface (111) of the pack case (110).
- the positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row of the first module (200) is positioned to face the adjacent second empty space (130a).
- the flame (50) may be discharged to any one of the second empty spaces (130a) along the second direction (F2).
- the flame (50) may damage a portion of the second inner surface (112) of the pack case (110) in any one of the second empty spaces (130a) and be discharged to the outside of the pack case (110).
- the above second direction (F2) may be the opposite direction to the above first direction (F1).
- the direction of emission of the flame (50) of the second secondary battery (310, 320) of the second module (300) is the direction in which the positive terminal (311, 321) is opened.
- the positive terminal (311) of the second secondary battery (310) of the first row of the second module (300) is positioned to face the adjacent first empty space (120b).
- the flame (50) of the second secondary battery (310) of the first row can be discharged to the other first empty space (120b) along the first direction (F1).
- it can be discharged to the outside of the pack case (110) by damaging a part of the first inner surface (111) of the pack case (110).
- the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300) is positioned to face the adjacent second empty space (130b).
- the flame (50) can be discharged to another second empty space (130b) along the second direction (F2).
- the flame (50) can be discharged to the outside of the pack case (110) by damaging a portion of the second inner surface (112) of the pack case (110) in the other second empty space (130b).
- the battery pack (100) can prevent the flame (50) from being transmitted to other secondary batteries adjacent to the ignited secondary battery by allowing the flame (50) to be discharged to different areas of the first inner surface (111) and the second inner surface (112) of the pack case when the secondary battery ignites.
- the battery pack (100) is arranged so that the positive terminal (211, 221) of the first secondary battery (210, 220) and the negative terminal (312, 322) of the second secondary battery (310, 320) do not face each other, thereby preventing a flame (50) ignited in the first secondary battery (210, 220) from being transmitted to the second secondary battery (310, 320).
- all secondary batteries may have the same structure.
- the first secondary battery (210) may include a battery can (213), an electrode assembly (214), an electrolyte (not shown), a positive terminal (211), and a negative terminal (212).
- the above electrode assembly (214) is formed by rolling a positive electrode (not shown) and a negative electrode (not shown) with a separator (not shown) as a medium.
- the electrode assembly (214) is accommodated in the internal space (115) of the battery can (213) together with the electrolyte (not shown).
- the battery can (213) has a cylindrical shape with an opening (218).
- the negative terminal (212) may be provided on the bottom surface of the battery can (213).
- the negative terminal (212) is electrically connected to the negative electrode (not shown) of the electrode assembly (214).
- a vent part (215) having the positive electrode terminal (211) is mounted in the opening (218) of the battery can (213).
- the vent part (215) is provided to seal the opening (218) of the battery can (213).
- the vent part (215) is provided as an integral part with the positive electrode terminal (211).
- the positive electrode terminal (211) is electrically connected to the positive electrode (not shown) of the electrode assembly (214).
- the pressure in the internal space of the battery can (213) increases due to the flame (50).
- the high-pressure internal pressure pressurizes the vent part (215) provided with the positive terminal (211).
- the vent part (215) provided with the positive terminal (211) can be separated from the battery can (213) by the high-pressure internal pressure.
- the flame (50) inside the battery can (213) is discharged to the outside through the open portion of the vent section (215) provided with the positive terminal (211), i.e., the opening (218) of the battery can (213).
- the flame (50) can be discharged from the battery can (213) in the direction in which the high-pressure internal pressure presses the vent section (215) provided with the positive terminal (211).
- FIG. 5 is a drawing for explaining the arrangement of adjacent first and second modules and the arrangement of first and second reinforcing members in a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a drawing for explaining the arrangement of a plurality of secondary batteries provided in a first module according to a second embodiment of the present invention and the arrangement of the first and second reinforcing members for the first module.
- FIG. 7 is a drawing for explaining the direction in which flames of secondary batteries ignited in a battery pack according to a second embodiment of the present invention are transmitted.
- FIGS. 5 to 7 a battery pack according to a second embodiment of the present invention will be described as follows.
- This embodiment is an embodiment in which first and second reinforcing members (600, 700) are additionally installed in the battery pack (100) illustrated in FIG. 2 to reinforce the rigidity of the pack case (110).
- first and second reinforcement parts (600, 700) will be described.
- the first module (200) includes a plurality of first secondary batteries (210, 220) and a module case (201).
- the first secondary batteries (210, 220) include one or more first secondary batteries (210) in a first row and one or more first secondary batteries (220) in a second row.
- the module case (201) is for protecting the plurality of first secondary batteries (210, 220).
- the four first secondary batteries (210, 220) may be housed in the module case (201) such that two positive terminals (211) are positioned on the front side (200a) of the first module (200) facing the first side (211), and two positive terminals (221) are positioned on the rear side (200b) of the first module (200) facing the second side (112).
- the number of first secondary batteries (210, 220) used may vary depending on the capacity of the first module (200), and is not limited to the structure illustrated in this document.
- the first reinforcing member (600) is mounted on the first inner surface (111) in each of the first empty spaces (120a, 120b), thereby reinforcing the rigidity of the pack case (110) on the first inner surface (111).
- the above first reinforcing member (600) has a first flame passage (610) provided to guide the flame (50) discharged along the first direction (F1) to the first inner surface (111).
- the first reinforcing member (600) may be positioned in the first empty space (120a, 120b) so that the first flame passage (610) is positioned coaxially with the imaginary first center line (L1) of the secondary battery (210, 310) of the first row of adjacent modules.
- the first flame passage (610) can be arranged to face the positive terminal (211) of the front end (200a) of the first module (200).
- the first reinforcing member (600) includes a plurality of first flame passages (610) partitioned by first ribs (630), and each first flame passage (610) can be arranged coaxially with an imaginary first center line (L1) of each secondary battery arranged in the first row of the adjacent module.
- the above first rib (630) is intended to reinforce the rigidity of the first flame passage (610).
- a plurality of first flame passages (610) partitioned by the first rib (630) may be arranged to face the secondary batteries arranged in the first row, respectively.
- first reinforcing member (600) may include a first heat-resistant sheet (620) to block the flame (50) within the first flame passage (610) from being transmitted to an adjacent module.
- the first heat-resistant sheet (620) may be mounted on the outer surface of the first reinforcing member (600) exposed to the first empty space (120a, 120b).
- the first heat-resistant sheet (620) may also be mounted on the inner surface of the first flame passage (610).
- the first heat-resistant sheet (620) has a heat resistance sufficient to withstand a flame (50).
- the first heat-resistant sheet (620) may be a mica sheet.
- the mica sheet is a heat-resistant sheet containing an alumina silicate component.
- the mica sheet has a mica material.
- the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row is opened in the first direction (F1) due to the flame (50).
- the flame (50) can be discharged into the first flame passage (610) along the first direction (F1).
- the first reinforcing member (600) is arranged so that the first flame passage (610) is positioned in a straight line with the imaginary first center line (L1) of the first secondary battery (210) of the first row, so that when the first secondary battery (210) of the first row ignites, the flame (50) can be guided to the first inner surface (111) of the pack case (110).
- the first flame passage (610) can be blocked from heat transfer to an adjacent module (200 or 300) by the first heat-resistant sheet (620).
- the second reinforcing member (700) is mounted on the second inner surface (112) in the second empty space (130a, 130b), thereby reinforcing the rigidity of the pack case (110) on the second inner surface (112).
- the second reinforcing member (700) has a second flame passage (710) provided to guide the flame (50) discharged along the second direction (F2) to the second inner surface (112).
- the second reinforcing member (700) may be positioned in the second empty space (130a, 130b) such that the second flame passage (710) is positioned coaxially with the imaginary second center line (L2) of the secondary batteries (220, 320) of the second row of adjacent modules.
- the second reinforcing member (700) may have the same structure as the first reinforcing member (600).
- the second reinforcing member (700) includes a plurality of second flame passages (710) partitioned by second ribs (730), and each second flame passage (710) can be arranged so as to be coaxial with an imaginary second center line (L2) of each secondary battery arranged in the second row of the adjacent module.
- the number of second flame passages (710) can vary depending on the number of secondary batteries in the second row of each module.
- the second reinforcing member (700) may include a second heat-resistant sheet (720) to block the flame (50) within the second flame passage (710) from being transmitted to an adjacent module.
- the second heat-resistant sheet (720) has a heat resistance sufficient to withstand a flame (50).
- a mica sheet may be used as the second heat-resistant sheet (720).
- the mica sheet is a heat-resistant sheet containing an alumina silicate component.
- the mica sheet has a mica material.
- the second heat-resistant sheet (720) may be mounted on the outer surface of the second reinforcing member (700) exposed to the second empty space (130a, 130b). In addition, the second heat-resistant sheet (720) may be mounted on the inner surface of the second flame passage (710). The second heat-resistant sheet (720) may prevent the flame (50) moving along the second flame passage (710) from being transmitted to the surrounding area.
- the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row is opened in the second direction (F2) due to the flame (50).
- the flame (50) can be discharged to the second flame passage (710) along the second direction (F2).
- the second reinforcing member (700) is positioned so that the second flame passage (710) is positioned in a straight line with the virtual second center line (L2) of the second secondary battery (320) of the second row, so that when the second secondary battery (320) of the second row is ignited, the flame (50) can be guided to the second inner surface (112) of the pack case (110).
- the battery pack (100) has a first reinforcing member (600) provided in each of the first empty spaces (120a, 120b) and a second reinforcing member (700) provided in each of the second empty spaces (130a, 130b), so that the rigidity of the pack case (110) can be reinforced.
- the battery pack (100) can prevent flames (50) from being transmitted to surrounding secondary batteries and surrounding modules by providing a first flame passage (610) and a second flame passage (710) in the direction in which the positive terminal is opened.
- the first flame passage (610) and the second flame passage (710) are spaced apart from each other in a diagonal direction.
- the flame when one secondary battery catches fire, the flame can be prevented from spreading to another adjacent secondary battery.
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이며, 상세하게 복수 개의 원통형 이차 전지를 포함하는 배터리 팩으로서, 배터리 팩 내에 연쇄 발화를 방지할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다. The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack including a plurality of cylindrical secondary batteries, wherein chain ignition within the battery pack can be prevented.
본 출원은 2024년 1월 31일자 한국 특허 출원 제10-2024-0014553호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application claims the benefit of priority to Korean Patent Application No. 10-2024-0014553, filed January 31, 2024, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
이차 전지는 충전을 통해 반복 사용가능한 전지이다. 전자 기기의 용량 및 출력에 따라 이차 전지는 배터리 모듈 및/또는 배터리 팩의 형태로 제작될 수 있다. 배터리 모듈은 복수 개의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 것이다. 배터리 팩은 복수 개의 배터리 모듈이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 것이다. Secondary batteries are rechargeable batteries that can be reused repeatedly. Depending on the capacity and output of the electronic device, secondary batteries can be manufactured in the form of battery modules and/or battery packs. A battery module consists of multiple secondary batteries connected in series and/or parallel. A battery pack consists of multiple battery modules connected in series and/or parallel.
도 1은 종래의 배터리 팩에서, 이차 전지의 발화시 화염의 전달 방향을 설명하기 위한 것이다. Figure 1 is for explaining the direction of flame propagation when a secondary battery is ignited in a conventional battery pack.
도 1을 참조하면, 배터리 팩(1)은 복수 개의 배터리 모듈(2, 3, 4)을 포함한다. 종래의 배터리 팩(1)은 어느 하나의 이차 전지의 양극 단자와 이에 인접한 다른 하나의 이차 전지의 음극 단자가 서로 마주보도록 복수 개의 배터리 모듈(2, 3, 4)이 연결되는 구조를 채택하고 있다. Referring to Fig. 1, a battery pack (1) includes a plurality of battery modules (2, 3, 4). A conventional battery pack (1) adopts a structure in which a plurality of battery modules (2, 3, 4) are connected such that the positive terminal of one secondary battery and the negative terminal of another secondary battery adjacent thereto face each other.
설명의 편의를 위해, 복수 개의 배터리 모듈(2, 3, 4)에 대해서는 배열 순서에 따라 제1 모듈(2), 제2 모듈(3) 및 제3 모듈(4)로 구분지어 지칭한다. For convenience of explanation, multiple battery modules (2, 3, 4) are referred to as the first module (2), the second module (3), and the third module (4) according to the arrangement order.
예를 들어, 상기 제1 모듈(2) 내지 제3 모듈(4)이 전기적으로 직렬 연결된 경우, 제1 모듈(2)의 제1 전지(20)의 양극 단자(21)는 제2 모듈(3)의 제2 전지(30)의 음극 단자(32)와 마주보고, 제2 모듈(3)의 제2 전지(30)의 양극 단자(31)는 제3 모듈(4)의 제3 전지(40)의 음극 단자(42)와 마주보게 배치될 수 있다. For example, when the first module (2) to the third module (4) are electrically connected in series, the positive terminal (21) of the first battery (20) of the first module (2) may be arranged to face the negative terminal (32) of the second battery (30) of the second module (3), and the positive terminal (31) of the second battery (30) of the second module (3) may be arranged to face the negative terminal (42) of the third battery (40) of the third module (4).
상기 제1 전지(20) 내지 제3 전지(40)가 원통형 이차 전지인 경우, 내부 발화시 화염의 배출 방향은 각각의 양극 단자(21, 31, 41)가 외부로 개방되는 방향이다. When the first battery (20) to the third battery (40) are cylindrical secondary batteries, the direction in which the flame is emitted when an internal ignition occurs is the direction in which each positive terminal (21, 31, 41) is opened to the outside.
예컨대, 제1 전지(20)가 발화되면, 제1 전지(20)는 화염(50)으로 인해 내부 압력이 상승하게 된다. 제1 전지(20)의 양극 단자(21)가 내부 압력에 의해 제1 전지(20)에서 분리되면, 제1 전지(20) 내의 화염(50)은 제1 전지(20)의 양극 단자(21)가 개방된 방향으로 배출된다. For example, when the first battery (20) ignites, the internal pressure of the first battery (20) increases due to the flame (50). When the positive terminal (21) of the first battery (20) is separated from the first battery (20) due to the internal pressure, the flame (50) inside the first battery (20) is emitted in the direction in which the positive terminal (21) of the first battery (20) is opened.
종래의 배터리 팩(1)은 상기 제1 전지(20)의 내부 발화시 상기 제1 전지(20)의 양극 단자(21)는 상기 제2 전지(30)의 음극 단자(32)를 향해 개방되고, 상기 제2 전지(30)의 음극 단자(32)를 파손할 수 있다. In the conventional battery pack (1), when the first battery (20) catches fire internally, the positive terminal (21) of the first battery (20) opens toward the negative terminal (32) of the second battery (30), which may damage the negative terminal (32) of the second battery (30).
상기 제1 전지(20) 내의 화염(50)은 상기 제1 전지(20)의 양극 단자(21)가 개방되는 방향, 즉, 제2 전지(30)의 음극 단자(32)로 전달되고 상기 제2 전지(30)를 발화시킬 수 있다. The flame (50) within the first battery (20) is transmitted in the direction in which the positive terminal (21) of the first battery (20) is opened, i.e., to the negative terminal (32) of the second battery (30), and can ignite the second battery (30).
상기 제2 전지(30)가 발화되면 상기 제2 전지(30)의 양극 단자(31)가 개방되면서 상기 제3 전지(40)의 음극 단자(42)로 전달될 수 있다. 상기 제3 전지(40)는 발화되면서 상기 제3 전지(40)의 양극 단자(41)가 개방되면서, 제3 전지(40)의 화염(50)이 주변부로 전달된다.When the second battery (30) is ignited, the positive terminal (31) of the second battery (30) is opened and the fire can be transmitted to the negative terminal (42) of the third battery (40). When the third battery (40) is ignited and the positive terminal (41) of the third battery (40) is opened, the flame (50) of the third battery (40) is transmitted to the surrounding area.
제1 전지(20)의 화염(50)은 제1 전지(20)를 발화 시작점으로 하여 상기 제1 전지(20)에서 제2 전지(30)로, 그리고, 상기 제2 전지(30)에서 제3 전지(40)로 차례로 전달된다. The flame (50) of the first battery (20) is sequentially transmitted from the first battery (20) to the second battery (30), and from the second battery (30) to the third battery (40), with the first battery (20) as the ignition starting point.
종래의 배터리 팩(1)은 이차 전지의 내부 발화시 화염(50)이 양극 단자가 개방되는 방향으로 전달되면서 연쇄 발화될 수 있다. 이차 전지들(20, 30, 40)의 연쇄 발화는 화염(50)이 배터리 팩(1)의 주변부로 빠르게 전달되어 대형 화재를 유발시킬 수 있다. In a conventional battery pack (1), when an internal fire occurs in a secondary battery, the flame (50) may spread in the direction of the opening of the positive terminal, causing a chain reaction of fires. Chain reaction of secondary batteries (20, 30, 40) may cause the flame (50) to rapidly spread to the periphery of the battery pack (1), resulting in a large-scale fire.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 서로 인접한 두 개의 이차 전지의 음극 단자를 마주보게 배치하여, 어느 하나의 이차 전지의 발화시 인접한 다른 하나의 이차 전지로의 화염의 전달을 방지할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to provide a battery pack in which the negative terminals of two adjacent secondary batteries are arranged to face each other, so that when one of the secondary batteries catches fire, the flame can be prevented from spreading to another adjacent secondary battery.
또한, 각각의 이차전지의 벤트부가 인접한 이차전지를 향하도록 배열되지 않고, 배터리 팩의 내면을 향하도록 비스듬히 배열된 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a battery pack in which the vent portions of each secondary battery are not arranged to face adjacent secondary batteries, but are arranged obliquely to face the inner surface of the battery pack.
또한, 이차 전지의 양극 단자가 팩 케이스의 내면을 향하도록 배치하여, 이차 전지의 발화시 화염이 팩 케이스의 내면으로 배출되도록 하여, 인접한 이차 전지 및/또는 모듈로 화염의 전달을 방지할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the purpose is to provide a battery pack in which the positive terminal of the secondary battery is arranged so as to face the inner surface of the pack case, so that when the secondary battery ignites, the flame is discharged to the inner surface of the pack case, thereby preventing the flame from being transmitted to adjacent secondary batteries and/or modules.
또한, 이차 전지의 양극 단자와 팩 케이스의 내면 사이에 화염 도피 공간을 확보할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the purpose is to provide a battery pack capable of securing a flame escape space between the positive terminal of a secondary battery and the inner surface of a pack case.
또한, 복수 개의 모듈이 팩 케이스의 내부 공간에 경사지게 배치됨에 따라 상기 팩 케이스의 내면과 인접한 두 개의 모듈 간에 생기는 빈 공간에 보강부를 장착하여, 팩 케이스의 강성을 보강할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the purpose is to provide a battery pack capable of reinforcing the rigidity of a pack case by mounting a reinforcing member in the empty space created between the inner surface of the pack case and two adjacent modules as a plurality of modules are arranged at an angle in the inner space of the pack case.
또한, 상기 보강부에 화염 통로를 마련하여, 이차 전지의 발화시 화염을 팩 케이스의 내면으로 안내할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the purpose is to provide a battery pack that can guide flames to the inside of a pack case when a secondary battery ignites by providing a flame passage in the above-mentioned reinforcement part.
또한, 상기 보강부에 내열 시트를 부착하여, 화염 통로 내의 화염이 인접한 모듈로 전달되는 것을 방지할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the purpose is to provide a battery pack that can prevent flames within a flame passage from being transmitted to adjacent modules by attaching a heat-resistant sheet to the above-mentioned reinforcement part.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 내면, 상기 제1 내면과 마주보는 제2 내면, 및 상기 제1 내면과 상기 제2 내면 사이에 내부 공간을 갖는 팩 케이스 및 상기 팩 케이스의 내부 공간에 배치되고, 벤트부를 갖는 제1 단부 및 제1 단부의 반대방향의 제2 단부를 갖는 복수 개의 이차 전지를 포함하는 복수 개의 모듈을 포함하는 배터리 팩이 제공된다.In order to solve the above-mentioned problem, according to one aspect of the present invention, a battery pack is provided, which includes a pack case having a first inner surface, a second inner surface facing the first inner surface, and an inner space between the first inner surface and the second inner surface, and a plurality of modules including a plurality of secondary batteries arranged in the inner space of the pack case, the first end having a vent portion, and the second end in the opposite direction of the first end.
또한, 각각의 이차 전지는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부를 통과하는 가상의 중심선이 제1 내면 및 제2 내면과 각각 평행하거나 직교하지 않게 배열된다.Additionally, each secondary battery is arranged such that the imaginary center line passing through the first end and the second end is neither parallel nor perpendicular to the first inner surface and the second inner surface, respectively.
또한, 각각의 모듈에서, 적어도 하나의 이차 전지는 상기 제1 단부가 상기 제2 단부보다 제1 내면과 인접하게 배치될 때, 또 다른 이차 전지는 상기 제1 단부가 상기 제2 단부보다 제2 내면과 인접하게 배치된다. Additionally, in each module, at least one secondary battery is arranged such that the first end is closer to the first inner surface than the second end, and another secondary battery is arranged such that the first end is closer to the second inner surface than the second end.
또한, 각각의 모듈에서, 상기 복수 개의 이차 전지는 제1 면과 인접한 제1 열의 이차 전지의 제1 단부 및 제2 면과 인접한 제2 열의 이차 전지의 제1 단부가 서로 다른 방향을 향하도록 다열 배치될 수 있다.Additionally, in each module, the plurality of secondary batteries may be arranged in multiple rows such that the first ends of the secondary batteries in the first row adjacent to the first side and the first ends of the secondary batteries in the second row adjacent to the second side face different directions.
또한, 각각의 모듈에서, 복수 개의 이차 전지는 가상의 중심선이 상기 제1 내면 및 상기 제2 내면에 대해 각각 경사진 사선 방향을 따라 평행하게 배치될 수 있다. Additionally, in each module, a plurality of secondary batteries may be arranged in parallel along a diagonal direction in which the virtual center lines are inclined with respect to the first inner surface and the second inner surface, respectively.
또한, 서로 인접한 두 개의 모듈에서, 어느 하나의 모듈의 제1 열의 이차 전지와 다른 하나의 모듈의 제2 열의 이차 전지는 각각의 가상의 중심선이 동축 상에 위치하도록 배치될 수 있다. Additionally, in two adjacent modules, the secondary batteries of the first row of one module and the secondary batteries of the second row of the other module can be arranged so that their respective virtual center lines are coaxial.
또한, 상기 어느 하나의 모듈의 제1 열의 이차 전지의 제2 단부는 상기 다른 하나의 모듈의 제2 열의 이차 전지의 제2 단부와 마주보게 배치될 수 있다. Additionally, the second end of the secondary battery of the first row of one of the above modules may be arranged to face the second end of the secondary battery of the second row of the other module.
또한, 상기 서로 인접한 두 개의 모듈은 상기 제1 내면과의 사이에 제1 빈 공간을 형성하고, 상기 제2 내면과의 사이에 제2 빈 공간을 형성하도록 배치될 수 있다. Additionally, the two adjacent modules may be arranged to form a first empty space between the first inner surface and a second empty space between the second inner surface.
또한, 각각의 모듈은, 제1 열의 이차 전지의 발화시 화염이 상기 제1 빈 공간을 향해 배출되고, 제2 열의 이차 전지의 발화시 화염이 제2 빈 공간을 향해 배출되도록 마련될 수 있다. Additionally, each module may be arranged so that when the secondary battery of the first row is ignited, the flame is emitted toward the first empty space, and when the secondary battery of the second row is ignited, the flame is emitted toward the second empty space.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 제1 빈 공간에 배치되고, 상기 제1 열의 이차 전지의 발화시 발생된 화염이 수용되도록 마련된 제1 화염 통로를 갖는 제1 보강부 및 상기 제2 빈 공간에 배치되고, 상기 제2 열의 이차 전지의 발화시 발생된 화염이 수용되도록 마련된 제2 화염 통로를 갖는 제2 보강부를 포함할 수 있다. Additionally, the battery pack may include a first reinforcing member having a first flame passage arranged in the first empty space and configured to receive a flame generated when the secondary battery of the first row is ignited, and a second reinforcing member having a second flame passage arranged in the second empty space and configured to receive a flame generated when the secondary battery of the second row is ignited.
또한, 상기 제1 보강부는 상기 제1 화염 통로가 인접한 모듈의 제1 열의 이차 전지의 제1 단부와 마주하도록 위치할 수 있고, 상기 제2 보강부는 상기 제2 화염 통로가 인접한 모듈의 제2 열의 이차 전지의 제1 단부와 마주하도록 위치할 수 있다. Additionally, the first reinforcing member may be positioned such that the first flame passage faces the first end of the secondary battery of the first row of the adjacent module, and the second reinforcing member may be positioned such that the second flame passage faces the first end of the secondary battery of the second row of the adjacent module.
또한, 상기 제1 보강부는 제1 리브에 의해 구획된 복수 개의 제1 화염 통로를 포함할 수 있다. 상기 제1 화염 통로는 화염 도피 공간을 제공할 수 있다.Additionally, the first reinforcing member may include a plurality of first flame passages partitioned by the first ribs. The first flame passages may provide a flame escape space.
또한, 상기 제1 보강부는 상기 제1 화염 통로 내에 배치된 제1 내열 시트를 포함할 수 있다. Additionally, the first reinforcing member may include a first heat-resistant sheet disposed within the first flame passage.
또한, 상기 제1 내열 시트는 알루미나 실리게이트 성분을 갖는 마이카 시트(mica sheet)을 포함할 수 있다. Additionally, the first heat-resistant sheet may include a mica sheet having an alumina silicate component.
또한, 상기 제2 보강부는 제2 리브에 의해 구획된 복수 개의 제2 화염 통로를 포함할 수 있다. Additionally, the second reinforcement portion may include a plurality of second flame passages partitioned by second ribs.
또한, 상기 제2 보강부는 상기 제2 화염 통로 내에 배치된 제2 내열 시트를 포함할 수 있다. Additionally, the second reinforcing member may include a second heat-resistant sheet disposed within the second flame passage.
또한, 상기 제2 내열 시트는 알루미나 실리게이트 성분을 갖는 마이카 시트(mica sheet)을 포함할 수 있다. Additionally, the second heat-resistant sheet may include a mica sheet having an alumina silicate component.
또한, 상기 제1 단부는 양극 단자를 포함하고, 제2 단부를 음극 단자를 포함할 수 있다. Additionally, the first end may include a positive terminal, and the second end may include a negative terminal.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 배터리 팩은, 제1 내면, 상기 제1 내면과 마주보는 제2 내면, 및 상기 제1 내면과 상기 제2 내면 사이에 내부 공간을 갖는 팩 케이스, 상기 팩 케이스의 내부 공간에 배치되고, 양극단자 및 음극단자를 갖는 복수 개의 이차 전지를 포함하는 복수 개의 모듈을 포함하고, 각각의 이차 전지는 상기 양극단자와 상기 음극단자를 통과하는 가상의 중심선이 제1 내면 및 제2 내면과 평행하거나 직교하지 않게 배열되고, 상기 각각의 모듈에서 적어도 하나의 이차 전지는 상기 양극단자가 상기 음극단자보다 제1 내면과 인접하게 배치될 때, 또 다른 이차 전지는 상기 양극단자가 상기 음극단자보다 제2 내면과 인접하게 배치될 수 있다.In addition, a battery pack according to another embodiment of the present invention includes a pack case having a first inner surface, a second inner surface facing the first inner surface, and an inner space between the first inner surface and the second inner surface, a plurality of modules including a plurality of secondary batteries arranged in the inner space of the pack case and having a positive terminal and a negative terminal, wherein each of the secondary batteries is arranged such that an imaginary center line passing through the positive terminal and the negative terminal is not parallel to or perpendicular to the first inner surface and the second inner surface, and in each of the modules, when at least one secondary battery is arranged such that the positive terminal is closer to the first inner surface than the negative terminal, another secondary battery may be arranged such that the positive terminal is closer to the second inner surface than the negative terminal.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 배터리 팩은 다음과 같은 효과를 갖는다. As described above, the battery pack according to at least one embodiment of the present invention has the following effects.
상기 배터리 팩은 서로 인접한 두 개의 이차 전지의 음극 단자를 마주보게 배치하여, 어느 하나의 이차 전지의 발화시 인접한 다른 하나의 이차 전지로의 화염의 전달을 방지할 수 있다.The above battery pack is configured such that the negative terminals of two adjacent secondary batteries are arranged facing each other, so that when one of the secondary batteries catches fire, the flame can be prevented from spreading to the other adjacent secondary battery.
또한, 상기 배터리 팩은 이차 전지의 양극 단자가 팩 케이스의 내면을 향하도록 배치하여, 이차 전지의 발화시 화염이 팩 케이스의 내면으로 배출되도록 하여, 인접한 이차 전지 및/또는 모듈로 화염의 전달을 방지할 수 있다. In addition, the battery pack is arranged so that the positive terminal of the secondary battery faces the inner surface of the pack case, so that when the secondary battery ignites, the flame is discharged to the inner surface of the pack case, thereby preventing the flame from being transmitted to adjacent secondary batteries and/or modules.
각각의 이차전지의 벤트부가 인접한 이차전지를 향하도록 배열되지 않고, 배터리 팩의 내면을 향하도록 비스듬히 배열됨에 따라, 이차 전지의 발화시 벤트부를 통해 배출된 화염이 팩 케이스의 내면으로 배출될 수 있다. Since the vents of each secondary battery are not arranged to face the adjacent secondary battery, but are arranged obliquely to face the inner surface of the battery pack, when the secondary battery ignites, the flames discharged through the vents may be discharged to the inner surface of the pack case.
또한, 이차 전지의 양극 단자와 팩 케이스의 내면 사이에 화염 도피 공간을 확보할 수 있다. Additionally, a flame escape space can be secured between the positive terminal of the secondary battery and the inner surface of the pack case.
또한, 상기 배터리 팩은 복수 개의 모듈이 상기 팩 케이스의 내부 공간에 경사지게 배치됨에 따라 생기는 빈 공간에 보강부를 장착하여, 팩 케이스의 강성을 보강할 수 있다. In addition, the battery pack can reinforce the rigidity of the pack case by installing a reinforcing member in the empty space created when a plurality of modules are arranged at an angle in the internal space of the pack case.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 보강부에 인접한 이차 전지의 가상의 중심선과 동축 상에 화염 통로를 마련하여, 상기 이차 전지의 발화시 화염을 상기 화염 통로에 연결된 팩 케이스의 내면으로 안내하여, 상기 화염이 인접한 모듈로 전달되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the battery pack may provide a flame passage coaxial with the virtual center line of the secondary battery adjacent to the reinforcement part, so that when the secondary battery ignites, the flame may be guided to the inner surface of the pack case connected to the flame passage, thereby preventing the flame from being transmitted to an adjacent module.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 화염 통로를 포함하는 보강부의 내면 및 상기 화염 통로의 외부인 보강부의 외면 중 어느 하나 또는 모두에 내열 시트를 부착하여, 화염 통로 내의 화염이 인접한 모듈로 전달되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the battery pack can prevent flames within the flame passage from being transmitted to adjacent modules by attaching a heat-resistant sheet to either or both of the inner surface of the reinforcing portion including the flame passage and the outer surface of the reinforcing portion outside the flame passage.
도 1은 종래의 배터리 팩에서, 이차 전지의 발화시 화염의 전달 방향을 설명하기 위한 것이다. Figure 1 is for explaining the direction of flame propagation when a secondary battery is ignited in a conventional battery pack.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩으로서, 보강부가 미장착된 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a drawing for explaining a battery pack according to the first embodiment of the present invention, in which a reinforcing part is not mounted.
도 3(a)는 이차 전지의 구성도이고, 도 3(b)는 이차 전지의 발화시 화염에 의해 양극 단자가 마련된 벤트부가 개방되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. Figure 3(a) is a configuration diagram of a secondary battery, and Figure 3(b) is a drawing for explaining the process in which a vent part provided with a positive terminal is opened by flame when the secondary battery is ignited.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩에서 발화된 이차 전지의 화염이 전달되는 방향을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a drawing for explaining the direction in which flames of a secondary battery ignited in a battery pack according to the first embodiment of the present invention are transmitted.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩에서, 서로 인접한 제1 및 제2 모듈의 배치, 그리고 제1 및 제2 보강부의 배치를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a drawing for explaining the arrangement of the first and second modules adjacent to each other and the arrangement of the first and second reinforcement parts in a battery pack according to the second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 모듈에 구비된 복수 개의 이차 전지의 배치 및 제1 모듈에 대한 제1 및 제2 보강부의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 6 is a drawing for explaining the arrangement of a plurality of secondary batteries provided in a first module according to a second embodiment of the present invention and the arrangement of first and second reinforcing parts for the first module.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩에서 발화된 이차 전지의 화염이 전달되는 방향을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a drawing for explaining the direction in which flames of a secondary battery ignited in a battery pack according to a second embodiment of the present invention are transmitted.
이하 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예와 관련된 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.Referring to the attached drawings below, a battery pack related to one embodiment of the present invention will be described.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, regardless of the drawing symbol, identical or corresponding components are given identical or similar reference numbers and redundant descriptions thereof are omitted, and for the convenience of explanation, the size and shape of each component depicted may be exaggerated or reduced.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩으로서, 보강부가 미장착된 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이고, 도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성도이고, 도 3(b)는 이차 전지의 발화시 양극 단자가 마련된 벤트부가 화염에 의해 개방되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a drawing for explaining a battery pack according to a first embodiment of the present invention, in which a reinforcing part is not mounted, FIG. 3(a) is a diagram for explaining a configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3(b) is a drawing for explaining a process in which a vent part provided with a positive terminal is opened by flame when the secondary battery is ignited.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은, 제1 내면(111), 상기 제1 내면(111)과 마주보는 제2 내면(112), 및 상기 제1 내면(111)과 상기 제2 내면(112) 사이에 내부 공간(115)을 갖는 팩 케이스(110)를 포함한다. 일 예로, 상기 제1 내면(111)과 제2 내면(112)은 평행하게 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2, a battery pack (100) according to one embodiment of the present invention includes a pack case (110) having a first inner surface (111), a second inner surface (112) facing the first inner surface (111), and an internal space (115) between the first inner surface (111) and the second inner surface (112). For example, the first inner surface (111) and the second inner surface (112) may be arranged in parallel.
또한 상기 배터리 팩(100)은 상기 팩 케이스(110)의 내부 공간에 배치되고, 복수 개의 이차 전지(210, 220, 310, 320)를 포함하는 복수 개의 모듈(200, 300)을 포함한다. 각각의 모듈은(200, 300)은 복수 개의 이차 전지(210, 220, 310, 320)를 포함한다. 도 3의 (a)를 참조하면, 각각의 이차 전지(210)는 벤트부(215)를 갖는 제1 단부(210a) 및 제1 단부(210a)의 반대방향의 제2 단부(210b)를 갖는다. In addition, the battery pack (100) is arranged in the internal space of the pack case (110) and includes a plurality of modules (200, 300) including a plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320). Each module (200, 300) includes a plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320). Referring to (a) of FIG. 3, each secondary battery (210) has a first end (210a) having a vent portion (215) and a second end (210b) opposite to the first end (210a).
도 2를 참조하면, 팩 케이스(110)의 제1 내면(111)에서 제2 내면(112)을 향하는 방향은 y축 방향이고 y축 방향에 직교하는 x축 방향은 팩 케이스(110) 내 복수 개의 모듈의 배열 방향을 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 2, the direction from the first inner surface (111) of the pack case (110) toward the second inner surface (112) is the y-axis direction, and the x-axis direction orthogonal to the y-axis direction may indicate the arrangement direction of multiple modules within the pack case (110).
일 예로, 상기 제1 단부(210a)는 양극단자(211)를 포함할 수 있고, 제2 단부(210b)는 음극 단자(212)를 포함할 수 있다. 이러한 구조에서, 상기 배터리 팩(100)은 상기 팩 케이스(110)의 내부 공간(115)에 배치되고 양극단자 및 음극단자를 갖는 복수 개의 이차 전지(210, 220, 310, 320)를 포함하는 복수 개의 모듈(200, 300)을 포함할 수 있다. For example, the first end (210a) may include a positive terminal (211), and the second end (210b) may include a negative terminal (212). In this structure, the battery pack (100) may include a plurality of modules (200, 300) that are arranged in the internal space (115) of the pack case (110) and include a plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) having positive terminals and negative terminals.
상기 모듈(200, 300)은 모듈 케이스(201) 및 모듈 케이스(201) 내에 배치된 복수 개의 이차전지(210, 220)를 포함할 수 있다. 상기 모듈 케이스(201)는 복수 개의 이차전지(210, 220)가 수용될 수 있는 수용공간을 가질 수 있고, 상기 모듈 케이스(201)는 각각의 이차전지(예를 들어, 210)의 제1 단부(210a) 및 제2 단부(210b)를 외부로 노출시키도록 양 측이 각각 개방된 구조를 가질 수 있다.The above module (200, 300) may include a module case (201) and a plurality of secondary batteries (210, 220) arranged within the module case (201). The module case (201) may have a receiving space in which a plurality of secondary batteries (210, 220) can be received, and the module case (201) may have a structure in which both sides are open so as to expose a first end (210a) and a second end (210b) of each secondary battery (e.g., 210) to the outside.
각각의 모듈(200, 300) 내에, 복수 개의 이차전지는 복수 개의 열로 배치될 수 있다. 예를 들어, 팩 케이스(110)의 제1 면(111)과 인접한 제1열에 이차 전지가 배열될 수 있고, 팩 케이스(110)의 제2 면(112)과 인접한 제2열에 이차 전지가 배열될 수 있다. 상기 제1 면(111)에서 제2 면(112)을 향하는 방향을 따라, 복수 개의 열을 이루도록 복수 개의 이차전지가 배열될 수 있다.Within each module (200, 300), a plurality of secondary batteries may be arranged in a plurality of rows. For example, the secondary batteries may be arranged in a first row adjacent to a first side (111) of the pack case (110), and the secondary batteries may be arranged in a second row adjacent to a second side (112) of the pack case (110). A plurality of secondary batteries may be arranged to form a plurality of rows along a direction from the first side (111) to the second side (112).
또한, 각각의 이차 전지(210, 220, 310, 320)는 제1 단부의 상기 양극단자와 제2 단부의 상기 음극단자를 통과하는 가상의 중심선(L1, L2)이 팩 케이스(110)의 제1 내면(111) 및 제2 내면(112)과 각각 평행하거나 직교하지 않게 배열될 수 있다. 도 2 및 도 3(a)를 참조하면, 이차 전지(예를 들어, 210)는 제1 단부(210a)의 상기 양극단자(211)와 제2 단부(210b)의 상기 음극단자(212)를 통과하는 가상의 중심선(L1)이 팩 케이스(110)의 제1 내면(111)과 평행하거나 직교하지 않게 배열될 수 있고, 사선 방향으로 배열될 수 있다. 또한, 이차 전지(예를 들어, 210)는 제1 단부(210a)의 상기 양극단자(211)와 제2 단부(210b)의 상기 음극단자(212)를 통과하는 가상의 중심선(L1)이 팩 케이스(110)의 제2 내면(112)과 평행하거나 직교하지 않게 배열될 수 있고, 사선 방향으로 배열될 수 있다.In addition, each of the secondary batteries (210, 220, 310, 320) may be arranged such that the imaginary center lines (L1, L2) passing through the positive terminal of the first end and the negative terminal of the second end are not parallel to or perpendicular to the first inner surface (111) and the second inner surface (112) of the pack case (110), respectively. Referring to FIGS. 2 and 3(a), the secondary batteries (e.g., 210) may be arranged such that the imaginary center lines (L1) passing through the positive terminal (211) of the first end (210a) and the negative terminal (212) of the second end (210b) are not parallel to or perpendicular to the first inner surface (111) of the pack case (110), and may be arranged in a diagonal direction. In addition, the secondary battery (e.g., 210) may be arranged so that an imaginary center line (L1) passing through the positive terminal (211) of the first end (210a) and the negative terminal (212) of the second end (210b) is not parallel or orthogonal to the second inner surface (112) of the pack case (110), and may be arranged in a diagonal direction.
상기 가상의 중심선(L1, L2)은 가상의 제1 중심선(L1) 및 가상의 제2 중심선(L2)으로 구분될 수 있다. 일 예로, 상기 가상의 제1 중심선(L1)은 제1 열의 이차 전지(210, 310)의 양극 단자(211, 311)와 음극 단자(212, 312)의 중심을 연결하는 가상의 중심선이고, 상기 가상의 제2 중심선(L2)은 제2 열의 이차 전지(220, 320)의 양극 단자(221, 321)와 음극 단자(222, 322)의 중심을 연결하는 가상의 중심선이다. The above-described virtual center lines (L1, L2) can be divided into a first virtual center line (L1) and a second virtual center line (L2). For example, the first virtual center line (L1) is a virtual center line connecting the centers of the positive terminals (211, 311) and the negative terminals (212, 312) of the secondary batteries (210, 310) in the first row, and the second virtual center line (L2) is a virtual center line connecting the centers of the positive terminals (221, 321) and the negative terminals (222, 322) of the secondary batteries (220, 320) in the second row.
상기 복수 개의 이차 전지(210, 220, 310, 320)는 상기 제1 내면(111) 및 상기 제2 내면(112)에 대해 각각 경사진 사선 방향(F)을 따라 평행하게 배치될 수 있다. 상기 사선 방향(F)은 상기 가상의 제1 중심선(L1) 및 상기 가상의 제2 중심선(L2)이 상기 제1 내면(111) 및 상기 제2 내면(112)에 대해 각각 경사진 방향일 수 있다.The plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) may be arranged in parallel along an inclined diagonal direction (F) with respect to the first inner surface (111) and the second inner surface (112), respectively. The inclined direction (F) may be a direction in which the virtual first center line (L1) and the virtual second center line (L2) are inclined with respect to the first inner surface (111) and the second inner surface (112), respectively.
서로 인접한 두 개의 모듈(200, 300)에서, 상기 복수 개의 이차 전지(210, 220, 310, 320)는 제1 열의 이차 전지(210, 310)의 제1 단부의 양극 단자(211, 311)와 제2 열의 이차 전지(220, 320)의 제1 단부의 양극 단자(221, 321)가 서로 다른 방향을 향하도록 다열 배치될 수 있다. 일 예로, 서로 인접한 두 개의 모듈(200, 300)에서, 적어도 하나의 이차 전지(210, 310)는 상기 양극단자(211, 311)가 상기 음극단자(212, 312)보다 제1 내면(111)과 인접하게 배치될 때, 또 다른 이차 전지(220, 320)는 상기 양극단자(221, 321)가 상기 음극단자(222, 322)보다 제2 내면(112)과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 이차 전지(210, 220, 310, 320)는 제1 열의 이차 전지(210, 310)의 제1 단부의 양극 단자(211, 311)는 제1 면(111)을 향하는 방향으로 제1 면(111)에 인접하게 배치되고, 제2 열의 이차 전지(220, 320)의 제1 단부의 양극 단자(221, 321)는 제2 면(112)을 향하는 방향으로 제2 면(112)에 인접하게 배치될 수 있다. In two adjacent modules (200, 300), the plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) can be arranged in multiple rows such that the positive terminals (211, 311) of the first ends of the secondary batteries (210, 310) of the first row and the positive terminals (221, 321) of the first ends of the secondary batteries (220, 320) of the second row face different directions. For example, in two adjacent modules (200, 300), at least one secondary battery (210, 310) may be arranged such that the positive terminal (211, 311) is closer to the first inner surface (111) than the negative terminal (212, 312), while another secondary battery (220, 320) may be arranged such that the positive terminal (221, 321) is closer to the second inner surface (112) than the negative terminal (222, 322). That is, the plurality of secondary batteries (210, 220, 310, 320) may be arranged such that the positive terminals (211, 311) of the first ends of the secondary batteries (210, 310) of the first row are arranged adjacent to the first surface (111) in a direction toward the first surface (111), and the positive terminals (221, 321) of the first ends of the secondary batteries (220, 320) of the second row are arranged adjacent to the second surface (112) in a direction toward the second surface (112).
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 서로 인접한 두 개의 모듈(200, 300)에 대해 모듈 배열 방향(x축 방향)에 따른 배치 순서에 따라 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)로 구분지어 지칭한다.In this embodiment, for convenience of explanation, two adjacent modules (200, 300) are referred to as a first module (200) and a second module (300) according to the arrangement order along the module arrangement direction (x-axis direction).
도 2를 참조하면, 상기 제1 모듈(200)은 팩 케이스(110)의 왼쪽(팩 케이스의 길이방향에 따른 전방 측이라고도 함)에 배치된 모듈을 지칭한다. 또한, 상기 제1 모듈(200)에 구비된 이차 전지에 대해 "제1 이차 전지(210, 220)"로 지칭한다. 또한, 상기 제1 모듈(200)에 구비된 이차 전지에 대해 "제1 이차 전지(210, 220)"로 지칭한다. 제1 이차 전지(210, 220)는 제1 열의 제1 이차 전지(210)와 제2 열의 제1 이차 전지(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the first module (200) refers to a module placed on the left side (also referred to as the front side in the longitudinal direction of the pack case) of the pack case (110). In addition, the secondary battery provided in the first module (200) is referred to as a "first secondary battery (210, 220)". In addition, the secondary battery provided in the first module (200) is referred to as a "first secondary battery (210, 220)". The first secondary battery (210, 220) may include a first secondary battery (210) in the first row and a first secondary battery (220) in the second row.
한편, 제2 모듈(300)은 팩 케이스(110)의 오른쪽(팩 케이스의 길이방향에 따른 후방 측이라고도 함)에 배치된 모듈을 지칭하고, 상기 제1 모듈(200)에 인접하여 제1 모듈(200)의 후단에 배치된 모듈이다. 상기 제2 모듈(300)은 상기 제1 모듈(200)과 동일한 구조를 갖는다. 또한, 상기 제2 모듈(300)에 구비된 이차 전지에 대해 "제2 이차 전지(310, 320)"로 지칭한다. 제2 이차 전지(310, 320)는 제1 열의 제2 이차 전지(310)와 제2 열의 제2 이차 전지(320)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the second module (300) refers to a module arranged on the right side of the pack case (110) (also referred to as the rear side in the longitudinal direction of the pack case) and is a module arranged at the rear end of the first module (200) adjacent to the first module (200). The second module (300) has the same structure as the first module (200). In addition, the secondary battery provided in the second module (300) is referred to as a "second secondary battery (310, 320)". The second secondary battery (310, 320) may include a second secondary battery (310) in the first row and a second secondary battery (320) in the second row.
각각의 모듈(200, 300)이 팩 케이스(110) 내에 경사지게 배열되는 경우, 각각의 모듈(200, 300)과 제1 면(111) 및 제2 면(112) 사이에는 복수 개의 빈 공간이 형성될 수 있다. 상기 빈 공간은 이차 전지의 발화 시, 화염 도피 공간으로 기능할 수 있다.When each module (200, 300) is arranged at an angle within the pack case (110), a plurality of empty spaces can be formed between each module (200, 300) and the first side (111) and the second side (112). The empty spaces can function as flame escape spaces when the secondary battery ignites.
상기 제1 모듈(200)에서, 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 양극 단자(211)는 제1 내면(111)과 인접하게 배치될 수 있다. 팩 케이스(110)의 내부 공간(115)에서, 상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 양극 단자(211)는 인접한 제1 빈 공간(120a)과 마주보게 위치한다. In the first module (200), the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row can be positioned adjacent to the first inner surface (111). In the internal space (115) of the pack case (110), the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row is positioned to face the adjacent first empty space (120a).
제2 열의 제1 이차 전지(220)의 양극 단자(221)는 제2 내면(112)과 인접하게 배치될 수 있다. 상기 팩 케이스(110)의 내부 공간(115)에서, 상기 제2 열의 제1 이차 전지(220)의 양극 단자(221)는 인접한 제2 빈 공간(130a)과 마주보게 위치한다. The positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row can be positioned adjacent to the second inner surface (112). In the internal space (115) of the pack case (110), the positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row is positioned facing the adjacent second empty space (130a).
상기 제2 모듈(300)은 제1 모듈(200)의 제1 열의 제1 이차 전지(210)와 제2 모듈(300)의 제2 열의 제2 이차 전지(320)가 가상의 동축 상에 위치하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 제2 모듈(300)은 상기 제1 모듈(200)과 일부 영역이 접촉되도록 상기 제1 모듈(200)의 후단에 배치될 수 있다. The second module (300) may be arranged so that the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) and the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300) are positioned on a virtual coaxial line. For example, the second module (300) may be arranged at the rear end of the first module (200) so that a portion of the second module (300) is in contact with the first module (200).
일 예로, 상기 제1 모듈(200)의 제1 열의 제1 이차 전지(210)와 제2 모듈(300)의 제2 열의 제2 이차 전지(320)는 사선 방향(F)을 따라 일직선 상에 배치될 수 있다.For example, the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) and the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300) may be arranged in a straight line along the diagonal direction (F).
또한, 상기 제1 모듈(200)의 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 음극 단자(212)는 상기 제2 모듈(300)의 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 음극 단자(322)와 마주보게 배치될 수 있다. Additionally, the negative terminal (212) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) may be arranged to face the negative terminal (322) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300).
또한, 상기 제1 모듈(200)의 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 양극 단자(211)는 상기 제2 모듈(300)의 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 양극 단자(321)와 반대측에 배치될 수 있다. Additionally, the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) may be placed on the opposite side to the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300).
상기 제1 열의 제2 이차 전지(310)의 양극 단자(311)는 인접한 제1 빈 공간(120b)와 마주보게 위치할 수 있다. 또한, 상기 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 양극 단자(321)는 인접한 제2 빈 공간(130b)과 마주보게 위치할 수 있다. 본 문서에서, 복수 개의 제1 빈공간(120a, 120b)은 팩 케이스(110)의 제1 면(111)과 각각의 모듈(200, 300) 사이에 위치하는 공간을 지칭하고, 복수 개의 제2 빈공간(130a, 130b)는 팩 케이스(110)의 제2 면(112)과 각각의 모듈(200, 300) 사이에 위치하는 공간을 지칭한다.The positive terminal (311) of the second secondary battery (310) of the first row may be positioned to face the adjacent first empty space (120b). In addition, the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row may be positioned to face the adjacent second empty space (130b). In this document, the plurality of first empty spaces (120a, 120b) refer to a space positioned between the first surface (111) of the pack case (110) and each module (200, 300), and the plurality of second empty spaces (130a, 130b) refer to a space positioned between the second surface (112) of the pack case (110) and each module (200, 300).
복수 개의 제1 빈 공간(120a, 120b)는 상기 제1 및 제2 모듈(200, 300)이 상기 제1 내면(111)에 대해 경사지게 배치됨에 따라 상기 팩 케이스(110)의 내부 공간에 마련될 수 있다. 이때, 각각의 제1 빈 공간(120a, 120b)은 상기 제1 내면(111)의 서로 다른 영역으로 구획 가능한 개별 공간일 수 있다. 각각의 제1 빈 공간(120a, 120b)은 모듈 배열 방향을 따라 분리된 폐 공간일 수 있다. A plurality of first empty spaces (120a, 120b) may be provided in the inner space of the pack case (110) as the first and second modules (200, 300) are arranged at an angle with respect to the first inner surface (111). At this time, each of the first empty spaces (120a, 120b) may be an individual space that can be divided into different areas of the first inner surface (111). Each of the first empty spaces (120a, 120b) may be a closed space separated along the module arrangement direction.
어느 하나의 제1 빈 공간(120a)은 상기 제1 모듈(200)의 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 양극 단자(211)와 인접한 공간일 수 있다. 상기 다른 하나의 제1 빈 공간(120b)은 상기 제2 모듈(300)의 제1 열의 제2 이차 전지(310)의 양극 단자(311)와 인접한 공간일 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 제1 빈 공간(120a, 120b)은 상기 제1 내면(111)의 일부 영역을 포함하는 삼각 단면을 가질 수 있다. One of the first empty spaces (120a) may be a space adjacent to the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200). The other of the first empty spaces (120b) may be a space adjacent to the positive terminal (311) of the second secondary battery (310) of the first row of the second module (300). Referring to Fig. 4, the first empty spaces (120a, 120b) may have a triangular cross-section that includes a portion of the first inner surface (111).
복수 개의 제2 빈 공간(130a, 130b)는 상기 제1 및 제2 모듈(200, 300)이 상기 제2 내면(112)에 대해 경사지게 배치됨에 따라 상기 팩 케이스(110)의 내부 공간에 마련될 수 있다. 이때, 각각의 제2 빈 공간(130a, 130b)은 상기 제2 내면(112)의 서로 다른 영역으로 구획 가능한 개별 공간일 수 있다. 각각의 제2 빈 공간(130a, 130b)은 모듈 배열 방향을 따라 분리된 폐 공간일 수 있다.A plurality of second empty spaces (130a, 130b) may be provided in the inner space of the pack case (110) as the first and second modules (200, 300) are arranged at an angle with respect to the second inner surface (112). At this time, each of the second empty spaces (130a, 130b) may be an individual space that can be divided into different areas of the second inner surface (112). Each of the second empty spaces (130a, 130b) may be a closed space separated along the module arrangement direction.
각각의 제2 빈 공간(130a, 130b)은 각각의 제1 빈 공간(120a, 120b)과 사선 방향(F)을 따라 이격될 수 있다. Each second empty space (130a, 130b) can be spaced apart from each first empty space (120a, 120b) along the diagonal direction (F).
어느 하나의 제2 빈 공간(130a)은 상기 제1 모듈(200)의 제2 열의 제1 이차 전지(220)의 양극 단자(221)와 인접한 공간일 수 있다. 또한, 상기 다른 하나의 제2 빈 공간(130b)은 상기 제2 모듈(300)의 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 양극 단자(321)와 인접한 공간일 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 제2 빈 공간(130a, 130b)은 상기 제2 내면(112)의 일부 영역을 포함하는 삼각 단면을 가질 수 있다. One of the second empty spaces (130a) may be a space adjacent to the positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row of the first module (200). In addition, the other of the second empty spaces (130b) may be a space adjacent to the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300). Referring to Fig. 4, the second empty spaces (130a, 130b) may have a triangular cross-section that includes a portion of the second inner surface (112).
상기 배터리 팩(100)은 각각의 모듈에서 상기 제1 열에 배치된 이차 전지(210, 310)를 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 버스바(410), 및 상기 제2 열에 배치된 이차 전지(220, 320)를 전기적으로 연결하는 복수 개의 제2 버스바(420)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 버스바(410, 420)는 동일한 구조를 갖는다. The battery pack (100) may include a plurality of first bus bars (410) for electrically connecting the secondary batteries (210, 310) arranged in the first row in each module, and a plurality of second bus bars (420) for electrically connecting the secondary batteries (220, 320) arranged in the second row. The first and second bus bars (410, 420) have the same structure.
제1 및 제2 모듈(200, 300)은 이차전지들이 전기적으로 직렬로 연결되도록 마련될 수 있다. The first and second modules (200, 300) may be arranged so that the secondary batteries are electrically connected in series.
일 예로, 상기 제1 버스바(410)는 제1 모듈과 제2 모듈의 동일 열에 각각 배치된 어느 하나의 이차 전지의 양극 단자와 접속가능하게 마련된 양극 접속부(411) 및 이에 인접한 다른 하나의 이차 전지의 음극 단자와 전기적으로 접속가능하게 마련된 음극 접속부(412)를 가질 수 있다. For example, the first bus bar (410) may have a positive electrode connection portion (411) that is electrically connected to the positive terminal of one secondary battery disposed in the same column of the first module and the second module, and a negative electrode connection portion (412) that is electrically connected to the negative terminal of another secondary battery adjacent thereto.
상기 제1 버스바(410)는 상기 양극 접속부(411)와 상기 음극 접속부(412) 사이에는 상기 벤딩부(413)가 마련될 수 있다. The first bus bar (410) may have a bending portion (413) provided between the positive electrode connection portion (411) and the negative electrode connection portion (412).
상기 제1 버스바(410)는 상기 음극 접속부(412)가 상기 양극 접속부(411)에 대해 소정의 각도로 벤딩되며, 제1 모듈(200)의 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 음극 단자(212)와 제2 모듈(300)의 제1 열의 이차 전지(310)의 양극 단자(311)를 전기적으로 연결할 수 있다. The first bus bar (410) has the negative terminal (412) bent at a predetermined angle relative to the positive terminal (411), and can electrically connect the negative terminal (212) of the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) and the positive terminal (311) of the secondary battery (310) of the first row of the second module (300).
상기 제2 버스바(420)는 상기 제1 모듈(200)의 제2 열의 제2 이차 전지(220)의 양극 단자(221)와 상기 제2 모듈(300)의 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 음극 단자(322)를 전기적으로 연결할 수 있다. The second bus bar (420) can electrically connect the positive terminal (221) of the second secondary battery (220) of the second row of the first module (200) and the negative terminal (322) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300).
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩에서 발화된 이차 전지의 화염이 전달되는 방향을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 2의 배터리팩(100)에서 제1 버스바(410) 및 제2 버스바(420)가 생략된 도면으로, 화염의 배출 방향이 도시된 것이다. FIG. 4 is a drawing for explaining the direction in which flames of a secondary battery ignited in a battery pack according to the first embodiment of the present invention are transmitted. FIG. 4 is a drawing of the battery pack (100) of FIG. 2 with the first bus bar (410) and the second bus bar (420) omitted, and illustrates the direction in which flames are emitted.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 이차 전지(210, 220)의 화염(50)의 배출 방향은 양극 단자(211, 221)가 개방되는 방향이다. Referring to FIGS. 3 and 4, the direction of emission of the flame (50) of the first secondary battery (210, 220) is the direction in which the positive terminal (211, 221) is opened.
상기 제1 모듈(200)에서, 상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 양극 단자(211)는 인접한 제1 빈 공간(120a)과 마주보게 위치한다. 상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)는 발화시 화염(50)은 제1 방향(F1)을 따라 어느 하나의 제1 빈 공간(120a)으로 배출될 수 있다. In the first module (200), the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row is positioned to face the adjacent first empty space (120a). When the first secondary battery (210) of the first row is ignited, the flame (50) can be discharged along the first direction (F1) to any one of the first empty spaces (120a).
상기 제1 방향(F1)은 상기 팩 케이스(110)의 전방 측을 향해 상기 제1 내면(111)에 경사진 방향이다.The above first direction (F1) is a direction inclined toward the front side of the pack case (110) on the first inner surface (111).
제1 모듈(200)의 제1 열의 제1 이차 전지(210)가 발화되면, 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 화염(50)은 제1 방향(F1)을 따라 상기 어느 하나의 제1 빈 공간(120a)으로 배출될 수 있다. 일 예로, 상기 화염(50)은 상기 팩 케이스(110)의 제1 내면(111) 중 일부 영역을 파손시켜, 상기 팩 케이스(110)의 외부로 배출될 수도 있다. When the first secondary battery (210) of the first row of the first module (200) ignites, the flame (50) of the first secondary battery (210) of the first row can be discharged along the first direction (F1) into any one of the first empty spaces (120a). For example, the flame (50) can be discharged to the outside of the pack case (110) by damaging a portion of the first inner surface (111) of the pack case (110).
상기 제1 모듈(200)의 제2 열의 제1 이차 전지(220)의 양극 단자(221)는 인접한 제2 빈 공간(130a)과 마주보게 위치한다. 상기 제2 열의 제1 이차 전지(220)의 발화시 화염(50)은 제2 방향(F2)을 따라 어느 하나의 제2 빈 공간(130a)으로 배출될 수 있다. 일 예로, 상기 화염(50)은 어느 하나의 제2 빈 공간(130a)에서 팩 케이스(110)의 제2 내면(112)의 일부 영역을 파손하여, 팩 케이스(110)의 외부로 배출될 수도 있다. The positive terminal (221) of the first secondary battery (220) of the second row of the first module (200) is positioned to face the adjacent second empty space (130a). When the first secondary battery (220) of the second row is ignited, the flame (50) may be discharged to any one of the second empty spaces (130a) along the second direction (F2). For example, the flame (50) may damage a portion of the second inner surface (112) of the pack case (110) in any one of the second empty spaces (130a) and be discharged to the outside of the pack case (110).
상기 제2 방향(F2)은 상기 제1 방향(F1)과 반대 방향일 수 있다.The above second direction (F2) may be the opposite direction to the above first direction (F1).
제2 모듈(300)의 제2 이차 전지(310, 320)의 화염(50)의 배출 방향은 양극 단자(311, 321)가 개방되는 방향이다. The direction of emission of the flame (50) of the second secondary battery (310, 320) of the second module (300) is the direction in which the positive terminal (311, 321) is opened.
제2 모듈(300)의 제1 열의 제2 이차 전지(310)의 양극 단자(311)는 인접한 제1 빈 공간(120b)와 마주보게 위치된다. 제2 모듈(300)의 제1 열의 제2 이차 전지(310)가 발화되면, 제1 열의 제2 이차 전지(310)의 화염(50)은 제1 방향(F1)을 따라 상기 다른 하나의 제1 빈 공간(120b)으로 배출될 수 있다. 일 예로, 상기 팩 케이스(110)의 제1 내면(111) 중 일부 영역을 파손시켜, 상기 팩 케이스(110)의 외부로 배출될 수 있다. The positive terminal (311) of the second secondary battery (310) of the first row of the second module (300) is positioned to face the adjacent first empty space (120b). When the second secondary battery (310) of the first row of the second module (300) ignites, the flame (50) of the second secondary battery (310) of the first row can be discharged to the other first empty space (120b) along the first direction (F1). For example, it can be discharged to the outside of the pack case (110) by damaging a part of the first inner surface (111) of the pack case (110).
제2 모듈(300)의 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 양극 단자(321)는 인접한 제2 빈 공간(130b)과 마주보게 위치된다. 상기 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 발화시 화염(50)은 제2 방향(F2)을 따라 다른 하나의 제2 빈 공간(130b)으로 배출될 수 있다. 일 예로, 상기 화염(50)은 상기 다른 하나의 제2 빈 공간(130b)에서 상기 팩 케이스(110)의 제2 내면(112) 중 일부 영역을 파손시켜 상기 팩 케이스(110)의 외부로 배출될 수 있다. The positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row of the second module (300) is positioned to face the adjacent second empty space (130b). When the second secondary battery (320) of the second row is ignited, the flame (50) can be discharged to another second empty space (130b) along the second direction (F2). For example, the flame (50) can be discharged to the outside of the pack case (110) by damaging a portion of the second inner surface (112) of the pack case (110) in the other second empty space (130b).
상기와 같은 구조를 통해, 상기 배터리 팩(100)은 이차 전지의 발화시 화염(50)이 팩 케이스의 제1 내면(111) 및 제2 내면(112)의 서로 다른 영역으로 배출되도록 하여, 발화된 이차 전지와 인접한 다른 이차 전지로 화염(50)이 전달되는 것을 방지할 수 있다. Through the structure as described above, the battery pack (100) can prevent the flame (50) from being transmitted to other secondary batteries adjacent to the ignited secondary battery by allowing the flame (50) to be discharged to different areas of the first inner surface (111) and the second inner surface (112) of the pack case when the secondary battery ignites.
또한, 상기 배터리 팩(100)은 상기 제1 이차 전지(210, 220)의 양극 단자(211, 221)와 상기 제2 이차 전지(310, 320)의 음극 단자(312, 322)가 서로 마주보지 않게 배치되어, 상기 제1 이차 전지(210, 220)에서 발화된 화염(50)이 상기 제2 이차 전지(310, 320)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the battery pack (100) is arranged so that the positive terminal (211, 221) of the first secondary battery (210, 220) and the negative terminal (312, 322) of the second secondary battery (310, 320) do not face each other, thereby preventing a flame (50) ignited in the first secondary battery (210, 220) from being transmitted to the second secondary battery (310, 320).
본 문서에서, 이차 전지는 모두 동일한 구조를 가질 수 있다.In this document, all secondary batteries may have the same structure.
일 예로, 도 3(a)을 참조하면, 제1 이차 전지(210)는 전지 캔(213), 전극 조립체(214), 전해액(미도시), 양극 단자(211) 및 음극 단자(212)를 포함할 수 있다. For example, referring to FIG. 3(a), the first secondary battery (210) may include a battery can (213), an electrode assembly (214), an electrolyte (not shown), a positive terminal (211), and a negative terminal (212).
상기 전극 조립체(214)는 분리막(미도시)을 매개로 양극(미도시)과 음극(미도시)이 롤 형태로 감긴 것이다. 상기 전극 조립체(214)는 상기 전해액(미도시)과 함께 상기 전지 캔(213)의 내부 공간(115)에 수용된다. The above electrode assembly (214) is formed by rolling a positive electrode (not shown) and a negative electrode (not shown) with a separator (not shown) as a medium. The electrode assembly (214) is accommodated in the internal space (115) of the battery can (213) together with the electrolyte (not shown).
상기 전지 캔(213)은 개구(218)를 갖는 원통형 형상을 갖는다. 상기 전지 캔(213)의 바닥면에는 상기 음극 단자(212)가 마련될 수 있다. 상기 음극 단자(212)는 상기 전극 조립체(214)의 음극(미도시)과 전기적으로 연결된다. The battery can (213) has a cylindrical shape with an opening (218). The negative terminal (212) may be provided on the bottom surface of the battery can (213). The negative terminal (212) is electrically connected to the negative electrode (not shown) of the electrode assembly (214).
상기 전지 캔(213)의 개구(218)에는 상기 양극 단자(211)가 마련된 벤트부(215)가 장착된다. 상기 벤트부(215)는 상기 전지 캔(213)의 개구(218)를 밀봉하도록 마련된다. 상기 벤트부(215)는 상기 양극 단자(211)와 일체형으로 마련된다. 상기 양극 단자(211)는 상기 전극 조립체(214)의 양극(미도시)과 전기적으로 연결된다. A vent part (215) having the positive electrode terminal (211) is mounted in the opening (218) of the battery can (213). The vent part (215) is provided to seal the opening (218) of the battery can (213). The vent part (215) is provided as an integral part with the positive electrode terminal (211). The positive electrode terminal (211) is electrically connected to the positive electrode (not shown) of the electrode assembly (214).
도 3(b)를 참조하면, 제1 이차 전지(210)의 내부 발화시, 전지 캔(213)의 내부 공간의 압력은 화염(50)으로 인해 상승하게 된다. 고압의 내부 압력은 양극 단자(211)가 마련된 벤트부(215)를 가압한다. 상기 양극 단자(211)가 마련된 벤트부(215)는 상기 고압의 내부 압력에 의해 상기 전지 캔(213)에서 분리될 수 있다.Referring to Fig. 3(b), when the first secondary battery (210) catches fire internally, the pressure in the internal space of the battery can (213) increases due to the flame (50). The high-pressure internal pressure pressurizes the vent part (215) provided with the positive terminal (211). The vent part (215) provided with the positive terminal (211) can be separated from the battery can (213) by the high-pressure internal pressure.
상기 전지 캔(213) 내의 화염(50)은 상기 양극 단자(211)가 마련된 벤트부(215)가 개방된 부분, 즉, 전지 캔(213)의 개구(218)를 통해 외부로 배출된다. 상기 화염(50)은 상기 고압의 내부 압력이 상기 양극 단자(211)가 마련된 벤트부(215)를 가압하는 방향으로 상기 전지 캔(213)에서 배출될 수 있다. The flame (50) inside the battery can (213) is discharged to the outside through the open portion of the vent section (215) provided with the positive terminal (211), i.e., the opening (218) of the battery can (213). The flame (50) can be discharged from the battery can (213) in the direction in which the high-pressure internal pressure presses the vent section (215) provided with the positive terminal (211).
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩에서, 서로 인접한 제1 및 제2 모듈의 배치, 그리고 제1 및 제2 보강부의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 모듈에 구비된 복수 개의 이차 전지의 배치 및 제1 모듈에 대한 제1 및 제2 보강부의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩에서 발화된 이차 전지의 화염이 전달되는 방향을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a drawing for explaining the arrangement of adjacent first and second modules and the arrangement of first and second reinforcing members in a battery pack according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a drawing for explaining the arrangement of a plurality of secondary batteries provided in a first module according to a second embodiment of the present invention and the arrangement of the first and second reinforcing members for the first module. FIG. 7 is a drawing for explaining the direction in which flames of secondary batteries ignited in a battery pack according to a second embodiment of the present invention are transmitted.
도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 5 to 7, a battery pack according to a second embodiment of the present invention will be described as follows.
본 실시예는 팩 케이스(110)의 강성을 보강하기 위하여 도 2에 도시된 배터리팩(100)에 제1 및 제2 보강부(600, 700)를 추가로 설치한 실시예이다. This embodiment is an embodiment in which first and second reinforcing members (600, 700) are additionally installed in the battery pack (100) illustrated in FIG. 2 to reinforce the rigidity of the pack case (110).
본 문서에서는 제1 및 제2 보강부(600, 700) 그리고 화염의 배출 방향을 명확히 설명하기 위해, 도 5 및 도 7에서 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 버스바에 대한 도면 표시를 생략하기로 한다. In this document, in order to clearly explain the first and second reinforcement members (600, 700) and the direction of flame emission, the drawing representation of the busbars that electrically connect the secondary batteries in FIGS. 5 and 7 is omitted.
이하, 제1 및 제2 보강부(600, 700)에 대해 설명하기로 한다. Below, the first and second reinforcement parts (600, 700) will be described.
도 6을 참조하면, 상기 제1 모듈(200)은 복수 개의 제1 이차 전지(210, 220) 및 모듈 케이스(201)를 포함한다. 제1 이차 전지(210, 220)은 하나 이상의 제1 열의 제1 이차 전지(210)와 하나 이상의 제2 열의 제1 이차 전지(220)을 포함한다. 상기 모듈 케이스(201)는 상기 복수 개의 제1 이차 전지(210, 220)를 보호하기 위한 것이다. Referring to Fig. 6, the first module (200) includes a plurality of first secondary batteries (210, 220) and a module case (201). The first secondary batteries (210, 220) include one or more first secondary batteries (210) in a first row and one or more first secondary batteries (220) in a second row. The module case (201) is for protecting the plurality of first secondary batteries (210, 220).
예를 들어, 제1 모듈(200)이 2×2로 배치된 4개의 제1 이차 전지(210, 220)를 포함하는 경우, 4개의 제1 이차 전지(210, 220)는 제1 면(211)을 마주하는 상기 제1 모듈(200)의 전단측(200a)에 두 개의 양극 단자(211)가 위치되고, 상기 제2 면(112)을 마주하는 제1 모듈(200)의 후단측(200b)에 두 개의 양극 단자(221)가 위치되도록 모듈 케이스(201)에 수납될 수 있다. 다만, 제1 모듈(200)의 용량에 따라 사용되는 제1 이차 전지(210, 220)의 개수는 가변될 수 있는 바, 본 문서에 도시된 구조에 한정되지 않기로 한다.For example, when the first module (200) includes four first secondary batteries (210, 220) arranged in a 2×2 configuration, the four first secondary batteries (210, 220) may be housed in the module case (201) such that two positive terminals (211) are positioned on the front side (200a) of the first module (200) facing the first side (211), and two positive terminals (221) are positioned on the rear side (200b) of the first module (200) facing the second side (112). However, the number of first secondary batteries (210, 220) used may vary depending on the capacity of the first module (200), and is not limited to the structure illustrated in this document.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 보강부(600)는 각각의 제1 빈 공간(120a, 120b)에서 상기 제1 내면(111)에 장착되어, 상기 제1 내면(111)에서 상기 팩 케이스(110)의 강성을 보강할 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, the first reinforcing member (600) is mounted on the first inner surface (111) in each of the first empty spaces (120a, 120b), thereby reinforcing the rigidity of the pack case (110) on the first inner surface (111).
상기 제1 보강부(600)는 상기 제1 방향(F1)을 따라 배출된 상기 화염(50)을 상기 제1 내면(111)으로 안내하도록 마련된 제1 화염 통로(610)를 갖는다.The above first reinforcing member (600) has a first flame passage (610) provided to guide the flame (50) discharged along the first direction (F1) to the first inner surface (111).
상기 제1 보강부(600)는 상기 제1 화염 통로(610)가 인접한 모듈의 제1 열의 이차 전지(210, 310)의 가상의 제1 중심선(L1)과 동축 상에 위치하도록 상기 제1 빈 공간(120a, 120b)에 배치될 수 있다. The first reinforcing member (600) may be positioned in the first empty space (120a, 120b) so that the first flame passage (610) is positioned coaxially with the imaginary first center line (L1) of the secondary battery (210, 310) of the first row of adjacent modules.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 화염 통로(610)는 제1 모듈(200)의 전단측(200a)의 양극 단자(211)와 마주보게 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, the first flame passage (610) can be arranged to face the positive terminal (211) of the front end (200a) of the first module (200).
상기 제1 보강부(600)는 제1 리브(630)에 의해 구획된 복수 개의 제1 화염 통로(610)를 포함하고, 각각의 제1 화염 통로(610)가 상기 인접한 모듈의 제1 열에 배치된 각각의 이차 전지의 가상의 제1 중심선(L1)과 동축 상에 위치하도록 배치될 수 있다. The first reinforcing member (600) includes a plurality of first flame passages (610) partitioned by first ribs (630), and each first flame passage (610) can be arranged coaxially with an imaginary first center line (L1) of each secondary battery arranged in the first row of the adjacent module.
상기 제1 리브(630)는 상기 제1 화염 통로(610)의 강성을 보강하기 위한 것이다. 상기 제1 리브(630)에 의해 구획된 복수 개의 제1 화염 통로(610)는 제1 열에 배치된 이차 전지와 각각 마주보게 마련될 수 있다. The above first rib (630) is intended to reinforce the rigidity of the first flame passage (610). A plurality of first flame passages (610) partitioned by the first rib (630) may be arranged to face the secondary batteries arranged in the first row, respectively.
또한, 상기 제1 보강부(600)는 상기 제1 화염 통로(610) 내의 화염(50)이 인접한 모듈로의 전달을 차단하기 위한 제1 내열 시트(620)를 포함할 수 있다. Additionally, the first reinforcing member (600) may include a first heat-resistant sheet (620) to block the flame (50) within the first flame passage (610) from being transmitted to an adjacent module.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 내열 시트(620)는 제1 빈 공간(120a, 120b)으로 노출된 상기 제1 보강부(600)의 외면에 장착될 수도 있다. 상기 제1 내열 시트(620)는 상기 제1 화염 통로(610)의 내면에 장착될 수도 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, the first heat-resistant sheet (620) may be mounted on the outer surface of the first reinforcing member (600) exposed to the first empty space (120a, 120b). The first heat-resistant sheet (620) may also be mounted on the inner surface of the first flame passage (610).
상기 제1 내열 시트(620)는 화염(50)을 견딜 수 있는 정도의 내열성을 갖는다. 상기 제1 내열 시트(620)는 마이카 시트(mica sheet)가 사용될 수 있다. 상기 마이카 시트는 알루미나 실리게이트 성분을 갖는 내열 시트이다. 상기 마이카 시트는 운모 재질을 갖는다. The first heat-resistant sheet (620) has a heat resistance sufficient to withstand a flame (50). The first heat-resistant sheet (620) may be a mica sheet. The mica sheet is a heat-resistant sheet containing an alumina silicate component. The mica sheet has a mica material.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 상기 제1 모듈(200)에서, 상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)가 발화될 때, 상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 양극 단자(211)는 화염(50)으로 인해 상기 제1 방향(F1)으로 개방된다. For example, referring to FIG. 7, in the first module (200), when the first secondary battery (210) of the first row is ignited, the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row is opened in the first direction (F1) due to the flame (50).
상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 양극 단자(211)의 개방시, 화염(50)은 상기 제1 방향(F1)을 따라 제1 화염 통로(610)로 배출될 수 있다. When the positive terminal (211) of the first secondary battery (210) of the first row is opened, the flame (50) can be discharged into the first flame passage (610) along the first direction (F1).
상기 제1 보강부(600)는 제1 화염 통로(610)가 상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 가상의 제1 중심선(L1)과 일직선 상에 위치되도록 배치되어, 상기 제1 열의 제1 이차 전지(210)의 발화시 화염(50)을 상기 팩 케이스(110)의 제1 내면(111)으로 안내할 수 있다. 상기 제1 화염 통로(610)는 상기 제1 내열 시트(620)에 의해 인접한 모듈(200 또는 300)과의 열전달이 차단될 수 있다. The first reinforcing member (600) is arranged so that the first flame passage (610) is positioned in a straight line with the imaginary first center line (L1) of the first secondary battery (210) of the first row, so that when the first secondary battery (210) of the first row ignites, the flame (50) can be guided to the first inner surface (111) of the pack case (110). The first flame passage (610) can be blocked from heat transfer to an adjacent module (200 or 300) by the first heat-resistant sheet (620).
이하, 제2 보강부(700)에 대해 설명하면 다음과 같다. Below, the second reinforcement part (700) is described as follows.
도 5를 참조하면, 상기 제2 보강부(700)는 상기 제2 빈 공간(130a, 130b)에서 상기 제2 내면(112)에 장착되어, 상기 제2 내면(112)에서 상기 팩 케이스(110)의 강성을 보강할 수 있다. Referring to FIG. 5, the second reinforcing member (700) is mounted on the second inner surface (112) in the second empty space (130a, 130b), thereby reinforcing the rigidity of the pack case (110) on the second inner surface (112).
상기 제2 보강부(700)는 상기 제2 방향(F2)을 따라 배출된 상기 화염(50)을 상기 제2 내면(112)으로 안내하도록 마련된 제2 화염 통로(710)를 갖는다. The second reinforcing member (700) has a second flame passage (710) provided to guide the flame (50) discharged along the second direction (F2) to the second inner surface (112).
상기 제2 보강부(700)는 상기 제2 화염 통로(710)가 인접한 모듈의 제2 열의 이차 전지(220, 320)의 가상의 제2 중심선(L2)과 동축 상에 위치하도록 상기 제2 빈 공간(130a, 130b)에 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 보강부(700)는 제1 보강부(600)와 동일한 구조를 가질 수 있다.The second reinforcing member (700) may be positioned in the second empty space (130a, 130b) such that the second flame passage (710) is positioned coaxially with the imaginary second center line (L2) of the secondary batteries (220, 320) of the second row of adjacent modules. For example, the second reinforcing member (700) may have the same structure as the first reinforcing member (600).
상기 제2 보강부(700)는 제2 리브(730)에 의해 구획된 복수 개의 제2 화염 통로(710)를 포함하고, 각각의 제2 화염 통로(710)가 상기 인접한 모듈의 제2 열에 배치된 각각의 이차 전지의 가상의 제2 중심선(L2)과 동축 상에 위치하도록 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 화염 통로(710)는 각각의 모듈의 제2 열의 이차 전지의 개수에 따라 가변될 수 있다. The second reinforcing member (700) includes a plurality of second flame passages (710) partitioned by second ribs (730), and each second flame passage (710) can be arranged so as to be coaxial with an imaginary second center line (L2) of each secondary battery arranged in the second row of the adjacent module. The number of second flame passages (710) can vary depending on the number of secondary batteries in the second row of each module.
또한, 상기 제2 보강부(700)는 상기 제2 화염 통로(710) 내의 화염(50)이 인접한 모듈로의 전달을 차단하기 위한 제2 내열 시트(720)를 포함할 수 있다.Additionally, the second reinforcing member (700) may include a second heat-resistant sheet (720) to block the flame (50) within the second flame passage (710) from being transmitted to an adjacent module.
상기 제2 내열 시트(720)는 화염(50)을 견딜 수 있는 정도의 내열성을 갖는다. 상기 제2 내열 시트(720)는 마이카 시트(mica sheet)가 사용될 수 있다. 상기 마이카 시트는 알루미나 실리게이트 성분을 갖는 내열 시트이다. 상기 마이카 시트는 운모 재질을 갖는다. The second heat-resistant sheet (720) has a heat resistance sufficient to withstand a flame (50). A mica sheet may be used as the second heat-resistant sheet (720). The mica sheet is a heat-resistant sheet containing an alumina silicate component. The mica sheet has a mica material.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제2 내열 시트(720)는 제2 빈 공간(130a, 130b)으로 노출된 상기 제2 보강부(700)의 외면에 장착될 수도 있다. 또한, 상기 제2 내열 시트(720)는 상기 제2 화염 통로(710)의 내면에 장착될 수도 있다. 상기 제2 내열 시트(720)는 상기 제2 화염 통로(710)를 따라 이동하는 화염(50)이 주변부로 전달되는 것을 방지할 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, the second heat-resistant sheet (720) may be mounted on the outer surface of the second reinforcing member (700) exposed to the second empty space (130a, 130b). In addition, the second heat-resistant sheet (720) may be mounted on the inner surface of the second flame passage (710). The second heat-resistant sheet (720) may prevent the flame (50) moving along the second flame passage (710) from being transmitted to the surrounding area.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 제2 모듈(300)에서, 상기 제2 열의 제2 이차 전지(320)가 발화될 때, 상기 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 양극 단자(321)는 화염(50)으로 인해 상기 제2 방향(F2)으로 개방된다. For example, referring to FIG. 7, in the second module (300), when the second secondary battery (320) of the second row is ignited, the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row is opened in the second direction (F2) due to the flame (50).
상기 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 양극 단자(321)의 개방시, 화염(50)은 상기 제2 방향(F2)을 따라 제2 화염 통로(710)로 배출될 수 있다.When the positive terminal (321) of the second secondary battery (320) of the second row is opened, the flame (50) can be discharged to the second flame passage (710) along the second direction (F2).
제2 보강부(700)는 제2 화염 통로(710)가 상기 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 가상의 제2 중심선(L2)과 일직선 상에 위치되도록 배치되어, 상기 상기 제2 열의 제2 이차 전지(320)의 발화시 화염(50)을 상기 팩 케이스(110)의 제2 내면(112)으로 안내할 수 있다. The second reinforcing member (700) is positioned so that the second flame passage (710) is positioned in a straight line with the virtual second center line (L2) of the second secondary battery (320) of the second row, so that when the second secondary battery (320) of the second row is ignited, the flame (50) can be guided to the second inner surface (112) of the pack case (110).
상기와 같은 구조를 통해, 상기 배터리 팩(100)에는 각각의 제1 빈 공간(120a, 120b)에 제1 보강부(600)가 마련되고, 각각의 제2 빈 공간(130a, 130b)에 제2 보강부(700)가 마련됨에 따라, 상기 팩 케이스(110)의 강성이 보강될 수 있다. Through the structure as described above, the battery pack (100) has a first reinforcing member (600) provided in each of the first empty spaces (120a, 120b) and a second reinforcing member (700) provided in each of the second empty spaces (130a, 130b), so that the rigidity of the pack case (110) can be reinforced.
또한, 상기 배터리 팩(100)은 양극 단자가 개방되는 방향으로 제1 화염 통로(610) 및 제2 화염 통로(710)을 마련하여, 화염(50)이 주변 이차 전지 및 주변 모듈로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 제1 화염 통로(610) 및 제2 화염 통로(710)는 사선 방향을 따라 이격 배치된다. In addition, the battery pack (100) can prevent flames (50) from being transmitted to surrounding secondary batteries and surrounding modules by providing a first flame passage (610) and a second flame passage (710) in the direction in which the positive terminal is opened. The first flame passage (610) and the second flame passage (710) are spaced apart from each other in a diagonal direction.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이다. 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for illustrative purposes. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, variations, and additions can be made within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, variations, and additions should be considered to fall within the scope of the following claims.
본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 배터리 팩에 따르면, 어느 하나의 이차 전지의 발화시 인접한 다른 하나의 이차 전지로의 화염의 전달을 방지할 수 있다.According to a battery pack according to at least one embodiment of the present invention, when one secondary battery catches fire, the flame can be prevented from spreading to another adjacent secondary battery.
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- 2025-01-15 WO PCT/KR2025/000876 patent/WO2025165008A1/en active Pending
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