KR20230134282A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20230134282A
KR20230134282A KR1020220031402A KR20220031402A KR20230134282A KR 20230134282 A KR20230134282 A KR 20230134282A KR 1020220031402 A KR1020220031402 A KR 1020220031402A KR 20220031402 A KR20220031402 A KR 20220031402A KR 20230134282 A KR20230134282 A KR 20230134282A
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이승훈
이태구
임지훈
최양규
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에스케이온 주식회사
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Abstract

셀 어셈블리 및 상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수용하는 팩 케이스를 포함하며, 상기 팩 케이스는 플레이트 형상을 가지는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로부터 상부를 향해 돌출되도록 배치되는 프레임을 구비하며, 상기 프레임은 화염이 외부로부터 상기 프레임의 내부 공간으로 유입되는 유입구와, 상기 유입구로부터 유입된 화염이 유동하는 유로를 가지며, 상기 유로는 상기 프레임의 길이 방향으로 배치되는 격벽에 의해 형성되며, 상기 격벽은 상기 유로가 방향이 전환될 수 있도록 상기 프레임의 높이 방향으로 적어도 두 개 이상이 상호 이격 배치되는 배터리 팩이 개시된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전과 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
한편, 이차 전지는 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 널리 이용되고 있으며, 이러한 중대형 장치에는 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결되어 사용된다. 그리고, 다수개의 이차 전지는 팩 케이스 등에 수납됨으로써 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.
이러한 배터리 팩에 대해서는 다양한 특성이 요구되는데, 그 중에서도 대표적인 특성은 안정성이라 할 수 있다. 더욱이 자동차에 장착되는 배터리 팩의 안정성은 탑승자의 생명과 직결된다고 볼 수 있기 때문에 매우 중요하다.
특히, 배터리 팩의 안정성과 관련하여 중요한 문제 중 하나가 화염의 직접적인 노출 문제라 할 수 있다. 배터리 팩의 경우, 내부에서 화재가 발생하지 않도록 하는 것이 최우선이겠지만, 경우에 따라서는 배터리 팩의 내부에서 화재가 발생할 수 있다. 이때, 화염이나 고온 가스가 배터리 팩의 외부로 많이 노출되면, 노출된 화염이나 고온 가스는, 배터리 팩 주변의 다른 구성요소를 파손 내지 손상시킬 수 있는 것은 물론이고, 2차 발화로 이어질 수 있다. 특히, 자동차에 장착된 배터리 팩 내부에서 화재가 발생하면, 발생된 화재는 탑승자에게 매우 위험한 요소가 될 수 있다. 더욱이, 배터리 팩이 하이브리드 차량에 장착되었거나 다른 차량과 충돌한 경우, 연료 저장탱크에 화염이나 고온 가스가 노출되면 연료의 폭발을 일으켜 큰 사고로 이어질 수 있다.
따라서, 배터리 팩 외부로 화염 노출을 방지할 수 있는 배터리 팩의 구조 개발이 필요한 실정이다.
국내 공개특허공보 제10-2017-0044473호
본 발명의 실시예는 외부로 화염 노출을 방지할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 셀 어셈블리 및 상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수용하는 팩 케이스를 포함하며, 상기 팩 케이스는 플레이트 형상을 가지는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로부터 상부를 향해 돌출되도록 배치되는 프레임을 구비하며, 상기 프레임은 화염이 외부로부터 상기 프레임의 내부 공간으로 유입되는 유입구와, 상기 유입구로부터 유입된 화염이 유동하는 유로를 가지며, 상기 유로는 상기 프레임의 길이 방향으로 배치되는 격벽에 의해 형성되며, 상기 격벽은 상기 유로가 방향이 전환될 수 있도록 상기 프레임의 높이 방향으로 적어도 두 개 이상이 상호 이격 배치될 수 있다.
상기 격벽은 유동하는 화염이 적어도 두 번 이상 방향이 전환되도록 배치될 숭 lTEk.
상기 격벽은 상기 유입구의 하부에 배치되는 제1 격벽과, 상기 제1 격벽의 하부에 배치되는 제2 격벽 및 이웃하는 유로와의 분리를 위해 상기 프레임의 높이 방향으로 배치되는 분리용 격벽을 구비할 수 있다.
상기 제1 격벽의 끝단은 화염이 상기 프레임의 하부 측으로 유동하는 제1 연결유로를 형성하도록 상기 프레임의 측벽 또는 상기 분리용 격벽으로부터 이격 배치되며, 상기 제2 격벽의 끝단은 상기 프레임의 길이 방향으로 상기 제1 연결유로의 반대 방향에 배치되는 제2 연결유로를 형성하도록 상기 프레임의 측벽 또는 상기 분리용 격벽으로부터 이격 배치될 수 있다.
상기 유입구를 통해 유입되는 화염이 상기 제1 격벽의 상부면을 따라 안내되어 상기 프레임의 길이 방향으로 유동된 후 상기 제1 연결유로를 통해 하부측으로 유동한 후 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽에 의해 형성되는 제1 유동유로를 통해 상기 프레임의 길이 방향으로 유동되며, 상기 제1 유동유로를 끝단에서는 상기 화염이 상기 제2 연결유로를 통해 하부측으로 유동된 후 상기 제2 격벽의 하부면을 통해 안내되어 제2 유동유로를 따라 유동할 수 있다.
상기 유입구는 상기 프레임의 길이 방향으로 복수개가 상호 이격 배치될 수 있다.
상기 복수개의 유입구를 통해 각각 유입되는 화염이 상호 분리되어 별개의 유로를 형성하는 상기 제1 연결유로, 상기 제1 유동유로 및 상기 제2 연결유로를 통해 유동된 후, 하나의 유로를 형성하는 상기 제2 유동유로를 통해 화염이 유동할 수 있다.
상기 셀 어셈블리는 복수개가 구비되며, 상기 복수개의 셀 어셈블리의 사이에는 이웃하는 셀 어셈블리와 분리하기 위한 분리벽이 배치될 수 있다.
상기 복수개의 셀 어셈블리의 상부와 하부에는 상기 셀 어셈블리를 덮도록 배치되는 셀 커버가 구비될 수 있다.
상기 프레임에는 상기 셀 어셈블리의 분리벽에 구비되는 결합홈에 삽입되는 벤팅 브라켓이 구비될 수 있다.
상기 벤팅 브라켓은 이웃하는 공간들 간을 밀폐시키도록 상기 프레임으로부터 돌출 배치되며, 상기 셀 어셈블리의 결합 시 상기 셀 어셈블리를 안내할 수 있다.
상기 벤팅 브라켓에는 상기 셀 어셈블리의 분리벽에 구비되는 결합홈에 삽입되는 결합 돌기가 구비될 수 있다.
상기 팩 케이스는 상기 프레임의 상부를 덮도록 상기 프레임에 결합되는 커버부재를 더 구비할 수 있다.
상기 프레임은 상기 유입구가 형성되는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임에 연결되는 제2 프레임을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 외부로 화염 노출을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 프레임에 구비되는 제1 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 3은 제1 프레임에 구비되는 유로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 내지 도 5는 제1 프레임의 유로를 따라 유동하는 화염의 유동 경로를 설명하기 위한 설명도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 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 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 상부, 하측, 하부, 측면, 전면, 후면 등의 표현은 도면에 도시된 방향을 기준으로 표현한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(10)은, 셀 어셈블리(100) 및 팩 케이스(200)를 포함한다.
상기 셀 어셈블리(100)는, 이차 전지를 구비할 수 있다. 여기서, 이차 전지는 파우치형 이차 전지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이차 전지는, 전극 조립체, 전해액 및 외장재를 구비할 수 있다. 여기서, 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되어 전극 리드와 연결될 수 있다. 특히, 파우치형 이차 전지의 경우, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드와 연결될 수 있으며, 전극 리드는, 파우치 외장재 사이에 개재되어 일단이 외부로 노출됨으로써 전극 단자로서 기능할 수 있다. 외장재는, 내부에 빈 공간을 구비하여 전극 조립체와 전해액을 수납하며, 밀폐된 형태로 구성될 수 있다. 외장재는, 캔형 이차 전지의 경우 금속 재질로 구성되며, 파우치형 이차 전지의 경우 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하는 형태로 구성될 수 있다.
상기 이차 전지는, 셀 어셈블리(100)에 다수 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 어셈블리(100)는, 다수의 파우치형 이차 전지를 구비할 수 있다. 이때, 파우치형 이차 전지는 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 이를테면, 파우치형 이차 전지는, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 대략 지면에 수직하게 세워지는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 세워진 형태의 이차 전지는, 넓은 면이 서로 대면되는 형태로 수평 방향으로 평행하게 다수 개 배열될 수 있다.
또한, 상기 셀 어셈블리(100)는, 배터리 팩(10)에 다수 포함될 수 있다. 즉, 하나의 팩 케이스(200)의 내부에는 다수의 셀 어셈블리(100)가 포함되며, 이러한 다수의 셀 어셈블리(100)는, 수직 방향으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 다수의 셀 어셈블리(100)는 수평 방향으로 배치될 수도 있다. 그리고, 다수의 셀 어셈블리(100)는 엔드 플레이트(110)를 통해 상호 간 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다.
한편, 다수의 셀 어셈블리(100) 사이에는 이웃하는 셀 어셈블리(100)와 분리하기 위한 분리벽(120)이 배치되며, 분리벽(120)은 셀 어셈블리(100)와 외부와의 분리를 위해 최외측에 배치되는 셀 어셈블리(100)의 측면에도 배치될 수 있다. 한편, 분리벽(120)에는 후술할 벤팅 브라켓(240)에 결합되는 결합홈(120a)이 구비될 수 있다. 다수의 셀 어셈블리(100)가 팩 케이스(200)에 결합되는 경우 벤팅 브라켓(240)이 결합홈(120a)에 결합되면서 일정한 위치에 다수의 셀 어셈블리(100)가 결합될 수 있다.
한편, 셀 어셈블리(100)는 다수의 셀 어셈블리(100)의 상부와 하부를 덮도록 배치되는 셀 커버(130)을 구비할 수 있다. 셀 커버(130)는 알루미늄과 같은 금속 재질로 이루어져, 2개가 한 조로 분리벽(120)에 결합 가능하게 구성될 수 있다.
팩 케이스(200)는 일예로서, 하부 플레이트(210)와, 프레임(220) 및 커버부재(230)를 포함할 수 있다.
하부 플레이트(210)는 대략 판상으로 구성되어 지면에 평행하게 셀 어셈블리(100)의 하부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 하부 플레이트(210)는 대략 사각 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 하부 플레이트(210)는 배터리 팩(10)이 설치되는 차량의 구조에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 셀 어셈블리(100)는 하부 플레이트(210)의 상부에 안착될 수 있다. 일예로서, 셀 어셈블리(100)는 6개가 하부 플레이트(210)에 안착되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 셀 어셈블리(100)의 갯수 및 하부 플레이트(210)의 크기는 변경될 수 있다. 한편, 하부 플레이트(210)에는 프레임(220)과 함께 셀 어셈블리(100)가 안착되는 영역을 구획하는 분리대(212)가 구비될 수 있다.
프레임(220)은 하부 플레이트(210)로부터 상부 방향으로 소정 높이 돌출되게 형성될 수 있다. 여기서는 하부 플레이트(210)와 프레임(220)에 형성되는 공간은 제1 내지 6 영역(S1 내지 S6)로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하부 플레이트(210)와 프레임(220)에 형성되는 공간은 2개의 영역, 4개의 영역, 8개의 영역 및 8개 이상의 영역으로 구성될 수 있다.프레임(220)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
커버부재(230)는 프레임(220)의 상부를 덮도록 프레임(220)에 결합되며, 하부 플레이트(210), 프레임(220)과 함께 내부 공간을 형성한다.
이하에서는 도면을 참조하여 프레임에 대하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.
도 2는 프레임에 구비되는 제1 프레임을 나타내는 사시도이고, 도 3은 제1 프레임에 구비되는 유로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 프레임(220)은 하부 플레이트(210, 도 1 참조)와 함께 하부 플레이트(210) 상에 복수개의 셀 어셈블리(100, 도 1 참조)가 수용될 수 있는 내부 공간을 형성한다. 또한, 프레임(220)은 화염이 유동되는 내부 공간을 가지는 제1 프레임(221)과, 제1 프레임(221)의 끝단에 연결되는 제2 프레임(222)을 구비할 수 있다. 그리고, 제1 프레임(221)은 화염이 유동되는 내부 공간을 가지며 하부 플레이트(210)의 중앙부를 구획하는 중앙 격벽을 포함할 수 있다. 한편, 제1 프레임(221)에는 내부 공간으로 화염이 유입될 수 있도록 유입구(224)가 구비될 수 있다. 일예로서, 유입구(224)는 3개가 상호 이격 배치될 수 있으며, 제1 프레임(221)의 상단부에 배치될 수 있다. 한편, 제1 프레임(221)의 내부에는 내부 공간으로 유입된 화염의 유동 경로를 형성하기 위한 격벽(226)이 구비될 수 있다. 격벽(226)은 유입구(224)의 하부에 배치되는 제1 격벽(226a)과, 제1 격벽(226)의 하부에 배치되는 제2 격벽(226b)를 구비할 수 있다. 즉, 제1 격벽(226a)과 제2 격벽(226b)은 제1 프레임(221)의 높이 방향으로 상호 이격 배치될 수 있다. 한편, 격벽(226)은 이웃하는 유로와의 분리를 위한 분리용 격벽(226c)을 구비할 수 있다. 일예로서, 분리용 격벽(226c)은 제1 프레임(221)의 높이 방향으로 배치될 수 있다. 분리용 격벽(226c)은 이웃하여 배치되는 제1 격벽(226a) 중 하나와 연결되며 나머지 하나와 이격 배치된다. 또한, 분리용 격벽(226c)은 이웃하여 배치되는 제2 격벽(226b) 중 하나와 연결되며 나머지 하나와 이격 배치된다. 즉, 분리용 격벽(226c)은 이웃하여 배치되는 유로들을 분리하는 역할을 수행한다.
그리고, 제1 프레임(221)에는 벤팅 브라켓(240)이 설치될 수 있다. 이를 위해 제1 프레임(221)에는 벤팅 브라켓(240)이 삽입 설치되는 장착홀(227)이 구비될 수 있다. 일예로서, 벤팅 브라켓(240)은 제1 프레임(221)에 레이저 용접에 의해 접합 설치될 수 있다. 또한, 벤팅 브라켓(240)은 제1 프레임(221)의 내측으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 한편, 벤팅 브라켓(240)은 셀 어셈블리(100)의 설치 시 셀 어셈블리(100)를 안내하는 역할을 수행하며, 이웃하는 공간 간을 밀폐시키는 역할을 수행한다. 즉, 벤팅 브라켓(240)은 도 1에 도시된 분리벽(120)의 결합홈(120a)에 결합되어 셀 어셈블리(100)를 안내하는 역할을 수행하며, 이를 위해 벤팅 브라켓(240)에는 결합 돌기(240a)가 구비될 수 있다. 나아가, 벤팅 브라켓(240)의 결합 돌기(240a)가 도 1에 도시된 분리벽(120)의 결합홈(120a)에 결합되어 이웃하는 공간들 간을 밀폐시키는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 화염의 유동 경로에 대하여 간략하게 살펴보면, 하부 플레이트(210)와 프레임(220)에 의해 형성되며 셀 어셈블리(100)가 수용되는 내부 공간으로부터 제1 프레임(221)의 유입구(224)를 통해 화염이 제1 프레임(221)의 내부 공간으로 유입된다. 이후, 제1 프레임(220)의 내부 공간으로 유입된 화염은 제1 격벽(226a)을 따라 유동된다. 이후, 유동되는 화염은 제1 격벽(266a)의 끝단에 배치되는 제1 연결유로(228a)을 통해 하부 측으로 유동된다. 한편, 제1 연결유로(228a)는 제1 격벽(226a)과 제1 프레임(221)의 측벽(229)의 사이 및 제1 격벽(226a)과 분리용 격벽(226c) 사이에 배치될 수 있다.
이후, 제1 격벽(226a)과 제2 격벽(226b)에 의해 형성되는 제1 유동유로(F1)를 통해 화염이 유동된다. 이후, 제1 연결유로(228a)가 형성된 측의 반대 측에 배치되며 제2 격벽(266b)의 끝단에 배치되는 제2 연결유로(228b)를 통해 화염이 하부 측으로 유동된다. 한편, 제2 연결유로(228a)는 제2 격벽(226b)와 제1 프레임(221)의 측벽(229) 사이 및 제2 격벽(226b)과 분리용 격벽(226c) 사이에 배치될 수 있다.
이후, 제2 격벽(266b)과 바닥벽(267)에 의해 형성되는 제2 유동유로(F2)를 통해 화염이 유동된다. 이와 같이, 화염이 상기한 유동 경로를 따라 유동되면서 화염의 온도와 압력이 하강되어 화염의 크기가 줄어들 수 있다. 이에 따라, 화염이 외부로 배출되는 것을 억제할 수 있는 것이다.
한편, 제2 격벽(266b)과 바닥벽(267)에 의해 형성되는 제2 유동유로(F2)는 이웃하여 배치되는 제2 유동유로(F2)와 연결된다. 하지만, 제1 유동유로(F1) 및 유입구(224)가 형성되는 영역의 유로는 이웃하여 배치되는 제1 유동유로(F1) 및 유입구(224)가 형성되는 영역의 유로와 분리되어 별개의 유로를 형성한다.
또한, 프레임(220)에는 제2 유동유로(F2)와 연결된 배출구(미도시)가 구비될 수 있다. 한편, 배출구는 제2 유동유로(F2)의 갯수에 대응되는 갯수가 프레임(220)에 구비될 수 있다. 그리고, 배출구는 제1 프레임(221)에 형성될 수도 있고, 제2 유동유로(F2)와 연결되는 제2 프레임(222)에 형성될 수도 있다.
여기서, 방향에 대한 용어를 정의하면, 제1 프레임(221)의 길이 방향은 도 2 및 도 3의 의 X축 방향을 의미하고, 제1 프레임(221)의 하부 측 방향과 제1 프레임(221)의 높이 방향은 도 2 및 도 3의 Z 축 방향, 즉 제1 프레임(221)의 상면으로부터 하면을 향하는 방향을 의미한다.
한편, 도 4 내지 도 5를 참조하여 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 화염의 유동에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 하부 플레이트(210)와 프레임(220)에 형성되는 공간은 제1 내지 6 영역(S1 내지 S6)으로 구성될 수 있다. 한편, 제2 영역(S2)에서 화염이 발생되면, 화염은 제2 영역(S2)에 배치되는 유입구(224)를 통해 제1 프레임(221)의 내부 공간으로 유입된다. 만약, 유사하게 제1 및 제3 내지 제6 영역(S1, S3 내지S6)에서 화염이 발생되는 경우 발생되는 화염은 제1 및 제3 내지 제6 영역(S1 및 S3 내지 S6)에 배치되는 유입구(224)를 통해 제1 프레임(221)의 내부 공간으로 유입된다. 한편, 제1 내지 제6 영역(S1 내지 S6)은 상호 분리되어 연통되지 않은 공간으루 이루어진다. 따라서, 제1 내지 제6 영역(S1 내지 S6) 각각에서 발생된 화염은 각각의 영역에 배치되는 유입구(224)를 통해 제1 프레임(221)의 내부 공간으로 유입된다. 그리고, 유입구(224)를 통해 제1 프레임(221)의 내부 공간으로 유입된 화염은, 제1 격벽(226a)을 따라 유동된다. 이후, 유동되는 화염은 제1 격벽(266a)의 끝단에 배치되는 제1 연결유로(228a)을 통해 하부 측으로 유동된다. 이후, 제1 격벽(226a)과 제2 격벽(226b)에 의해 형성되는 제1 유동유로(F1)를 통해 화염이 유동된다. 이후, 제1 연결유로(228a)가 형성된 측의 반대 측에 배치되며 제2 격벽(266b)의 끝단에 배치되는 제2 연결유로(228b)를 통해 화염이 하부 측으로 유동된다. 이후, 제2 격벽(266b)과 바닥벽(267)에 의해 형성되는 제2 유동유로(F2)를 통해 화염이 유동된다. 즉, 제1 내지 제6 영역(S1 내지S6)에서 발생되는 화염은 분리되어 별개의 유로를 형성하는 제1 연결유로(228a), 제1 유동유로(F1), 제 연결유로(228b)를 따라 유동된다. 이후, 제2 유동유로(F2)를 통해 화염이 유동되면서 팩 케이스(200)의 외부로 배출된다. 이와 같이, 화염이 상기한 유동 경로를 따라 유동되면서 화염의 온도와 압력이 하강되어 화염의 크기가 줄어들 수 있다. 이에 따라, 화염이 외부로 배출되는 것을 억제할 수 있는 것이다. 나아가, 제1 내지 제6 영역(S1 내지S6)에서 발생되는 화염은 분리되어 별개의 유로를 형성하는 제1 연결유로(228a), 제1 유동유로(F1), 제 연결유로(228b)를 따라 유동함으로써 이웃하여 배치되는 셀 어셈블리(100)로 화염이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이, 셀 어셈블리(100)로부터 화염이 배출되는 경우 화염은 제1 프레임(221)의 내부공간에 형성된 제1 연결유로(228a), 제1 유동유로(F1), 제 연결유로(228b) 및 제2 유동유로(F2)를 통해 유동한다. 이와 같이, 화염이 제1 프레임(221)의 내부 공간에서 유동하는 시간을 증가시킨 후 외부로 방출되도록 함으로써 외부로 화염이 방출되는 것을 억제할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 평균적인 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 또한, 전술한 실시예에서 일부의 구성요소를 삭제하여 실시될 수 있고, 각 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
10 : 배터리 팩
100 : 셀 어셈블리
110 : 엔드 플레이트
120 : 분리벽
130 : 셀 커버
200 : 팩 케이스
210 : 하부 플레이트
220 : 프레임
224 : 유입구
226 : 격벽

Claims (14)

  1. 셀 어셈블리; 및
    상기 셀 어셈블리를 내부 공간에 수용하는 팩 케이스;
    를 포함하며,
    상기 팩 케이스는 플레이트 형상을 가지는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로부터 상부를 향해 돌출되도록 배치되는 프레임을 구비하며,
    상기 프레임은 화염이 상기 셀 어셈블리로부터 상기 프레임의 내부 공간으로 유입되는 유입구와, 상기 유입구로부터 유입된 화염이 유동하는 유로를 가지며,
    상기 유로는 상기 프레임의 길이 방향으로 배치되는 격벽에 의해 형성되며,
    상기 격벽은 상기 유로가 방향이 전환될 수 있도록 상기 프레임의 높이 방향으로 적어도 두 개 이상이 상호 이격 배치되는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 유동하는 화염이 적어도 두 번 이상 방향이 전환되도록 배치되는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 유입구의 하부에 배치되는 제1 격벽과, 상기 제1 격벽의 하부에 배치되는 제2 격벽 및 이웃하는 유로와의 분리를 위해 상기 프레임의 높이 방향으로 배치되는 분리용 격벽을 구비하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 격벽의 끝단은 화염이 상기 프레임의 하부 측으로 유동하는 제1 연결유로를 형성하도록 상기 프레임의 측벽 또는 상기 분리용 격벽으로부터 이격 배치되며,
    상기 제2 격벽의 끝단은 상기 프레임의 길이 방향으로 상기 제1 연결유로의 반대 방향에 배치되는 제2 연결유로를 형성하도록 상기 프레임의 측벽 또는 상기 분리용 격벽으로부터 이격 배치되는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유입구를 통해 유입되는 화염이 상기 제1 격벽의 상부면을 따라 안내되어 상기 프레임의 길이 방향으로 유동된 후 상기 제1 연결유로를 통해 하부측으로 유동한 후 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽에 의해 형성되는 제1 유동유로를 통해 상기 프레임의 길이 방향으로 유동되며,
    상기 제1 유동유로의 끝단에서는 상기 화염이 상기 제2 연결유로를 통해 하부측으로 유동된 후 상기 제2 격벽의 하부면을 통해 안내되어 제2 유동유로를 따라 유동하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유입구는 상기 프레임의 길이 방향으로 복수개가 상호 이격 배치되는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 유입구를 통해 각각 유입되는 화염은 상호 분리되어 별개의 유로를 형성하는 상기 제1 연결유로, 상기 제1 유동유로 및 상기 제2 연결유로를 통해 유동된 후,
    하나의 유로를 형성하는 상기 제2 유동유로를 통해 화염이 유동하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는 복수개가 구비되며,
    상기 복수개의 셀 어셈블리의 사이에는 이웃하는 셀 어셈블리와 분리하기 위한 분리벽이 배치되는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 셀 어셈블리의 상부와 하부에는 상기 셀 어셈블리를 덮도록 배치되는 셀 커버가 구비되는 배터리 팩.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프레임에는 상기 셀 어셈블리의 분리벽에 구비되는 결합홈에 삽입되는 벤팅 브라켓이 구비되는 배터리 팩.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 벤팅 브라켓은 이웃하는 공간들 간을 밀폐시키도록 상기 프레임의 내측으로 돌출 배치되며,
    상기 셀 어셈블리의 결합 시 상기 셀 어셈블리를 안내하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 벤팅 브라켓에는 상기 셀 어셈블리의 분리벽에 구비되는 결합홈에 삽입되는 결합 돌기가 구비되는 배터리 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 팩 케이스는 상기 프레임의 상부를 덮도록 상기 프레임에 결합되는 커버부재를 더 구비하는 배터리 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 유입구가 형성되는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임에 연결되는 제2 프레임을 구비하는 배터리 팩.
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