KR20230076014A - 안전성이 향상된 배터리 팩 - Google Patents

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조영범
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Abstract

본 발명은 열적 이벤트가 효과적으로 제어되어 안전성이 향상될 수 있는 배터리 팩 등을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 각각 하나 이상의 배터리 셀을 구비하여 에너지를 저장 및 방출하도록 구성되며, 흡기부 및 배기부가 형성된 다수의 배터리 모듈; 흡기 채널이 형성되며 상기 다수의 배터리 모듈의 흡기부와 연통되게 배치된 흡기 덕트; 및 배기 채널이 형성되며 상기 다수의 배터리 모듈의 배기부와 연통되게 배치된 배기 덕트를 포함하고, 상기 다수의 배터리 모듈은, 내압 증가 시 상기 흡기부를 폐쇄시키도록 구성된 개폐 부재를 더 구비한다.

Description

안전성이 향상된 배터리 팩{Battery pack with improved safety}
본 발명은 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열 폭주(thermal runaway) 등의 이벤트가 발생한 경우에도 안전성이 향상될 수 있도록 구성된 배터리 팩과 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 등에 관한 것이다.
근래에 들어서, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 로봇, 드론, 전기 자동차 등의 상용화가 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이차 전지는 단독으로 사용되기도 하나, 일반적으로는 다수의 이차 전지가 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 형태로 구성된 경우가 많다. 특히, 다수의 이차 전지는 서로 전기적으로 연결된 상태로 하나의 모듈 케이스 내부에 수납되어, 하나의 배터리 모듈을 구성할 수 있다. 그리고, 배터리 모듈은, 단독으로 사용되거나 또는 둘 이상이 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되어, 배터리 팩 등과 같은 보다 상위 수준의 장치를 구성할 수 있다. 여기서, 배터리 모듈과 배터리 팩은 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
최근, 전력 부족이나 친환경 에너지 등과 같은 이슈가 부각되면서, 생산된 전력을 저장하기 위한 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)이 많은 주목을 받고 있다. 대표적으로, 이러한 에너지 저장 시스템을 이용하면, 스마트 그리드 시스템(Smart Grid System)과 같은 전력 관리 체계 구축이 용이하여, 특정 지역이나 도시 등에서 용이하게 전력 수급 조절이 가능할 수 있다. 또한, 전기 자동차에 대한 상용화가 본격화되면서 전기 자동차를 충전시킬 수 있는 전기 충전소에도 이러한 에너지 저장 시스템이 적용될 수 있다.
이러한 에너지 저장 시스템이나 전기 자동차 등에 사용되는 배터리 팩의 경우, 다수의 배터리 모듈이 포함될 수 있다. 그리고, 각각의 배터리 모듈은, 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결되어, 배터리 팩의 출력이나 용량 등이 증가하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 배터리 팩의 에너지 밀도를 높이기 위하여, 배터리 모듈들은 매우 좁은 공간에 서로 밀집된 상태로 존재할 수 있다.
그런데, 이와 같이 다수의 배터리 모듈이 좁은 공간에 밀집된 상태로 존재하는 경우, 열적 이벤트에 매우 취약할 수 있다. 예를 들어, 특정 배터리 모듈에서 열 폭주(thermal runaway) 등의 열적 이벤트가 발생한 경우, 해당 배터리 모듈로부터 많은 열 또는 고온의 벤팅 가스가 생성되어 방출될 수 있다. 그리고, 이와 같이 방출된 열이나 가스로 인해, 다른 배터리 모듈로 열 폭주 전파(thermal runaway propagation)가 일어나는 상황이 발생할 수 있다. 열 폭주 전파와 같은 연쇄적인 반응이 발생하는 경우, 배터리 팩의 화재나 폭발 등으로 이어질 수 있기 때문에, 배터리 팩에 대한 열적 제어는 매우 중요하다.
종래에, 이러한 배터리 팩의 열적 제어를 위한 대표적인 방법으로, 냉각 덕트를 통해 각 배터리 모듈로 냉각 유체를 공급하여 온도 상승을 방지하는 구성을 들 수 있다. 그러나, 특정 배터리 모듈에서 열 폭주 상황이 발생하여 벤팅 가스가 발생한 경우, 벤팅 가스가 냉각 덕트를 통해 다른 배터리 모듈로 유입되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이 경우, 벤팅 가스로 인해 열 폭주 전파가 일어나, 오히려 열적 이벤트가 더욱 심화되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열적 이벤트가 효과적으로 제어되어 안전성이 향상될 수 있는 배터리 팩과 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 자동차 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 각각 하나 이상의 배터리 셀을 구비하여 에너지를 저장 및 방출하도록 구성되며, 흡기부 및 배기부가 형성된 다수의 배터리 모듈; 흡기 채널이 형성되며 상기 다수의 배터리 모듈의 흡기부와 연통되게 배치된 흡기 덕트; 및 배기 채널이 형성되며 상기 다수의 배터리 모듈의 배기부와 연통되게 배치된 배기 덕트를 포함하고, 상기 다수의 배터리 모듈은, 내압 증가 시 상기 흡기부를 폐쇄시키도록 구성된 개폐 부재를 더 구비한다.
여기서, 상기 흡기부는 각 배터리 모듈의 측면에 형성되고, 상기 배기부는 각 배터리 모듈의 상면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 흡기 덕트는, 상기 다수의 배터리 모듈의 버스바 어셈블리를 커버하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 흡기 덕트는 상기 다수의 배터리 모듈로 냉각 유체를 공급하도록 구성되고, 상기 배기 덕트는 상기 다수의 배터리 모듈로 공급된 냉각 유체를 외부로 배출하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 개폐 부재는, 상기 흡기 덕트를 통해 상기 냉각 유체가 공급되는 경우, 상기 흡기부를 개방시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 개폐 부재는, 배터리 모듈 내부에서 벤팅 가스가 생성된 경우, 상기 흡기부를 폐쇄시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 개폐 부재는, 힌지 회동 가능하게 구성되어 상기 흡기부를 개방 또는 폐쇄시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 배기 덕트는, 각 배터리 모듈의 배기부에 대응되도록 다수의 유입구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 배기 덕트는, 상기 다수의 유입구 중 적어도 하나의 유입구로 유입된 기체가 다른 유입구로 유입되는 것을 차단하도록 구성된 차단부를 구비할 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함한다.
본 발명에 의하면, 다수의 배터리 모듈이 포함된 배터리 팩에서, 배터리 모듈 간 열 전파가 일어나는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
특히, 열 폭주(thermal runaway) 등의 이벤트로 특정 배터리 모듈에서 열이나 가스가 발생한 경우, 발생된 열이나 가스가 냉각 유로를 통해 다른 모듈로 전달되는 것이 보다 효과적으로 차단될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 모듈 간 열 전파를 통해 화재가 확산되거나 폭발이 일어나는 것을 방지하여, 배터리 팩의 열적 안전성이 보다 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 구성에 의하면, 배터리 팩의 냉각 구성을 활용하고 배기를 위한 별도의 공간을 추가로 확보할 필요가 없다. 그러므로, 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩의 구조가 간소화되고, 에너지 밀도 향상에 유리할 수 있다.
이외에도 본 발명의 여러 실시예에 의하여, 여러 다른 추가적인 효과가 달성될 수 있다. 이러한 본 발명의 여러 효과들에 대해서는 각 실시예에서 보다 상세하게 설명하거나, 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 효과에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 일부 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 포함된 하나의 배터리 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 3의 일부 구성을 분리한 형태의 부분 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 냉각 유체의 흐름 구성을 상부에서 바라본 형태의 개략적인 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 벤팅 가스에 의해 흡기부가 폐쇄된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 3의 배터리 모듈에서 개폐 부재가 개방된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐 부재의 개폐 구성을 상부에서 바라본 형태의 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 포함된 배기 덕트의 구성을 개략적으로 나타내는 하부 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 포함된 배기 덕트의 구성을 개략적으로 나타내는 하부 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 배기 덕트의 일부분에 대한 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 배기 덕트의 일부분에 대한 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 모듈(100), 흡기 덕트(200) 및 배기 덕트(300)를 포함한다.
상기 배터리 모듈(100)은, 하나 이상의 배터리 셀을 구비하여 에너지를 저장 및 방출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 각각의 배터리 셀은, 이차 전지를 의미할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(100)은, 배터리 팩에 하나 이상 포함될 수 있다. 특히, 배터리 팩의 용량 및/또는 출력 등의 향상을 위해, 배터리 모듈(100)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 팩에 다수 포함될 수 있다. 이때, 다수의 배터리 모듈(100)은 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 일례로, 도 1 및 도 2에서는 8개의 배터리 모듈(100)이 X축 방향(좌우 방향)으로 배치된 형태가 도시되어 있다.
이러한 배터리 모듈(100)의 보다 구체적인 구성의 일례는 도 3 및 도 4에 보다 구체적으로 도시되어 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 포함된 하나의 배터리 모듈(100)을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 4는 도 3의 일부 구성을 분리한 형태의 부분 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 배터리 모듈(100)은, 배터리 셀(110)(이차 전지)을 구비할 수 있다.
여기서, 배터리 셀(110)은, 전극 조립체, 전해액(전해질) 및 전지 케이스를 구비할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 파우치형 이차 전지가 도시되어 있으나, 이차 전지의 다른 형태, 이를테면 원통형 전지나 각형 전지가 배터리 모듈(100)에 포함될 수도 있다.
이러한 이차 전지는, 다수 포함될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 다수의 파우치형 이차 전지가 눕혀진 상태에서 상하 방향으로 적층된 형태로 셀 어셈블리를 구성할 수 있다. 이때, 각 전지의 전극 리드(111)는 서로 직접 접촉되거나 버스바 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
특히, 상기 배터리 모듈(100)은, 흡기부(I1) 및 배기부(O1)가 형성될 수 있다. 여기서, 흡기부(I1)와 배기부(O1)는, 배터리 모듈(100)의 내부 공간과 연통되도록 구성될 수 있다. 즉, 배터리 모듈(100)은, 내부 공간, 특히 배터리 셀(110)이 수납된 공간과 연통되도록, 흡기부(I1)와 배기부(O1)가 형성될 수 있다. 특히, 흡기부(I1)는, 배터리 셀(110)이 위치하는 내부 공간으로 기체가 유입되도록 구성될 수 있다. 그리고, 배기부(O1)는, 배터리 셀(110)이 위치하는 내부 공간에서 기체가 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 배터리 모듈(100)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 모듈 케이스(120) 및 버스바 어셈블리(130)를 구비할 수 있다.
여기서, 모듈 케이스(120)는, 하나 이상의 배터리 셀(110), 즉 이차 전지를 내부 공간에 수용하는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 모듈 케이스(120)는, 도면에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(121), 하부 플레이트(122) 및 측부 플레이트(123)를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 다수의 플레이트가 서로 결합되어 한정된 내부 공간에 전지 어셈블리가 수납될 수 있다.
여기서, 모듈 케이스(120)에 포함되는 일부 플레이트, 이를테면 하부 플레이트(122) 및 측부 플레이트(123)(좌측 플레이트, 우측 플레이트)는, 서로 일체화된 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우, 하부 플레이트(122)와 측부 플레이트(123)의 일체화된 형태는 대략 U자 형태일 수 있다. 또는, 하부 플레이트(122)와 측부 플레이트(123), 그리고 상부 플레이트(121)가 서로 일체화된 관 형상의, 모노프레임 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 모듈 케이스(120)의 각 플레이트는, 서로 결합된 상태에서 내부 공간을 한정할 수 있다. 그리고, 이러한 내부 공간에 셀 어셈블리가 수용될 수 있다.
이와 같이, 모듈 케이스(120)에 의해 배터리 셀(110)이 수납되는 내부 공간이 한정된 상태에서, 모듈 케이스(120)는, 한정된 내부 공간과 연통되도록 흡기부(I1)와 배기부(O1)가 형성될 수 있다. 특히, 흡기부(I1) 및/또는 배기부(O1)는, 모듈 케이스(120)의 일부분이 관통된 홀 형태로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이러한 흡기부(I1)와 배기부(O1)의 특정 형태로 한정되는 것은 아니며, 흡기부(I1)와 배기부(O1)는, 모듈 케이스(120)의 내부 공간을 개방시킬 수 있는 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈(100)은 모듈 단자(140)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈(100)은 전방 및/또는 후방 측에 각 배터리 셀(110)의 전극 리드(111)가 위치하고, 그러한 전극 리드(111)와 전기적으로 연결된 형태로 모듈 단자(140)가 위치할 수 있다. 특히, 모듈 단자(140)는, 배터리 모듈(100)의 전방 및/또는 후방 측에 위치하여, 전방 및/또는 후방으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 각 배터리 모듈(100)은, 모듈 단자(140)로서 양극 모듈 단자(+)와 음극 모듈 단자(-)를 구비할 수 있다. 이때, 양극 모듈 단자(+)와 음극 모듈 단자(-)는, 배터리 모듈(100)의 동일한 측면, 이를테면 도면에 도시된 바와 같이 전방(-Y축 방향) 측면에 위치할 수 있다. 이러한 모듈 단자(140)는, 배터리 모듈(100)에 포함된 이차 전지(배터리 셀(110))가 배터리 모듈(100) 외부의 다른 구성요소, 이를테면 다른 배터리 모듈(100)과 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
상기 흡기 덕트(200)는, 도 2에서 C1으로 표시된 부분과 같이, 흡기 채널이 형성될 수 있다. 이러한 흡기 채널(C1)은, 흡기 덕트(200)의 내부에서 유체, 이를테면 기체가 흐를 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 흡기 덕트(200)는, 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)와 연통되게 배치될 수 있다. 즉, 각 배터리 모듈(100)마다 흡기부(I1)가 형성될 수 있는데, 흡기 덕트(200)는 이러한 각 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)와 연결되어, 흡기 덕트(200)의 유체가 흡기부(I1)로 이동 가능한 형태로 구성될 수 있다.
상기 배기 덕트(300)는, 도 2에서 C2로 표시된 부분과 같이, 배기 채널이 형성될 수 있다. 이러한 배기 채널(C2)은, 배기 덕트(300)의 내부에서 기체와 같은 유체가 흐를 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 배기 덕트(300)는, 다수의 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)와 연통되게 배치될 수 있다. 즉, 각 배터리 모듈(100)마다 배기부(O1)가 형성될 수 있는데, 배기 덕트(300)는 이러한 각 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)와 연결되어, 각 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)의 유체가 배기 덕트(300)로 이동 가능한 형태로 구성될 수 있다.
이와 같은 구성에서, 상기 배터리 모듈(100)은, 개폐 부재(150)를 구비할 수 있다. 상기 개폐 부재(150)는, 개폐 동작의 수행이 가능도록 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 개폐 부재(150)는, 흡기부(I1)를 개방시키거나 폐쇄(밀폐)시키도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 개폐 부재(150)는, 흡기부(I1) 측에 마련되어, 배터리 모듈(100)의 내압 증가 시 흡기부(I1)를 폐쇄시키도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 개폐 부재(150)는, 배터리 모듈(100)의 내압이 일정 수준 미만일 때에는, 흡기부(I1)가 개방될 수 있도록 하다가, 배터리 모듈(100)의 내압이 일정 수준 이상일 때에는, 흡기부(I1)가 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 여기서, 개폐 부재(150)의 폐쇄 동작은, 개폐 부재(150)가 흡기부(I1)를 완전히 차단시키거나 부분적으로 차단시키는 형태로 수행될 수 있다.
특히, 각 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)는, 흡기 덕트(200)와 연통되게 구성될 수 있다. 따라서, 상기 개폐 부재(150)는, 배터리 모듈(100)의 내부 압력 상황에 따라, 흡기 덕트(200)의 흡기 채널(C1)과 흡기부(I1) 사이가 연통되도록 하거나 차단되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 개폐 부재(150)의 개폐 동작을 통해, 배터리 팩의 안전성이 향상될 수 있다. 더욱이, 다수의 배터리 모듈(100) 중, 특정 배터리 모듈(100)에서 내압이 증가하는 경우, 해당 배터리 모듈(100)이 비정상이라고 예측될 수 있다. 이때, 개폐 부재(150)의 폐쇄 동작을 통해 흡기부(I1)가 폐쇄되면, 흡기 덕트(200)로 열 등이 배출되는 것이 감소되거나 차단될 수 있다. 그러므로, 흡기 덕트(200)를 통한 배터리 모듈(100) 사이의 열적 이벤트 전파, 이를테면 열 폭주 전파(thermal runaway propagation) 등이 방지될 수 있다.
상기 흡기부(I1)는, 각 배터리 모듈(100)에서 측면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바를 참조하면, 상기 흡기부(I1)는, 각 배터리 모듈(100)의 전방 측면과 후방 측면에 형성될 수 있다. 즉, 각각의 배터리 모듈(100)은, 전, 후, 좌, 우의 각 방향으로 4개의 측면이 형성될 수 있다. 이때, 다수의 배터리 모듈(100)은, 좌우 방향(X축 방향)으로 나란하게 배열된 상태에서, 전후 방향 양단 측면에 각각 흡기부(I1)가 형성될 수 있다. 이때, 각 배터리 모듈(100)마다, 2개의 흡기부(I1)가 형성되어 있다고 할 수 있다. 특히, 흡기부(I1)는, 배터리 모듈(100)의 모듈 케이스(120)에 형성될 수 있다. 이를테면, 흡기부(I1)는, 모듈 케이스(120)에 형성된 홀이나 절취부와 같은 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 배기부(O1)는, 각 배터리 모듈(100)의 상면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바를 참조하면, 상기 배기부(O1)는, 좌우 방향으로 배치된 다수의 배터리 모듈(100) 각각에서 상부에 형성될 수 있다. 특히, 배터리 모듈(100)의 상부 측에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 모듈 케이스(120)로서 상부 플레이트(121)가 위치할 수 있다. 그리고, 배기부(O1)는, 이러한 상부 플레이트(121)에 형성될 수 있다. 이때, 배기부(O1)는, 상부 플레이트(121)에 형성된 홀이나 절취부와 같은 형태로 구성될 수 있다.
이와 같은 흡기부(I1) 및 배기부(O1) 구성에 대응하여, 흡기 덕트(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 배터리 모듈(100)의 측부, 특히 다수의 배터리 모듈(100)의 전방 및 후방에 위치할 수 있다. 그리고, 배기 덕트(300)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 배터리 모듈(100)의 상부에 위치할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 배터리 팩의 냉각 및/또는 벤팅 성능이 안정적으로 확보될 수 있다. 특히, 흡기부(I1)를 통해 각 배터리 모듈(100) 내부로 유입된 냉각 기체는 배터리 셀(110)로부터 열을 빼앗아 온도가 상승할 수 있다. 그리고, 온도가 상승한 냉각 기체는 각 배터리 모듈(100)의 상부로 향할 수 있다. 이때 각 배터리 모듈(100)의 상부 측에 배기부(O1)가 형성된 경우, 각 배터리 모듈(100) 내부의 냉각 기체는 상부 측 배기부(O1)를 통해 모듈 외부, 특히 배기 덕트(300)로 보다 원활하게 배출될 수 있다. 또한, 각 배터리 모듈(100) 내부에서 벤팅 가스가 발생한 경우, 벤팅 가스는 고온으로서, 배터리 모듈(100)의 내부 공간에서 상부 측으로 향하기 쉽다. 따라서, 상기 구성에 의하면, 배터리 모듈(100)의의 상부 측에 위치한 배기부(O1) 및 배기 덕트(300)를 통해 벤팅 가스가 보다 원활하게 배출될 수 있다.
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 흡기 덕트(200)가 배터리 모듈(100)의 측부에 위치하고, 배기 덕트(300)가 배터리 모듈(100)의 상부 측에 위치할 수 있다. 이 경우, 흡기 덕트(200)와 배기 덕트(300)가 배터리 팩의 외측에 위치하여, 팩 케이스의 적어도 일부로서 기능할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 측부 케이스(400)를 더 포함할 수 있다. 상기 측부 케이스(400)는, 다수의 배터리 모듈(100) 적층체의 적어도 일부를 커버하도록 구성될 수 있다. 그리고, 측부 케이스(400)는, 흡기 덕트(200) 및/또는 배기 덕트(300)와 결합될 수 있다. 특히, 이러한 측부 케이스(400)에는, H1 및 H2로 표시된 바와 같이, 흡기 홀이 형성될 수 있다. 이러한 흡기 홀(H1, H2)은, 흡기 덕트(200)의 흡기 채널(C1)과 연통되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 흡기 홀(H1)은, 전방 측에 위치한 제1 흡기 덕트(210)의 흡기 채널(C1)과 연통되게 구성될 수 있다. 그리고, 제2 흡기 홀(H2)은, 후방 측에 위치한 제2 흡기 덕트(220)의 흡기 채널(C1)과 연통되게 구성될 수 있다.
이와 같은 실시 구성에서, 흡기 덕트(200), 배기 덕트(300) 및 측부 케이스(400)는, 팩 케이스의 여러 구성요소로서 기능할 수 있다. 특히, 배터리 팩에는 다수의 배터리 모듈(100) 및 BMS와 같은 전장 부품이 포함될 수 있다. 이때, 흡기 덕트(200), 배기 덕트(300) 및 측부 케이스(400)는, 적어도 일부가 서로 결합된 형태로 구성되어, 이러한 배터리 모듈(100) 또는 전장 부품의 외측에서, 이들을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡기 덕트(200)와 배기 덕트(300)는, 모듈 적층체의 전방과 후방을 커버할 수 있다. 그리고, 모듈 적층체의 좌측에는 전장 부품이 위치할 수 있는데, 측부 케이스(400)가 이러한 전장 부품 및 모듈 적층체의 좌측 부분을 커버하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 흡기 덕트(200)는, 다수의 배터리 모듈(100)의 버스바 어셈블리(130)를 커버하도록 구성될 수 있다. 특히, 각 배터리 모듈(100)에서 모듈 케이스(120)는, 적어도 일측이 개방되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 개방 부분에 셀 어셈블리의 전극 리드(111)가 위치하도록 구성될 수 있다. 이때, 전극 리드가 위치하는 모듈 케이스(120)의 개방 부분은, 각 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)를 구성할 수 있다.
특히, 배터리 모듈(100)은, 버스바 어셈블리(130)를 구비하여, 모듈 케이스(120)의 개방 부분에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 버스바 어셈블리(130)는, 모듈 케이스(120)의 전방 및 후방 개방 부분, 즉 흡기부(I1) 측에 결합될 수 있다. 이러한 모듈 케이스(120)의 전방 및 후방 부분에는 셀 어셈블리의 전극 리드(111)가 위치할 수 있고, 버스바 어셈블리(130)는 전극 리드(111)와 결합될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 버스바 어셈블리(130)에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 버스바 하우징(131) 및 모듈 버스바(132)가 구비될 수 있다.
여기서, 버스바 하우징(131)은 전기적으로 절연성 재질, 이를테면 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 그리고, 버스바 하우징(131)은, 모듈 버스바(132)가 안착되어 고정되도록 구성될 수 있다. 그리고, 모듈 버스바(132)는, 전기적으로 전도성 재질, 이를테면 금속 재질로 구성될 수 있다. 그리고, 모듈 버스바(132)는, 둘 이상의 전극 리드(111) 사이를 전기적으로 연결시키거나, 하나 이상의 전극 리드(111)에 연결되어 BMS(Battery Management System)와 같은 제어 유닛으로 센싱 정보를 전달하도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩에 포함된 배터리 모듈(100)의 경우, 특정 부분, 이를테면 버스바 어셈블리(130)가 위치하는 전방 측 및 후방 측이 개방되어 흡기부(I1)로서 기능할 수 있다. 특히, 버스바 어셈블리(130)는, 전극 리드(111)가 통과할 수 있도록 슬릿이 형성될 수 있다. 이 경우, 각 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)는, 이러한 슬릿을 통해 모듈 케이스(120)의 내부 공간과 외부 공간을 연통시킬 수 있다.
예를 들어, 도 2 내지 도 4에 도시된 바를 참조하면, 버스바 어셈블리(130)는, 각 배터리 모듈(100)의 전방 측 및 후방 측에 위치할 수 있다. 이때, 흡기 덕트(200)가 모듈 적층체의 전방 및 후방에 결합될 수 있다. 따라서, 흡기 덕트(200)는, 다수의 배터리 모듈(100)의 버스바 어셈블리(130)를 커버한다고 할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 흡기 덕트(200)는, 유체가 흐르는 채널을 제공함과 동시에, 각 배터리 모듈(100)의 버스바 어셈블리(130)를 보호할 수 있다. 따라서, 이 경우, 흡기 덕트(200)는, 각 배터리 모듈(100)의 덕트 기능과 팩 케이스 기능을 함께 수행한다고 할 수 있다. 그러므로, 이와 같은 실시 구성에서는, 하나의 구성요소로서 여러 기능을 수행할 수 있으므로, 여러 기능을 수행하기 위한 구성요소를 각각 별도로 두지 않아도 되므로, 제조가 용이하고 경제적이며, 배터리 팩의 에너지 밀도를 보다 높일 수 있다.
상기 흡기 덕트(200)는 냉각 유체를 공급하고, 상기 배기 덕트(300)는 냉각 유체를 외부로 배출하도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 냉각 유체의 흐름 구성을 상부에서 바라본 형태의 개략적인 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 흡기 덕트(200)는, 다수의 배터리 모듈(100)로 냉각 유체를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 흡기 덕트(200)는 좌우 방향으로 길게 연장된 형태로 구성되어, 다수의 배터리 모듈(100)이 좌우 방향으로 적층된 모듈 적층체의 전방과 후방 측에 결합될 수 있다. 이때, 흡기 덕트(200)가 결합된 모듈 적층체의 전방과 후방에는 흡기부(I1)가 위치할 수 있다. 그리고, 실선 화살표로 표시된 바와 같이, 모듈 적층체의 좌측에 위치한 측부 케이스(400)의 흡기 홀(H1, H2)을 통해 냉각 유체, 이를테면 공기가 흡기 덕트(200) 내부로 유입되어 흡기 채널(C1)을 통해 흐를 수 있다. 그리고, 흡기 채널(C1)을 흐르는 냉각 유체는, 각 배터리 모듈(100)의 전방 및 후방 측에 위치한 흡기부(I1)를 통해 배터리 모듈(100) 내부로 유입될 수 있다.
그리고, 배기 덕트(300)는, 다수의 배터리 모듈(100)로 공급된 냉각 유체를 외부로 배출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 배기 덕트(300)는 좌우 방향으로 길게 연장된 형태로 구성되어, 모듈 적층체의 상부에 결합될 수 있다. 이때, 배기 덕트(300)가 결합된 모듈 적층체의 상부에는 배기부(O1)가 위치할 수 있다. 그리고, 흡기 덕트(200)를 통해 각각의 배터리 모듈(100) 내부로 유입된 유체는 배터리 모듈(100) 내부 공간을 흐르다가 상부에 위치한 배기부(O1)로 배출될 수 있다. 그리고, 각 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)를 통해 배출된 냉각 유체는, 점선 화살표로 표시된 바와 같이, 배기 덕트(300)의 배기 채널(C2)을 통해 배터리 팩 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 흡기 덕트(200) 및 배기 덕트(300)를 통한 냉각 유체의 흐름이 보다 원활하게 유도될 수 있다. 따라서, 배터리 팩의 냉각 성능이 보다 향상될 수 있다.
이와 같은 실시 구성에서, 상기 개폐 부재(150)는, 흡기 덕트(200)를 통해 냉각 유체가 공급되는 경우, 흡기부(I1)를 개방시키도록 구성될 수 있다. 즉, 도 5의 실시 구성에서, 실선 화살표로 표시된 바와 같이, 흡기 덕트(200)로 냉각 유체가 유입되는 경우, 각 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)에 위치한 개폐 부재(150)는, 흡기부(I1)를 개방시켜 냉각 유체가 흡기 덕트(200)에서 배터리 모듈(100) 내부로 유입되도록 할 수 있다.
특히, 개폐 부재(150)는, 개방 동작 및 폐쇄 동작이 가능할 수 있는데, 흡기 덕트(200)의 내부 압력이 배터리 모듈(100)의 내부 압력보다 높은 경우, 흡기부(I1)를 개방시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 정상적인 배터리 모듈(100) 상태에서, 흡기 덕트(200)의 내부로 냉각 유체가 공급되면, 흡기 덕트(200)의 내압이 배터리 모듈(100)의 내압보다 높아질 수 있다. 이 경우, 개폐 부재(150)는, 폐쇄 상태에서 개방 상태로 변경되어, 흡기 덕트(200) 측 냉각 유체가 배터리 모듈(100) 내부로 유입될 수 있다. 반면, 정상적인 배터리 모듈(100) 상태에서 흡기 덕트(200)의 내부로 냉각 유체가 공급되지 않으면, 흡기 덕트(200)의 내압과 배터리 모듈(100)의 내압은 유사한 수준일 수 있다. 이 경우, 개폐 부재(150)는, 폐쇄 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 냉각 유체가 공급될 때에는 개폐 부재(150)가 개방됨으로써, 냉각 유체가 배터리 모듈(100) 내부로 원활하게 유입될 수 있다. 그리고, 냉각 유체가 공급되지 않을 때에는 개폐 부재(150)가 개방되지 않음으로써, 외부의 이물질, 이를테면 흡기 덕트(200) 내부의 먼지나 수분 등이 배터리 모듈(100) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기와 같은 실시 구성에서, 흡기 덕트(200)는 흡기 채널(C1)의 단면적이 부분적으로 다르게 구성될 수 있다. 특히, 흡기 덕트(200)는 냉각 유체가 유입되는 단부 측 채널 단면적이 반대 측 채널 단면적보다 크게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 구성에서, 흡기 덕트(200)는, 좌측 단부에서 냉각 유체가 유입되어, 냉각 유체는 흡기 채널(C1)에서 우측 방향으로 흐를 수 있다. 이때, 흡기 덕트(200)는, 좌측 단부의 채널 단면적이 우측 단부의 채널 단면적보다 크게 구성될 수 있다.
더욱이, 흡기 덕트(200)는, 냉각 유체가 유입되는 단부 측에서 반대 측으로 갈수록, 채널 단면적이 점차 작아지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 실시 구성에서, 흡기 덕트(200)는, 좌측 단부에서 우측 단부로 갈수록 흡기 채널(C1)의 크기가 작아지게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 좌우 방향을 따라 배치된 다수의 배터리 모듈(100)에 대하여, 냉각 유체의 유입량이 균등해지도록 할 수 있다.
상기 개폐 부재(150)는, 배터리 모듈(100) 내부에서 벤팅 가스가 발생한 경우, 흡기부(I1)를 폐쇄시키도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 벤팅 가스에 의해 흡기부(I1)가 폐쇄된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 좌우 방향으로 배치된 다수의 배터리 모듈(100)(M1~M8) 중, M5 모듈의 내부에서 벤팅 가스가 발생한 경우, M5 모듈의 내부 압력이 증가할 수 있다. 그리고, 이러한 내압 증가로 인해, M5 모듈의 개폐 부재(150)는, M5 모듈의 흡기부(I1)를 폐쇄시킬 수 있다. 여기서, 흡기부(I1)를 폐쇄시킨다는 것은, 흡기부(I1)가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 변경된다는 점은 물론이고, 흡기부(I1)가 폐쇄 상태를 그대로 유지하는 것도 포함할 수 있다.
따라서, M5 모듈 내부의 벤팅 가스는, 실선 화살표로 표시된 바와 같이 흡기 덕트(200) 측으로 유출될 수 없다. 이때, M5 모듈에는 배기부(O1)가 형성될 수 있으므로, 벤팅 가스는 배기부(O1)로 배출될 수 있다. 그리고, 이와 같이 배기부(O1)를 통해 배출된 M5 모듈 내부의 벤팅 가스는, 점선 화살표로 표시된 바와 같이, 배기 덕트(300)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 다수의 배터리 모듈(100) 중 특정 배터리 모듈(100) 내부에서 벤팅 가스가 발생하더라도, 벤팅 가스가 흡기 덕트(200) 측으로 유입되지 않을 수 있다. 따라서, 흡기 덕트(200)를 통해 다른 배터리 모듈(100)로 벤팅 가스가 유입됨으로써, 열폭주 전파 문제 등이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 배기 덕트(300)로 유입된 벤팅 가스가 다른 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)를 통해 그 내부로 유입될 가능성도 존재할 수 있다. 하지만, 이 경우, 벤팅 가스의 유입으로 해당 배터리 모듈(100)의 내압이 증가하면, 해당 배터리 모듈(100)의 개폐 부재(150)도 폐쇄될 수 있다. 따라서, 이 경우, 해당 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)를 통해 그 내부로 벤팅 가스가 계속해서 유입되는 것이 방지될 수 있다. 더욱이, 이 경우, 배기 덕트(300)의 배출구 측의 압력이 낮으므로, 배기 덕트(300) 내부의 유체는, 다른 배터리 모듈(100)의 내부보다는 배기 덕트(300)의 배출구 측으로 향하기 쉬울 수 있다.
상기 개폐 부재(150)는, 흡기부(I1)를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있도록, 힌지 회동 가능하게 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 7 및 도 8을 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은, 도 3의 배터리 모듈(100)에서 개폐 부재(150)가 개방된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐 부재(150)의 개폐 구성을 상부에서 바라본 형태의 도면이다. 예를 들어, 도 8은, 도 7의 A1-A1' 부분에 대한 단면 구성의 일 형태를 개략적으로 나타낸 도면이라 할 수 있다. 특히, 도 8에서는, 설명의 편의를 위해 개폐 부재(150)를 제외한 다른 부재는 생략하거나 간략하게 도시되어 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 개폐 부재(150)는, G로 표시된 부분과 같이, 힌지를 구비하여, 힌지 회동 가능하게 구성될 수 있다. 그리고, 개폐 부재(150)는, 이러한 힌지(G)의 회전 동작에 의해, 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 변환될 수 있다. 특히, 개폐 부재(150)는 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1) 측에 마련되어 있으므로, 이러한 개폐 부재(150)의 개방이나 폐쇄는, 흡기부(I1)를 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다.
예를 들어, 개폐 부재(150)가 도 8의 구성에서 점선으로 표시된 바와 같은 형태로 위치하는 경우, 이는 폐쇄 상태라 할 수 있다. 이 경우, 개폐 부재(150)는, 도 3에 도시된 바와 같은 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 이러한 상태에서는, 개폐 부재(150)가 해당 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)를 폐쇄시킨 것이라 할 수 있다.
반면, 개폐 부재(150)가 도 8의 구성에서 화살표 B1로 표시된 바와 같이 힌지 축을 중심으로 회전하면, 개폐 부재(150)는 개방된 상태라 할 수 있다. 이 경우, 개폐 부재(150)는, 도 7에 도시된 바와 같은 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 상태에서, 개폐 부재(150)는 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)를 개방시킨 것이라 할 수 있다. 즉, 개폐 부재(150)가 개방되면, 도 7에서 V1으로 표시된 부분과 같이, 흡기부(I1)가 배터리 모듈(100)의 외부로 노출될 수 있다.
특히, 개폐 부재(150)는, 흡기 덕트(200) 측으로 냉각 유체가 유입되어, 흡기 덕트(200)의 내압이 증가하는 경우, 도 7 및 도 8에서 화살표 B1으로 표시된 바와 같이 회전할 수 있다. 이 경우, 다수의 배터리 모듈(100)에 마련된 각 개폐 부재(150)가 개방됨으로써, 도 5에서 실선 화살표로 표시된 바와 같은 냉각 유체의 흐름을 나타낼 수 있다.
또한, 개폐 부재(150)는, 배터리 모듈(100) 내부에서 벤팅 가스가 발생하여 배터리 모듈(100)의 내압이 증가하는 경우, 도 7 및 도 8의 화살표 B1의 반대 방향으로 회전할 수 있다. 이 경우, 해당 배터리 모듈(100)에 마련된 개폐 부재(150)가 폐쇄됨으로써, 도 6에서 실선 화살표로 표시된 바와 같이, 배터리 모듈(100)로부터 흡기 덕트(200) 측으로 벤팅 가스가 유출되는 것이 방지될 수 있다. 이때, 해당 배터리 모듈(100)에는 배기부(O1)가 마련되어 있으므로, 내부의 벤팅 가스는, 배기부(O1)를 통해 배기 덕트(300)로 유출되고, 도 6에서 점선 화살표로 표시된 바와 같이 배기 덕트(300)를 따라 흐를 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 개폐 부재(150)에 의한 흡기부(I1)의 개방/폐쇄 구성이 보다 용이하게 구현될 수 있다.
상기 개폐 부재(150)는, 탄성체를 구비하여 힌지(G)의 회전 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 개폐 부재(150)는, 스프링 형태의 탄성체를 구비할 수 있다. 이때, 개폐 부재(150)는, 탄성체의 탄성력에 의해, 정상적인 상태에서는 도 8의 점선 부분으로 표시된 형태 또는 도 3에 도시된 바와 같은 형태로, 폐쇄 상태를 유지하도록 구성될 수 있다. 그리고, 흡기 덕트(200) 측으로 냉각 유체가 유입되어, 개폐 부재(150)에 대한 냉각 유체의 가압력이 탄성체의 탄성력보다 높아지게 되면, 개폐 부재(150)는 도 7 및 도 8에서 화살표 B1으로 표시된 바와 같이 회전하여, 도 7 및 도 8과 같은 개방 상태로 변환될 수 있다. 그리고, 이 경우, 냉각 유체는 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)를 통해 배터리 모듈(100) 내부로 유입될 수 있다.
그리고, 흡기 덕트(200) 측으로 더 이상 냉각 유체가 공급되지 않거나, 냉각 유체의 양이 감소하여, 냉각 유체에 의한 가압력이 탄성체의 탄성력보다 낮아지게 되면, 개폐 부재(150)는, 화살표 B1의 반대 방향으로 회전하여, 도 8의 점선 부분 또는 도 3과 같은 폐쇄 상태로 변환될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 벤팅 가스에 의해 배터리 모듈(100)의 내압이 증가하는 경우, 개폐 부재(150)의 폐쇄 동작이 보다 신속하게 수행될 수 있다. 또한, 이러한 실시 구성에 의하면, 정상적인 상태에서 냉각 유체가 유입되지 않는 경우, 개폐 부재(150)는 폐쇄 상태를 유지하므로, 배터리 모듈(100)의 흡기부(I1)로 먼지나 수분 등 이물질의 유입이 보다 확실하게 차단될 수 있다.
상기 개폐 부재(150)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 도어부(151) 및 제2 도어부(152)를 구비할 수 있다. 그리고, 제1 도어부(151)와 제2 도어부(152) 모두 힌지축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 특히, 제1 도어부(151)와 제2 도어부(152)는, 서로 반대 방향으로 회전함으로써, 개방되거나 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 이때, 제1 도어부(151)와 제2 도어부(152)는, 서로 멀리 떨어진 단부 측에 힌지(G)가 마련되고, 이러한 힌지(G)를 중심으로 회전할 수 있다. 이 경우, 제1 도어부(151)와 제2 도어부(152)는, 서로 가까운 단부 측이 이동하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 개폐 부재(150)가 개방될 때, 제1 도어부(151)는 반시계 방향으로 회전하고, 제2 도어부(152)는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 이 경우, 제1 도어부(151)와 제2 도어부(152) 사이의 간극이 벌어지게 되어, 그러한 간극으로 흡기부(I1)가 모듈 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 이 경우, 흡기부(I1)는 개방 상태가 될 수 있다.
반대로, 개폐 부재(150)가 폐쇄될 때, 제1 도어부(151)는 시계 방향으로 회전하고, 제2 도어부(152)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 그리고, 제1 도어부(151)와 제2 도어부(152) 사이의 간극이 좁아지게 되고, 제1 도어부(151)와 제2 도어부(152)의 단부가 서로 접촉하게 되면, 개폐 부재(150)는 폐쇄될 수 있다. 이 경우, 흡기부(I1)는 모듈 외부로 노출되지 않아 폐쇄 상태가 될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 개폐 부재(150)의 개방/폐쇄 구성이 보다 원활하게 구현될 수 있다. 특히, 개폐 부재(150)의 내측에는 버스바 어셈블리(130)가 위치할 수 있는데, 이러한 개폐 부재(150)와 버스바 어셈블리(130) 사이의 공간은 좁을 수 있다. 이때, 개폐 부재(150)를 구성하는 2개의 도어부(151, 152)는 짧은 거리를 이동하더라도 냉각 유체가 유입될 수 있는 개방 부분을 충분히 형성할 수 있다.
따라서, 이 경우, 좁은 공간 내에서 개폐 부재(150)의 개방 동작이 수행되도록 할 수 있으므로, 배터리 모듈(100)이나 배터리 팩의 소형화에 유리할 수 있다. 또한, 상기 실시 구성의 경우, 벤팅 가스 발생 시, 2개의 도어부(151, 152)가 짧은 거리를 이동하여 개폐 부재(150)의 폐쇄 동작이 구현되므로, 벤팅 가스가 흡기부(I1)를 통해 배출되는 것을 보다 신속하게 차단할 수 있다.
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 개폐 부재(150)가 개방될 때, 개방 부분(V1)은, 좌우 방향으로 개폐 부재(150)의 중앙 부분에 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 중앙의 개방 부분(V1)을 통해 냉각 유체가 유입되면, 냉각 유체는 배터리 모듈(100)의 좌측과 우측으로 각각 유입되기 쉽다. 그러므로, 이 경우, 냉각 유체가 배터리 모듈(100) 내부에서 좌측과 우측에 고르게 흐를 수 있으므로, 배터리 모듈(100)의 안정적인 냉각 성능 확보에 유리할 수 있다.
상기 배터리 모듈(100)은, 개폐 부재(150)의 이동을 저지하도록 구성된 스톱퍼를 구비할 수 있다.
먼저, 상기 배터리 모듈(100)은, 도 8에서 S1으로 표시된 부분과 같이, 제1 스톱퍼를 구비할 수 있다. 이러한 제1 스톱퍼(S1)는, 개폐 부재(150)가 개방될 때, 개폐 부재(150)가 더 이상 개방되지 않도록 구성될 수 있다. 특히, 개폐 부재(150)가 개방될 때, 개폐 도어(도어부)의 이동 단부는 버스바 어셈블리(130) 측으로 이동할 수 있다. 이때, 제1 스톱퍼(S1)는, 개폐 도어가 더 이상 버스바 어셈블리(130) 측으로 이동하지 않도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 개폐 부재(150)의 개방 동작으로 인해, 버스바 어셈블리(130)가 손상되거나 단락이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈(100)은, 도 8에서 S2로 표시된 부분과 같이, 제2 스톱퍼를 구비할 수 있다. 이러한 제2 스톱퍼(S2)는, 개폐 부재(150)가 폐쇄될 때, 개폐 부재(150)가 더 이상 회전하지 않도록 구성될 수 있다. 특히, 도 8에서 개폐 도어는 화살표 B1의 반대 방향으로 회전하여 점선으로 표시된 바와 같은 형태로 폐쇄 상태를 구성할 수 있다. 이때, 개폐 도어가 계속해서 화살표 B1의 반대 방향으로 회전하는 경우, 개폐 도어의 마주보는 단부는 서로 멀어지게 되어, 오히려 개폐 부재(150)가 개방 상태가 될 수 있다. 상기 제2 스톱퍼(S2)는, 개폐 부재(150)가 폐쇄될 때 개폐 부재(150)의 폐쇄 상태가 잘 유지될 수 있도록, 개폐 부재(150)의 이동을 저지 가능한 형태로 구성될 수 있다. 특히, 배터리 모듈(100)의 내부에서 벤팅 가스가 발생하는 경우, 개폐 도어는 모듈의 외부 측(도면의 -Y축 방향)으로 밀리는 힘을 받을 수 있는데, 이때 제2 스톱퍼(S2)가 개폐 도어의 밀림을 방지할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 벤팅 가스의 발생 등으로 개폐 부재(150)가 폐쇄될 때, 폐쇄 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
상기 개폐 부재(150)는, 플라스틱과 같은 절연 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 개폐 부재(150)가 버스바 어셈블리(130)와 접촉하더라도, 단락 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또는, 개폐 부재(150)는, 기계적 강성을 높이기 위해 금속과 같은 전기 전도성 재질로 구성될 수도 있으나, 이 경우, 개폐 부재(150)의 적어도 일부, 이를테면 개폐 부재(150)의 단부는, 절연 재질로 코팅되거나 표면이 감싸지는 형태로 구성될 수 있다.
상기 실시예 이외에도, 개폐 부재(150)는, 다른 다양한 재질이나 형태 등으로 구성될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 포함된 배기 덕트(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 하부 사시도이다.
앞선 도면들과 함께 도 9를 추가로 참조하면, 상기 배기 덕트(300)는, C2로 표시된 부분과 같이, 내부에 빈 공간, 즉 배기 채널(C2)이 형성될 수 있다. 그리고, 배터리 모듈(100)로부터 배출된 벤팅 가스나 냉각 유체는 이러한 배기 채널(C2)을 통해 흐르다가, 배기 덕트(300)의 배출구를 통해 외부로 유출될 수 있다. 이때, 배기 덕트(300)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 하부와 우측부는 개방되고, 상부와 전방, 후방 및 좌측부는 폐쇄된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 배기 덕트(300)의 개방된 하부는, 다수의 배터리 모듈(100)에 대하여 배기부(O1)가 형성된 부분에 결합될 수 있다. 이 경우, 배기 덕트(300)의 개방된 하부는, 배기 채널(C2)에 대한 유입구라 할 수 있다. 또한, 배기 덕트(300)의 개방된 우측부는, 배출구로서 기능할 수 있다. 따라서, 각 배터리 모듈(100)로부터 배출된 냉각 유체나 벤팅 가스는 배기 덕트(300)의 개방된 하부로 유입되어 배출구 측으로 흐를 수 있다.
특히, 배기 덕트(300)의 개방된 하부는, 도 9에 도시된 바와 같이, 완전히 개방된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 모듈 적층체에 대한 배기 덕트(300)의 조립이 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 배기 채널(C2)의 유입구가 넓게 형성되어 있으므로, 배기 채널(C2)의 유입구와 배기부(O1)를 연통시키는 구성이 보다 쉽게 구현될 수 있다.
상기 배기 덕트(300)는, 도 9에서 E로 표시된 부분과 같이, 배출구 측에 메쉬 부재를 구비할 수 있다. 여기서, 메쉬 부재(E)는, 판상의 부재에 다수의 홀이 형성된 형태, 또는 다수의 와이어가 그물망과 같이 짜여진 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 배기 덕트(300)를 통해 배출되는 벤팅 가스에서 스파크나 고온의 활물질 입자 등이 메쉬 부재(E)에 필터링될 수 있다. 따라서, 이러한 스파크나 활물질 입자 등이 배터리 팩 외부로 배출되어 발화 요인으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 포함된 배기 덕트(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 하부 사시도이다. 본 실시예를 비롯하여, 본 명세서에 포함된 여러 실시예들에 대해서는, 다른 실시예들에서 설명된 내용이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 10을 참조하면, 상기 배기 덕트(300)는, 적어도 일면, 특히 하부면에, F로 표시된 바와 같이, 유입구가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 배기 덕트(300)는, 하부에 판상의 부재를 구비하되, 이러한 판상의 부재에 구멍이 뚫린 형태로, 유입구(F)가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 유입구(F)는, 배기 채널(C2)과 연통될 수 있다.
더욱이, 이러한 유입구(F)는, 각 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)에 대응되도록 다수 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 팩에 8개의 배터리 모듈(100)이 포함되고, 각 배터리 모듈(100)마다 1개의 배기부(O1)가 형성된 경우, 배터리 팩에는 전체 8개의 배기부(O1)가 형성되어 있다고 할 수 있다. 이때, 배기 덕트(300)는, 이러한 전체 배기부(O1)에 대응되도록, 8개의 유입구(F)가 형성될 수 있다. 그리고, 각 유입구(F)는, 서로 다른 배기부(O1)에 연통되도록 구성될 수 있다. 따라서, 각 유입구(F)는, 대응하는 배기부(O1)에 연통될 수 있도록, 적절한 위치 및 형태로 설계될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 배기 채널(C2)로 유입된 벤팅 가스가 배기 덕트(300)의 배출구까지 이동하는 과정에서, 배출구 측에 보다 가까운 다른 배터리 모듈(100)에 영향을 미치는 것을 줄일 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에 의하면, 유입구(F)를 제외한 다른 부분은 배기 덕트(300)의 하부 판상 부재에 의해 막혀 있으므로, 벤팅 가스가 배기 채널(C2)을 따라 흐를 때 다른 배터리 모듈(100)과 접촉하는 것을 감소시킬 수 있다. 따라서, 벤팅 가스의 열이 다른 배터리 모듈(100)로 전달되는 것을 방지하거나 감소하여, 열폭주 전파 등의 문제를 보다 효과적으로 예방할 수 있다.
상기 배기 덕트(300)는, 배기 덕트(300)를 흐르는 기체의 흐름 방향을 제어하도록 구성된 차단부를 구비할 수 있다. 이에 대해서는, 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 배기 덕트(300)의 일부분에 대한 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 예를 들어, 도 11은, 도 10의 A2-A2'선에 대한 단면 구성의 일례를 부분적으로 나타내는 도면일 수 있다.
도 11을 참조하면, 배기 덕트(300)의 하부 측에 적어도 2개의 유입구(F1, F2)가 형성되어 있으며, 이러한 2개의 유입구(F1, F2)는, 서로 다른 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)와 연통되게 구성된다고 할 수 있다. 이러한 구성에서, 상기 배기 덕트(300)는, J로 표시된 바와 같이, 차단부를 구비할 수 있다. 여기서, 차단부(J)는, 각 유입구마다 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 유입구(F1)에는 제1 차단부(J1)가 마련되고, 제2 유입구(F2)에는 제2 차단부(J2)가 마련될 수 있다.
특히, 상기 차단부(J)는, 배기 덕트(300)의 내부로 기체가 유입되어 흐르는 상황에서, 유입된 기체가 다른 유입구(F)로 들어가는 것을 차단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 유입구(F1)를 통해 기체, 이를테면 벤팅 가스나 냉각 기체가 유입된 경우, 배기 덕트(300)의 배출구가 우측 방향(+X축 방향)에 위치한다면, 도 11에서 화살표로 표시된 바와 같이, 기체가 우측 방향으로 흐를 수 있다. 이때, 제2 유입구(F2)에는 제2 차단부(J2)가 구비되어, 제1 유입구(F1)를 통해 배기 덕트(300)의 내부로 유입된 기체가 제2 유입구(F2)로 들어가는 것을 차단하거나 감소시킬 수 있다.
더욱이, 상기 차단부(J)는, 일단이 배기 덕트(300)의 바닥판에 고정된 상태에서 상부 방향으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 차단부(J)는, 상부로 갈수록 점차 배출구 방향으로 향하도록 기울어진 경사면을 가질 수 있다. 특히, 차단부(J)의 고정 부분은, 유입구(F)를 기준으로 배출구에 반대되는 측면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 11의 실시 구성에서, 제2 유입구(F2)의 경우, K로 표시된 부분과 같이, 제2 차단부(J2)가 배출구와 반대되는 좌측에서 배기 덕트(300)의 바닥판에 고정될 수 있다. 그리고, 제2 차단부(J2)는, 상부로 갈수록 배출구가 위치하는 우측 방향으로 기울어진 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 배기 덕트(300)의 내부로 유입된 기체가 다른 배터리 모듈(100)의 배기구로 유입되는 것을 최대한 억제할 수 있다.
예를 들어, 도 11의 실시 구성에서, 제1 유입구(F1)를 통해 유입된 기체는, 제2 유입구(F2)를 향해 흐르다가, K로 표시된 부분에서 제2 유입구(F2)로부터 멀어지는 상부 방향으로 흐르도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 유입구(F2)로 기체가 유입되는 것이 보다 효과적으로 차단될 수 있다.
또한, 상기 실시예와 같이 차단부(J)의 경사 구성이 상부로 갈수록 배출구 방향으로 기울어지게 형성되면, 배기 덕트(300) 내부에서 기체가 배출구를 향해 흐를 때, 차단부(J)에 의해 기체의 흐름이 방해받는 것을 줄일 수 있다. 그러므로, 이 경우, 기체의 원활한 흐름이 보장될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 실시 구성의 경우, 제1 유입구(F1)를 통해 기체가 배기 덕트(300) 내부로 유입될 때, 유입 방향이 배출구를 향하도록 할 수 있다. 따라서, 제1 유입구(F1)의 좌측에 위치한 다른 유입구(미도시)로 기체가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 11에서는 배기 덕트(300)에서 2개의 유입구(F1, F2)만 도시되도록 하였으나, 도 11에 도시된 구성, 특히 차단부(J) 구성은 다른 유입구들에 대해서도 적용될 수 있다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 배기 덕트(300)의 일부분에 대한 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 예를 들어, 도 12는, 도 10의 A2-A2'선에 대한 단면 구성의 다른 실시 형태를 부분적으로 나타내는 도면이라 할 수 있다.
도 12를 참조하면, 배기 덕트(300)의 차단부(J)는, 각 유입구(F)에 대하여, 개폐 가능하도록 구성될 수 있다. 특히, 배기 덕트(300)의 차단부(J)는, 힌지 회동 가능하게 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 차단부(J)의 힌지 회동으로 인해, 유입구(F)는 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 제1 차단부(J1)는, 점선으로 표시된 바와 같이 제1 유입구(F1)를 폐쇄시키는 형태로 위치하다가, 화살표 B2 방향으로 회전하게 되면, 제1 유입구(F1)는 개방될 수 있다.
특히, 차단부(J)는, 스프링과 같은 탄성체를 구비하여 일정 수준 이상의 힘이 가해지는 경우, 화살표 B2 방향으로 회전하여 개방되도록 구성될 수 있다. 더욱이, 배기 덕트(300)의 유입구(F) 외부, 이를테면 하부에는 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)가 위치할 수 있다. 상기 차단부(J)는, 배기부(O1)로부터 유입구를 향해 기체, 이를테면 냉각 유체나 벤팅 가스가 유입됨으로써 인가되는 압력(힘)이 일정 수준 이상이 되면, 회전을 통해 제1 차단부(J1)와 같이 개방되도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 차단부(J)를 향해 가해지는 힘이 없거나 일정 수준 이하인 경우, 차단부(J)는 제2 차단부(J2)와 같이 닫힌 상태가 될 수 있다. 특히, 차단부(J)는, 배기 덕트(300)의 내부 압력이 높아지는 경우에도 열리지 않고, 오히려 더 확실하게 폐쇄되는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 특정 배터리 모듈(100)에서 벤팅 가스가 발생하여 배기 덕트(300) 내부로 유입된 경우, 다른 유입구(F) 및 배기부(O1)를 통해 다른 배터리 모듈(100)로 유입되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 12의 실시 구성에서, 제1 유입구(F1)에 대응되는 배터리 모듈(100)의 배기부(O1)로부터 벤팅 가스가 배출된 경우, 도 12의 화살표 B2로 표시된 바와 같이 제1 차단부(J1)는 회전하여, 제1 유입구(F)가 개방될 수 있다. 이때, 제2 차단부(J2)는, 제2 유입구(F2)를 폐쇄시키고 있는 상태이므로, 배기 덕트(300)의 내부로 유입된 벤팅 가스는, 제2 유입구(F2)를 통해 다른 배터리 모듈(100)로 유입될 수 없다. 그러므로, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 벤팅 가스의 유입으로 인한 배터리 모듈(100) 간 열폭주 전파 등의 문제가 보다 확실하게 차단될 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 배터리 모듈(100)로부터 배기 덕트(300) 내부로 벤팅 가스나 냉각 유체 등이 유입되지 않는다면, 배기 덕트(300)의 유입구가 닫힌 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 이 경우, 배기 덕트(300) 내부로 외부의 먼지나 수분 등 이물질이 유입되더라도, 배터리 모듈(100) 내부로 이러한 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩의 여러 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)이나 전류 센서, 퓨즈 등의 구성요소를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)은, 본 발명에 따른 배터리 팩을 하나 이상 포함할 수 있다. 특히, 에너지 저장 시스템은, 큰 에너지 용량을 갖기 위해, 본 발명에 따른 배터리 팩이 서로 전기적으로 연결된 형태로 다수 포함되도록 할 수 있다. 이 밖에도, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 에너지 저장 시스템의 다른 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 에너지 저장 시스템은, 스마트 그리드 시스템이나 전기 충전 스테이션 등 다양한 장소나 장치에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 하나 이상 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 배터리 팩 이외에 자동차에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩 이외에, 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용될 수 있으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다. 또한, 본 명세서에서는, 내측과 외측이라는 용어가 사용될 수 있는데, 특별한 설명이 없는 한, 각 구성요소에 대하여, 내측 방향은 배터리 팩 또는 해당 구성요소의 중심을 향하는 방향을 의미하고, 외측 방향은 그 반대 방향을 의미한다고 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
111: 전극 리드
120: 모듈 케이스
121: 상부 플레이트, 122: 하부 플레이트, 123: 측부 플레이트
130: 버스바 어셈블리
131: 버스바 하우징, 132: 모듈 버스바
140: 모듈 단자
150: 개폐 부재
151: 제1 도어부, 152: 제2 도어부
200: 흡기 덕트
210: 제1 흡기 덕트, 220: 제2 흡기 덕트
300: 배기 덕트
400: 측부 케이스
H1: 제1 흡기 홀, H2: 제2 흡기 홀
I1: 흡기부, O1: 배기부
C1: 흡기 채널, C2: 배기 채널
F: 유입구, F1: 제1 유입구, F2: 제2 유입구
G: 힌지
J: 차단부, J1: 제1 차단부, J2: 제2 차단부
S1: 제1 스톱퍼, S2: 제2 스톱퍼
E: 메쉬 부재

Claims (11)

  1. 각각 하나 이상의 배터리 셀을 구비하여 에너지를 저장 및 방출하도록 구성되며, 흡기부 및 배기부가 형성된 다수의 배터리 모듈;
    흡기 채널이 형성되며 상기 다수의 배터리 모듈의 흡기부와 연통되게 배치된 흡기 덕트; 및
    배기 채널이 형성되며 상기 다수의 배터리 모듈의 배기부와 연통되게 배치된 배기 덕트
    를 포함하고,
    상기 다수의 배터리 모듈은, 내압 증가 시 상기 흡기부를 폐쇄시키도록 구성된 개폐 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡기부는 각 배터리 모듈의 측면에 형성되고, 상기 배기부는 각 배터리 모듈의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡기 덕트는, 상기 다수의 배터리 모듈의 버스바 어셈블리를 커버하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡기 덕트는 상기 다수의 배터리 모듈로 냉각 유체를 공급하도록 구성되고, 상기 배기 덕트는 상기 다수의 배터리 모듈로 공급된 냉각 유체를 외부로 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개폐 부재는, 상기 흡기 덕트를 통해 상기 냉각 유체가 공급되는 경우, 상기 흡기부를 개방시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개폐 부재는, 배터리 모듈 내부에서 벤팅 가스가 생성된 경우, 상기 흡기부를 폐쇄시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 개폐 부재는, 힌지 회동 가능하게 구성되어 상기 흡기부를 개방 또는 폐쇄시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배기 덕트는, 각 배터리 모듈의 배기부에 대응되도록 다수의 유입구가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배기 덕트는, 상기 다수의 유입구 중 적어도 하나의 유입구로 유입된 기체가 다른 유입구로 유입되는 것을 차단하도록 구성된 차단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 시스템.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
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