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KR-20260060647-A - BATTERY PACK HOUSING AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME

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Abstract

예시적인 실시예들에 따르면, 배터리 팩 하우징이 제공된다. 상기 배터리 팩 하우징은, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 수직한 측벽; 상기 측벽의 벤팅 홀에 설치된 벤팅 장치; 및 상기 벤팅 장치와 제1 방향으로 중첩되고 상기 측벽의 내측면에 설치된 프로텍터;를 포함할 수 있다. 상기 프로텍터는 상기 베이스 플레이트의 상면에 수직한 제2 방향으로 연장되는 제1 내지 제3 플레이트들을 포함할 수 있다. 상기 제1 플레이트는 각각 제1 직경을 갖는 복수의 제1 홀들을 포함할 수 있다. 상기 제2 플레이트는 각각 제2 직경을 갖는 복수의 제2 홀들을 포함할 수 있다. 상기 제3 플레이트는 각각 제3 직경을 갖는 복수의 제3 홀들을 포함할 수 있다.

Inventors

  • 이정훈
  • 정혜미
  • 김광모
  • 이주형

Assignees

  • 주식회사 엘지에너지솔루션

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (13)

  1. 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 수직한 측벽; 상기 측벽의 벤팅 홀에 설치된 벤팅 장치; 및 상기 벤팅 장치와 제1 방향으로 중첩되고 상기 측벽의 내측면에 설치된 프로텍터;를 포함하되, 상기 프로텍터는 상기 베이스 플레이트의 상면에 수직한 제2 방향으로 연장되는 제1 내지 제3 플레이트들을 포함하고, 상기 제1 플레이트는 각각 제1 직경을 갖는 복수의 제1 홀들을 포함하고, 상기 제2 플레이트는 각각 제2 직경을 갖는 복수의 제2 홀들을 포함하고, 및 상기 제3 플레이트는 각각 제3 직경을 갖는 복수의 제3 홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 하우징.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로텍터는, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이의 제1 수직 채널; 상기 제2 플레이트 및 상기 제3 플레이트 사이의 제2 수직 채널; 및 상기 제3 플레이트 및 상기 측벽 사이의 제3 수직 채널;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 플레이트는 상기 제1 및 제2 수직 채널들을 연결하는 제1 연결 홀을 포함하고, 및 상기 제3 플레이트는 상기 제2 및 제3 수직 채널들을 연결하는 제2 연결 홀을 포함하고, 상기 제1 연결 홀과 상기 제2 연결 홀은 상기 제2 방향에서 이격되는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 직경의 크기, 상기 제2 직경의 크기, 및 상기 제3 직경의 크기는 서로 동일한 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 상기 제1 홀들의 중심축은, 각각의 상기 제2 홀들의 중심축과 상기 제2 방향에서 이격되고, 각각의 상기 제2 홀들의 중심축은, 각각의 상기 제3 홀들의 중심축과 상기 제2 방향에서 이격되는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 직경은 상기 제2 직경보다 더 크고, 상기 제2 직경은 상기 제3 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 제1 홀들 각각은, 상기 복수의 제2 홀들 중 대응하는 것 및 상기 복수의 제3 홀들 중 대응하는 것과 상기 제1 방향에서 중첩되는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 직경, 상기 제2 직경, 및 상기 제3 직경 각각은, 상기 측벽의 상기 벤팅 홀의 상기 제2 방향에서의 길이의 0.5배 이상 0.7배 이하의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  9. 제1항에 있어서, 상기 프로텍터는, 상기 제1 플레이트와 상기 제3 플레이트를 연결하고, 상기 측벽의 상기 내측면까지 상기 제1 방향으로 연장되는 제4 플레이트; 및 상기 제2 플레이트로부터 상기 측벽의 상기 내측면까지 상기 제1 방향으로 연장되는 제5 플레이트를 포함하고, 상기 제4 플레이트와 상기 제5 플레이트는 상기 제2 방향에서 이격되고, 상기 제4 플레이트는 복수의 제4 홀들을 포함하고, 상기 제5 플레이트는 복수의 제5 홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제4 플레이트의 상기 복수의 제4 홀들 각각의 직경은 상기 제1 방향에서 상기 벤팅 장치에 가까워질수록 작아지고, 및 상기 제5 플레이트의 상기 복수의 제5 홀들 각각의 직경은 상기 제1 방향에서 상기 벤팅 장치에 가까워질수록 작아지는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  11. 제9항에 있어서, 상기 프로텍터는, 상기 제1 플레이트와 상기 제4 플레이트가 만나는 제1 모서리부; 상기 제2 플레이트와 상기 제5 플레이트가 만나는 제2 모서리부; 및 상기 제3 플레이트와 상기 제4 플레이트가 만나는 제3 모서리부;를 더 포함하고, 각각의 상기 제1 모서리부, 상기 제2 모서리부, 및 상기 제3 모서리부는 라운드된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  12. 제9항에 있어서, 상기 프로텍터는, 상기 제1 플레이트와 상기 제4 플레이트가 만나는 제1 모서리부; 상기 제2 플레이트와 상기 제5 플레이트가 만나는 제2 모서리부; 및 상기 제3 플레이트와 상기 제4 플레이트가 만나는 제3 모서리부;를 더 포함하고, 각각의 상기 제1 모서리부 상기 제2 모서리부, 및 상기 제3 모서리부는 분진 배출 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제4 플레이트와 수직하고, 상기 제4 플레이트와 연결되는 제1 고정부; 및 상기 제5 플레이트와 수직하고, 상기 제5 플레이트와 연결되는 제2 고정부;를 포함하고, 및 각각의 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부는, 상기 측벽의 상기 내측면 상에 고정되는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩 하우징.

Description

배터리 팩 하우징 및 이를 포함하는 배터리 팩{BATTERY PACK HOUSING AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME} 본 발명은 배터리 팩 하우징 및 배터리 팩에 관한 것이다. 이차 전지는 일차 전지와 달리 복수번의 충방전이 가능하다. 이차 전지는 핸드셋, 노트북, 무선 청소기 등의 다양한 무선 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 최근, 에너지 밀도 개선 및 규모의 경제로 인해 이차 전지의 단위 용량당 제조 비용이 획기적으로 감소하고, BEV(battery electric vehicle)의 항속거리가 연료 차량과 동등한 수준으로 증가함에 따라, 이차 전지의 주요 쓰임새는 모바일 기기에서 모빌리티로 이동하고 있다. 모빌리티용 이차 전지가 강조되는 현재의 트렌드에서, 이차 전지 기술 개발의 주된 방향은 생산비용 절감과 및 안전성의 제고이다. 이차 전지는 BEV의 제조 원가에서 가장 큰 비중을 차지한다. 따라서, 내연기관 차량 대비 BEV의 점유율의 상승에 가장 중요한 요소는 이차 전지의 생산 비용이다. 생산 비용의 절감은, 원재료의 절감, 생산 공정의 스텝 수의 감축 및 택트 타임의 절감을 동해 달성될 수 있다. 이차 전지의 안전성은 모빌리티 탑승자의 생명과 직결되므로, 매우 중요하다. 이차 전지의 안전성 제고를 위한 주요 과제는 배터리 팩의 열 전파 및 열 폭주 방지를 위한 솔루션의 제공이다. 도 1은 예시적인 실시예들에 따른 배터리 팩 하우징의 상면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 배터리 팩 하우징의 단면도이다. 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 프로텍터의 확대 단면도이다. 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 프로텍터의 분해 사시도이다. 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 제1 내지 제3 플레이트들의 단면도이다 도 6은 예시적인 실시예들에 따른 제1 내지 제3 플레이트들의 단면도이다. 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 프로텍터의 확대 단면도이다. 도 8은 예시적인 실시예들예 따른 프로텍터의 확대 단면도이다. 도 9는 예시적인 실시예들에 따른 배터리 팩의 상면도이다. 도 10은 예시적인 실시예들에 따른 배터리 팩의 단면도이다. 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 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다. (제1 실시예) 도 1은 예시적인 실시예들에 따른 배터리 팩 하우징(100)을 나타내는 상면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 배터리 팩 하우징(100)을 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A'를 따른 단면도이다. 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 배터리 팩 하우징(100)의 확대 단면도이다. 도 3은 도 2의 P1을 확대 도시한 것이다. 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 프로텍터(116)의 제1 내지 제5 플레이트들(116P1, 116P2, 116P3, 116P4, 116P5)를 나타내는 분해 사시도이다. 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 프로텍터(116)의 제1 내지 제3 플레이트들(116P1, 116P2, 116P3)을 나타내는 단면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 배터리 팩 하우징(100)은 베이스 플레이트(111B), 센터 빔(112), 크로스 빔들(113), 측벽들(114A, 114B, 114C, 114D), 벤팅 장치(115), 및 프로텍터(116)를 포함할 수 있다. 베이스 플레이트(111B)의 실장면에 실질적으로 평행한 두 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 정의하고, 베이스 플레이트(111B)의 실장면에 실질적으로 수직한 방향을 Z 방향으로 정의한다. X 방향, Y 방향, 및 Z 방향 각각은 서로 실질적으로 수직할 수 있다. 따로 언급하지 않는 한, 방향에 대한 정의는 이하의 도면들에 대해서도 동일하다. 센터 빔(112)은 X 방향으로 연장될 수 있다. 센터 빔(112)은 베이스 플레이트(111B)의 중심부에 있을 수 있다. 크로스 빔들(113)은 Y 방향으로 연장될 수 있다. 크로스 빔들(113) 각각은 센터 빔(112)과 교차할 수 있다. 센터 빔(112)은 배터리 팩 하우징(100) 내부에 실장되는 배터리 셀 어셈블리들을 Y 방향에서 분리할 수 있다. 크로스 빔들(113) 각각은 배터리 팩 하우징(100) 내부에 실장되는 배터리 셀 어셈블리들을 X 방향에서 분리할 수 있다. 측벽들(114A, 114B, 114C, 114D)은 센터 빔(112) 및 크로스 빔들(113)을 수평으로 둘러쌀 수 있다. 측벽들(114A, 114B, 114C, 114D) 각각은 베이스 플레이트(111B)에 실질적으로 수직할 수 있다. 측벽들(114A, 114B, 114C, 114D) 각각은 베이스 플레이트(111B)의 가장자리 상에 위치할 수 있다. 측벽(114A)은 벤팅 홀들(114H)을 포함할 수 있다. 벤팅 장치(115)는 측벽(114A)의 벤팅 홀들(114H) 각각에 결합될 수 있다. 벤팅 장치(115)는 벤팅 장치(115)를 수용하는 각각의 벤팅 홀들(114H)의 개폐를 가능하게 할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 벤팅 장치(115)는 밸브일 수 있다. 배터리 팩 하우징(100)의 내부에서 화재 이벤트가 감지되는 경우, 벤팅 장치(115)는 개방되도록 구성될 수 있다. 화재로 인해 생성된 배터리 팩 하우징(100) 내부의 고온의 가스 및 연소 부산물은, 벤팅 장치(115)를 통해 배터리 팩 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다. 프로텍터(116)는 배터리 팩 하우징(100)의 내부에 배치될 수 있다. 프로텍터(116)는 벤팅 장치(115)와 X 방향에서 중첩될 수 있다. 프로텍터(116)는 측벽(114A)의 내측면(114AIS)에 결합될 수 있다. 다만, 프로텍터(116)의 결합 위치는 이에 한정되지 않는다. 예시적인 실시예들에 따르면, 프로텍터(116)는 베이스 플레이트(111B)의 상면 또는 리드 플레이트(111T)의 하면에 결합될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 프로텍터(116)의 Z 방향에서의 길이는, 벤팅 홀(114H)의 Z 방향에서의 길이(114HZ)보다 더 클 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 프로텍터(116)의 Z 방향에서의 길이는, 벤팅 홀(114H)의 Z 방향에서의 길이 (114HZ)와 실질적으로 동일할 수 있다. 프로텍터(116)는 제1 내지 제5 플레이트들(116P1, 116P2, 116P3, 116P4, 116P5)을 포함할 수 있다. 제1 플레이트(116P1), 제2 플레이트(116P2), 및 제3 플레이트(116P3) 각각은 Z 방향으로 연장될 수 있다. 제1 플레이트(116P1), 제2 플레이트(116P2), 및 제3 플레이트(116P3)는 X 방향에서 서로 이격될 수 있다. 제1 플레이트(116P1), 제2 플레이트(116P2), 및 제3 플레이트(116P3)는 실질적으로 서로 평행할 수 있다. 제4 플레이트(116P4)는 제1 플레이트(116P1)와 제3 플레이트(116P3)를 X 방향에서 연결할 수 있다. 제4 플레이트(116P4)는 제1 플레이트(116P1)에 실질적으로 수직할 수 있다. 제4 플레이트(116P4)는 제3 플레이트(116P3)에 실질적으로 수직할 수 있다. 제4 플레이트(116P4)는 측벽(114A)의 내측면(114AIS)까지 X 방향으로 연장될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제4 플레이트(116P4)는 제2 플레이트(116P2)와 Z 방향에서 이격될 수 있다. 제4 플레이트(116P4)는 결합부(116F1)와 연결될 수 있다. 제5 플레이트(116P5)는 제2 플레이트(116P2)으로부터 측벽(114A)의 내측면(114AIS)까지 X 방향으로 연장될 수 있다. 제5 플레이트(116P5)는 제2 플레이트(116P2)에 실질적으로 수직할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제5 플레이트(116P5)는 제3 플레이트(116P3)와 Z 방향에서 이격될 수 있다. 제5 플레이트(116P5)는 결합부(116F2)와 연결될 수 있다. 결합부들(116F1, 116F2)은 측벽(114A)의 내측면(114AIS) 상에 결합될 수 있다. 프로텍터(116)는 결합부들(116F1, 116F2)에 의해 측벽(114A)에 결합될 수 있다. 결합부들(116F1, 116F2) 각각은, 측벽(114A)의 내측면(114AIS) 상에서 Z 방향으로 연장될 수 있다. 프로텍터(116)는 내부에 채널들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 프로텍터(116) 내부의 채널들은 미로 구조를 가질 수 있다. 프로텍터(116)는 제1 수직 채널(116CH1), 제2 수직 채널(116CH2), 및 제3 수직 채널(116CH3)을 포함할 수 있다. 제1 수직 채널(116CH1)은 제1 플레이트(116P1) 및 제2 플레이트(116P2)에 의해 정의될 수 있다. 제2 수직 채널(116CH2)은 제2 플레이트(116P2) 및 제3 플레이트(116P3)에 의해 정의될 수 있다. 제3 수직 채널(116CH3)은 제3 플레이트(116P3) 및 측벽(114A)에 의해 정의될 수 있다. 제3 수직 채널(116CH3)은 측벽(11