WO2023096101A1 - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩 - Google Patents

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩 Download PDF

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김두승
이정훈
김세호
박정기
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, and more particularly, to a battery module and battery pack with improved safety.
  • secondary batteries are attracting much attention as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles as well as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, laptops, and wearable devices.
  • prismatic batteries and pouch-type batteries that can be stacked with a high degree of integration and have a small weight compared to capacity are mainly used as battery cells of medium-large-sized battery modules.
  • Such a battery module has a structure in which a plurality of cell assemblies including a plurality of unit battery cells are connected in series to obtain high output.
  • the battery cell can be repeatedly charged and discharged by an electrochemical reaction between components including positive and negative current collectors, separators, active materials, electrolytes, and the like.
  • the all-solid-state battery is a battery using a solid electrolyte instead of the liquid electrolyte, Compared to lithium secondary batteries to which an electrolyte is applied, thermal stability is higher.
  • the all-solid-state battery is advantageous over conventional lithium secondary batteries in terms of high energy density and output characteristics, simplification of the manufacturing process and enlargement / compaction of the battery, so research and interest have been focused on this in recent years. there is.
  • the sulfide-based all-solid-state battery using a sulfide-based electrolyte is relatively inexpensive and safe, but when the sulfide-based electrolyte is exposed to moisture, it releases hydrogen sulfide (H 2 S), a harmful substance. There is a risk of causing
  • An object to be solved by the present invention is to provide a battery module having improved safety and a battery pack including the same.
  • a battery module includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked, a module frame surrounding the battery cell stack, and a bus bar covering a portion of the battery cell stack exposed from the module frame.
  • the gas sensor may be formed adjacent to the bus bar.
  • the bus bar may include a terminal bus bar, and the gas sensor may be formed adjacent to a terminal portion of the terminal bus bar.
  • the bus bar cover part may cover the terminal part of the terminal bus bar.
  • the battery module according to another embodiment of the present invention may further include an end plate covering the bus bar frame, and may further include a gas sensor formed on the end plate.
  • a battery module according to another embodiment of the present invention may further include a gas sensor formed between an upper portion of the battery cell stack and the module frame.
  • the battery module may further include a neutralizing agent formed inside the neutralizing agent accommodating part.
  • the neutralizer may include at least one component selected from the group consisting of an iron compound and a catalyst.
  • the neutralizing agent accommodation unit may include at least one type selected from the group consisting of an aerosol, a pad, a pocket, and a bulb.
  • the battery module may further include a neutralizing agent injection unit formed in the neutralizing agent accommodating unit.
  • a battery pack according to another embodiment of the present invention includes the battery module.
  • a battery module includes a gas sensor capable of detecting leakage of hydrogen sulfide and a neutralizer accommodating unit capable of neutralizing hydrogen sulfide, so that when hydrogen sulfide is leaked, it is sensed and neutralized to detect and neutralize the battery module and The safety of the battery pack can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a drawing in which all components of Figure 1 are combined.
  • Figure 3 is an exploded perspective view showing some of the components of Figure 1;
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing some of the components of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a bus bar cover part and a neutralizing agent accommodating part included in the battery module of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing another type of bus bar cover part and a neutralizing agent accommodating part included in the battery module of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a battery cell included in the battery module of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a hydrogen sulfide neutralization system operating in a battery pack and a device including the battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc.
  • another part is in the middle.
  • a part is said to be “directly on” another part, it means that there is no other part in between.
  • a reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily be located “above” or "on” in the opposite direction of gravity does not mean no.
  • planar image it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as “cross-sectional image”, it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
  • FIGS. 1 to 3 and 6 to 8 a battery module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and 6 to 8 .
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a drawing in which all components of Figure 1 are combined.
  • Figure 3 is an exploded perspective view showing some of the components of Figure 1;
  • 6 is a perspective view showing a bus bar cover part and a neutralizing agent accommodating part included in the battery module of the present invention.
  • 7 is a perspective view showing another type of bus bar cover part and a neutralizing agent accommodating part included in the battery module of the present invention.
  • 8 is a perspective view showing a battery cell included in the battery module of the present invention.
  • the battery module 100 includes a battery cell stack 120 in which a plurality of battery cells 110 are stacked and a module frame surrounding the battery cell stack 120. (200).
  • the battery cell 110 is preferably a pouch-type battery cell, and may be formed in a rectangular sheet-like structure.
  • the battery cell 110 according to the present embodiment has two electrode leads 111 and 112 facing each other so that one end 114a and the other end of the cell body 113 ( 114b) have structures protruding from each other. That is, the battery cell 110 includes electrode leads 111 and 112 protruding in opposite directions. More specifically, the electrode leads 111 and 112 are connected to an electrode assembly (not shown) and protrude from the electrode assembly (not shown) to the outside of the battery cell 110 . However, unlike shown in FIG. 8 , the two electrode leads 111 and 112 may have a structure protruding from one side of the same battery cell 110 . Accordingly, the two electrode leads 111 and 112 may protrude in the same direction.
  • both ends 114a and 114b of the cell case 114 and one side portion 114c connecting them are bonded while the electrode assembly (not shown) is accommodated in the cell case 114.
  • the battery cell 110 has a total of three sealing parts 114sa, 114sb, and 114sc, and the sealing parts 114sa, 114sb, and 114sc are sealed by a method such as thermal fusion.
  • the other side may be made of the connecting portion 115.
  • the sealing parts 114sa, 114sb, and 114sc may include a sealing part 114sc formed in the longitudinal direction of the battery cell and a sealing part 114sa, 114sb formed in the width direction of the battery cell.
  • a sealing part 114sc formed in the longitudinal direction of the battery cell and a sealing part 114sa, 114sb formed in the width direction of the battery cell.
  • the cell case 114 may be made of a laminated sheet including a resin layer and a metal layer.
  • a space between both ends 114a and 114b of the battery case 114 is defined in the longitudinal direction of the battery cell 110, and one side portion 114c connecting both ends 114a and 114b of the battery case 114
  • a space between the and the connecting portion 115 may be defined in the width direction of the battery cell 110 .
  • the connecting portion 115 may extend along one edge of the battery cell 110 , and a bat ear 110p may be formed at an end of the connecting portion 115 .
  • the terrace portion 116 may be formed between the electrode leads 111 and 112 and the cell body 113. That is, the battery cell 110 may include a terrace portion 116 extending from the cell case 114 in a direction in which the electrode leads 111 and 112 protrude.
  • the battery cells 110 may be configured in plurality, and the plurality of battery cells 110 are stacked so as to be electrically connected to each other to form the battery cell stack 120 .
  • a plurality of battery cells 110 may be stacked along a direction parallel to the y-axis.
  • the electrode leads 111 and 112 may protrude in the x-axis direction and the -x-axis direction, respectively.
  • the two electrode leads 111 and 112 protrude equally in the x-axis direction or in the -x-axis direction. It can protrude in the same way.
  • the module frame 200 may be a mono frame surrounding the battery cell stack 120 except for the front and rear surfaces.
  • the module frame 200 is not limited thereto, and an L-shaped frame or a U-shaped frame covering the lower and both sides of the battery cell stack 120 with its top, front and rear surfaces open, and the battery cell stack 120 ) It may include a module frame structure including an upper plate covering the top.
  • the battery cell stack 120 accommodated inside the module frame 200 may be physically protected through the module frame 200 .
  • the battery module 100 may further include a thermally conductive resin layer positioned between the lower surface of the battery cell stack 120 and the bottom of the module frame 200,
  • the thermally conductive resin layer may serve to transfer heat generated from the battery cell 110 to the bottom of the battery module 100 and to fix the battery cell stack 120 .
  • surface cooling of the battery cell stack 120 may be possible by forming a cooling passage or an additional heat dissipation material formed to contact the lower surface of the battery cell stack 120 together with the thermally conductive resin layer.
  • the end plate 150 may cover the front and rear surfaces of the battery cell stack 120 that is open from the module frame 200 .
  • the end plate 150 may be coupled to front and rear edges of the module frame 200 through welding.
  • a bus bar frame 130 may be formed between the end plate 150 and the front and rear surfaces of the battery cell stack 120 . That is, the end plate 150 may cover the bus bar frame 130 . At this time, the bus bar frame 130 may cover a portion of the battery cell stack 120 exposed from the module frame 200 .
  • the plurality of bus bars 140 mounted on the bus bar frame 130 protrude from the battery cells 110 through the bus bar frame 130, and the electrode leads 111 mounted on the bus bar frame 130, 112) can be connected.
  • the bus bar 140 may include a terminal bus bar 141
  • the terminal bus bar 141 may include a terminal portion 141a.
  • the battery module according to the present embodiment may include a bus bar cover part 400 covering a portion where the bus bar 140, in particular, the terminal bus bar 141 is exposed to the outside of the end plate 150. there is.
  • the bus bar cover portion 400 is formed to cover the terminal portion 141a of the terminal bus bar 141, thereby preventing the terminal portion 141a from being exposed to the outside of the battery module 100.
  • it may serve to primarily prevent leakage of hydrogen sulfide, which is highly likely to leak through the terminal portion 141a.
  • a sulfide-based all-solid-state battery using a sulfide-based electrolyte is, when the sulfide-based electrolyte is exposed to moisture There is a risk of generating hydrogen sulfide (H 2 S), which is a harmful substance.
  • the battery module according to this embodiment includes a gas sensor 300 formed on a bus bar frame 130, a bus bar cover part 400 covering the bus bar 140, and a bus It includes a neutralizing agent accommodating part 500 formed on the bar cover part 400.
  • the gas sensor 300 may be formed on the bus bar frame 130 so as to be adjacent to the bus bar 140 .
  • the gas sensor 300 may be formed adjacent to the bus bar 140, and more specifically, the gas sensor 300 may be adjacent to the terminal portion 141a of the terminal bus bar 141. Formation can achieve the effect of immediately detecting the leakage of hydrogen sulfide.
  • the battery module 100 includes the neutralizing agent accommodating portion 500 formed on the bus bar cover portion 400 as described above.
  • the neutralizing agent accommodating part 500 is adjacent to the terminal part 141a of the terminal bus bar 141, which has a high risk of hydrogen sulfide leakage, in order to immediately remove hydrogen sulfide after the gas sensor 300 detects the leakage of hydrogen sulfide. can be formed.
  • the neutralizing agent accommodating portion 500 may be formed on the bus bar cover portion 400 covering the terminal portion 141a of the terminal bus bar 141 .
  • the neutralizing agent accommodating unit 500 may include a neutralizing agent formed inside the neutralizing agent accommodating unit 500 .
  • the neutralizer may include one or more components selected from the group including an iron compound and a catalyst.
  • the iron compound is ferric sulfate (Fe 2 (SO 4 ) 3 ), iron (III) oxide (Fe 2 O 3 ), iron oxyhydroxide (FeO(OH)) and/or iron citrate (FeC 6 H 5 O 7 ) may be included.
  • the catalyst may include iron hydroxide (Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 ) and/or zinc hydroxide.
  • the neutralizer may include at least one component selected from the group including the iron compound and the catalyst, and may neutralize hydrogen sulfide through the component.
  • the neutralizing agent accommodating unit 500 may include one or more types selected from the group consisting of a pad, a pocket, an aerosol, and a bulb.
  • the neutralizing agent accommodating part 500 may include the pad shape, so that the neutralizer is stored in the form of a microcapsule inside the pad shape, and hydrogen sulfide is neutralized by the neutralizer.
  • hydrogen sulfide and the neutralizing agent may react inside the pad while hydrogen sulfide passes through the pad.
  • the form of the pocket may be to form a pocket made of a polymer material and/or a metal material and accommodate a neutralizing agent therein. Therefore, when hydrogen sulfide is generated, the pocket is broken and the neutralizing agent may leak out and react with hydrogen sulfide.
  • the pad shape and the pocket shape may be formed on the bus bar cover part 400 as shown in FIG. 6 .
  • the neutralizing agent accommodating unit 500 may include an aerosol extinguishing form injecting the neutralizing agent into the air in the form of an aerosol.
  • the neutralizing agent accommodating unit 500 in the form of an aerosol may include a neutralizing agent spraying unit 510 formed below the neutralizing agent accommodating unit 500 .
  • a hole 410 may be formed on the bus bar cover 400 to minimize the protrusion of the neutralizer injection unit 510 .
  • the neutralizing agent spraying unit 510 may be formed to be coupled with the hole 410, and when hydrogen sulfide flows out, the neutralizing agent may be sprayed to a wide area through the neutralizing agent spraying unit 510 to neutralize hydrogen sulfide. there is.
  • the bulb shape may specifically include a plastic bulb shape.
  • the bulb shape may include a neutralizing agent accommodating part 500 and a neutralizing agent spraying part 510, and in some cases may further include a liquid formed in the neutralizing agent spraying part 510. there is. Therefore, when the battery module 100 heats up, the liquid vaporizes, thereby opening the neutralizer injection unit 510 or, in some cases, the bulb-shaped neutralizer receiving unit 500 being crushed, thereby neutralizing hydrogen sulfide. .
  • the neutralizing agent accommodating portion 500 including the shape of the pad, pocket, aerosol, and/or bulb is a rectangular parallelepiped or a hexahedron with rounded corners to be formed on the bus bar cover 400. can be formed into shapes.
  • the neutralizing agent accommodating unit 500 may be formed in various shapes within a range capable of securing the neutralizing performance of the neutralizing agent accommodating unit 500 according to the present invention.
  • the neutralizing agent accommodating unit 500 has the above-mentioned shape, and by accommodating the neutralizing agent in the neutralizing agent accommodating unit 500, when leakage of hydrogen sulfide is detected by the gas sensor 300, the neutralizing agent accommodating unit 500 It is opened and can neutralize hydrogen sulfide by spraying the neutralizing agent.
  • safety of the battery module 100, the battery pack including the battery module 100, and the device can be improved by securing a structure capable of neutralizing hydrogen sulfide, which is a harmful substance, when it leaks.
  • This embodiment may include all of the contents of the battery module described above, and only contents that do not overlap with the contents described above will be described.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing some of the components of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • 5 is a view showing a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module 100 may further include a gas sensor 310 formed on the end plate 150 .
  • the gas sensor 310 may be formed adjacent to the terminal portion 141a of the terminal bus bar 141 . Therefore, the gas sensor 310 is formed on the inner or outer surface of the end plate 150 adjacent to the terminal portion 141a, so that generation and leakage of hydrogen sulfide can be immediately sensed through the entire gas sensor 310. can
  • the battery module according to the present embodiment may further include a gas sensor 320 formed between the top of the battery cell stack 120 and the module frame 200 .
  • the gas sensor 320 may be formed between the upper portion of the battery cell stack 120 adjacent to the terminal portion 141a of the terminal bus bar 141 and the upper portion of the module frame 200 .
  • the gas sensor 320 may be formed on the inner surface of the upper portion of the module frame 200 or may be formed on the upper portion of the battery cell stack 120 .
  • the leakage of hydrogen sulfide can be detected and the hydrogen sulfide can be immediately neutralized.
  • the gas sensors 300, 310 and 320 are between the bus bar frame 130 and the terminal unit 141a, between the end plate 150 and the terminal unit 141a, and It may be formed at at least one location selected from between the battery cell stack 120 and the module frame 200 . Therefore, not only the case where the gas sensor is formed at all positions where the gas sensors 300, 310, and 320 described above can be formed, but also the case where the gas sensor is formed at some of the position where the gas sensor can be formed is within the scope of the present invention. can be included in
  • the hydrogen sulfide may be neutralized by injecting the neutralizing agent while detecting leakage of hydrogen sulfide. Therefore, it is possible to prevent the safety of the battery module 100 from deteriorating due to leakage of hydrogen sulfide, and furthermore, it is possible to secure the safety of a battery pack and a device in which the battery module 100 is disposed.
  • a battery pack according to this embodiment includes the battery module described above.
  • the battery pack of the present invention may have a structure in which one or more battery modules according to the present embodiment are gathered and packed by adding a battery management system (BMS) that manages the temperature or voltage of the battery and a cooling device. there is.
  • BMS battery management system
  • the battery pack may be applied to various devices. These devices can be applied to means of transportation such as electric bicycles, electric vehicles, hybrid vehicles, etc., but the present invention is not limited thereto and can be applied to various devices capable of using a battery module, which also falls within the scope of the present invention. .
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a hydrogen sulfide neutralization system operating in a battery pack and a device including the battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack and device including the battery module of the present invention may include detecting hydrogen sulfide leak through a gas sensor and determining the leaked hydrogen sulfide concentration.
  • a step of opening the neutralizing agent accommodating unit 500 and injecting the neutralizing agent (BMS) may be further included.
  • a step of notifying the user of the neutralizer injection may be further included.
  • the gas sensors 300, 310, 320 and the neutralizing agent accommodating unit 500 included in the battery module 100 described in the present embodiments are sulfurized through the slave BMS, BMS, and instrument panel configuration included in the battery pack and device. It can constitute a neutralization system of hydrogen. That is, in the battery pack and device according to the present embodiment, the hydrogen sulfide neutralization system includes the step of determining the degree of hydrogen sulfide leak detected through the gas sensor, opening the neutralizer accommodating unit 500, and notifying the user of this. By including, it is possible to secure more improved safety.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체를 감싸는 모듈 프레임, 상기 모듈 프레임으로부터 노출되는 상기 전지 셀 적층체 부분을 덮는 버스 바 프레임, 상기 버스 바 프레임을 통해 상기 전지 셀 적층체에서 돌출된 전극 리드와 연결된 버스 바, 상기 버스 바 프레임에 형성된 가스 센서, 상기 버스 바를 덮는 버스 바 커버부, 및 상기 버스 바 커버부 상에 형성되는 중화제 수용부를 포함한다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2021년 11월 24일자 한국 특허 출원 제10-2021- 0163384호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로 안전성이 향상된 전지 모듈 및 전지 팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 주목을 받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지 셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.
중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지 셀로서 주로 사용되고 있다. 이러한 전지 모듈은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 전지 셀을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 전지 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
이때, 상기에서 설명한 전해액을 전고체 물질로 사용하는 전고체 전지(all-solid-state battery)에 대한 개발이 이루어지고 있는데, 전고체 전지는 상기 액체 전해질 대신 고체 전해질을 이용하는 전지로서, 기존의 액체 전해질을 적용한 리튬 이차 전지에 비해 열적 안정성이 높다는 장점이 있다. 또한, 상기 전고체 전지는 높은 에너지 밀도 및 출력 특성이나, 제조 공정의 단순화 및 전지의 대형화/컴팩트화의 측면에서도, 기존의 리튬 이차 전지에 비해 유리하므로, 최근 들어 이에 대한 연구 및 관심이 집중되고 있다.
특히, 상기 전고체 전지 중에서도 황화물계 전해질을 사용하는 황화물계 전고체 전지는 비교적 값이 저렴하고 안전하다는 특성이 있으나, 황화물계 전해질이 수분에 노출될 경우 유해 물질인 황화 수소(H2S)를 발생시키는 위험성이 있다.
그러므로, 황화 수소가 발생하더라도 전지 모듈 및 전지 팩 외부로 황화 수소가 누출되지 않도록 황화 수소를 중화할 수 있는 신규 기술의 필요성이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 안전성이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체를 감싸는 모듈 프레임, 상기 모듈 프레임으로부터 노출되는 상기 전지 셀 적층체 부분을 덮는 버스 바 프레임, 상기 버스 바 프레임을 통해 상기 전지 셀 적층체에서 돌출된 전극 리드와 연결된 버스 바, 상기 버스 바 프레임에 형성된 가스 센서, 상기 버스 바를 덮는 버스 바 커버부, 및 상기 버스 바 커버부 상에 형성되는 중화제 수용부를 포함한다.
상기 가스 센서는 상기 버스 바와 인접하도록 형성될 수 있다.
상기 버스 바는 단자 버스 바를 포함하고, 상기 가스 센서는 상기 단자 버스 바의 단자부와 인접하도록 형성될 수 있다.
상기 버스 바 커버부는 상기 단자 버스 바의 단자부를 덮을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기 버스 바 프레임을 덮는 엔드 플레이트를 더 포함하고, 상기 엔드 플레이트에 형성되는 가스 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기 전지 셀 적층체의 상부와 상기 모듈 프레임 사이에 형성되는 가스 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 전지 모듈은 상기 중화제 수용부 내부에 형성되는 중화제를 더 포함할 수 있다.
상기 중화제는 철 화합물 및 촉매를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다.
상기 중화제 수용부는 에어로졸, 패드, 포켓, 및 벌브를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 형태를 포함할 수 있다.
상기 전지 모듈은 상기 중화제 수용부에 형성되는 중화제 분사부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 상기 전지 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 황화 수소의 누출을 감지할 수 있는 가스 센서 및 황화 수소를 중화할 수 있는 중화제 수용부를 포함함으로써, 황화 수소가 누출되었을 경우 이를 감지 및 중화하여 전지 모듈 및 전지 팩의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 구성 요소가 모두 결합한 도면을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 구성 요소 중 일부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈의 구성 요소 중 일부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 전지 모듈에 포함되는 버스 바 커버부 및 중화제 수용부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 전지 모듈에 포함되는 또 다른 형태의 버스 바 커버부 및 중화제 수용부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 전지 모듈에 포함되는 전지 셀을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 및 상기 전지 팩이 포함되는 디바이스에서 작동하는 황화 수소 중화 시스템 개략도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 도 1 내지 도 3, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 구성 요소가 모두 결합한 도면을 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 1의 구성 요소 중 일부를 나타낸 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 전지 모듈에 포함되는 버스 바 커버부 및 중화제 수용부를 나타낸 사시도이다. 도 7은 본 발명의 전지 모듈에 포함되는 또 다른 형태의 버스 바 커버부 및 중화제 수용부를 나타낸 사시도이다. 도 8은 본 발명의 전지 모듈에 포함되는 전지 셀을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(110)이 적층되어 있는 전지 셀 적층체(120) 및 전지 셀 적층체(120)를 감싸는 모듈 프레임(200)을 포함한다.
우선, 전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀인 것이 바람직하며, 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 셀 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 즉, 전지 셀(110)은 서로 대향하는 방향으로 돌출된 전극 리드(111, 112)들을 포함한다. 보다 상세하게는 전극 리드(111, 112)는 전극 조립체(미도시)와 연결되고, 상기 전극 조립체(미도시)로부터 전지 셀(110)의 외부로 돌출된다. 다만, 도 8에 도시된 바와는 달리, 두 개의 전극 리드(111, 112)는 동일한 전지 셀(110)의 일 측면으로부터 돌출된 구조일 수도 있다. 따라서, 두 개의 전극 리드(111, 112)는 동일한 방향으로 돌출될 수도 있다.
한편, 전지 셀(110)은, 셀 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 셀 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 총 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)를 갖고, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 특히, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 전지 셀의 길이 방향으로 형성되는 실링부(114sc)와 전지 셀의 폭 방향으로 형성되는 실링부(114sa, 114sb)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)와 더불어 전지 셀의 길이 방향으로 형성되는 하나의 실링부를 더 포함함으로써, 4군데의 실링부를 가질 수도 있다. 셀 케이스(114)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다. 이때, 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b) 사이를 전지 셀(110)의 길이 방향으로 정의하고, 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)를 연결하는 일측부(114c)와 연결부(115) 사이를 전지 셀(110)의 폭 방향으로 정의할 수 있다.
또한, 연결부(115)는 전지 셀(110)의 일 테두리를 따라 길게 뻗을 수 있고, 연결부(115)의 단부에는 배트 이어(110p)가 형성될 수 있다. 또한, 돌출된 전극 리드(111, 112)를 사이에 두고 셀 케이스(114)가 밀봉되면서, 전극 리드(111, 112)와 셀 본체(113) 사이에 테라스부(116)가 형성될 수 있다. 즉, 전지 셀(110)은, 전극 리드(111, 112)가 돌출된 방향으로 셀 케이스(114)로부터 연장 형성된 테라스부(116)를 포함할 수 있다.
이러한 전지 셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지 셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지 셀 적층체(120)를 형성한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이 y축과 평행한 방향을 따라 복수의 전지 셀(110)이 적층될 수 있다. 이에 따라 전극 리드(111, 112)들은 x축 방향과 -x축 방향으로 각각 돌출될 수 있다. 다만, 상기에서 설명한 바와 같이, 전극 리드(111, 112)가 동일한 방향으로 돌출되는 전지 셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 x축 방향으로 동일하게 돌출되거나 -x축 방향으로 동일하게 돌출될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 다시 참고하면, 모듈 프레임(200)은 전후면을 제외하고 전지 셀 적층체(120)를 둘러싸는 모노 프레임일 수 있다. 다만, 모듈 프레임(200)은 이에 한정된 것이 아니며, L자형 프레임 또는 상부면, 전면 및 후면이 개방되어 전지 셀 적층체(120)의 하부 및 양측부를 덮는 U자형 프레임, 및 전지 셀 적층체(120)의 상부를 덮는 상부 플레이트를 포함하는 모듈 프레임 구조를 포함할 수 있다. 모듈 프레임(200)을 통해 모듈 프레임(200)의 내부에 수용된 전지 셀 적층체(120)를 물리적으로 보호할 수 있다.
또한, 도시하지 않았으나, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지 셀 적층체(120)의 하면과 모듈 프레임(200)의 바닥부 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 더 포함할 수 있으며, 상기 열전도성 수지층은 전지 셀(110)에서 발생하는 열을, 전지 모듈(100) 바닥으로 전달하고 전지 셀 적층체(120)를 고정하는 역할을 할 수 있다. 더불어, 상기 열전도성 수지층과 더불어, 전지 셀 적층체(120)의 하면과 접촉하도록 형성되는 냉각 유로 또는 추가 방열 소재가 형성됨으로써, 전지 셀 적층체(120)의 면 냉각이 가능할 수도 있다.
엔드 플레이트(150)는 모듈 프레임(200)에서 개방되어 있는 전지 셀 적층체(120)의 전후면을 덮을 수 있다. 엔드 플레이트(150)는 모듈 프레임(200)의 전후단 모서리와 용접을 통해 결합될 수 있다.
엔드 플레이트(150)와 전지 셀 적층체(120)의 전후면 사이에는 버스 바 프레임(130)이 형성될 수 있다. 즉, 엔드 플레이트(150)는 버스 바 프레임(130)을 덮을 수 있다. 이때, 버스 바 프레임(130)은 모듈 프레임(200)으로부터 노출되는 전지 셀 적층체(120) 부분을 덮을 수 있다.
버스 바 프레임(130)에 장착된 복수의 버스 바(140)는 버스 바 프레임(130)을 통해 전지 셀(110)들로부터 돌출 형성되어 버스 바 프레임(130) 상에 장착된 전극 리드(111, 112)들과 연결될 수 있다. 이때, 버스 바(140)는 단자 버스 바(141, terminal busbar)를 포함할 수 있으며, 단자 버스 바(141)는 단자부(141a)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 상기 버스 바(140), 특히, 단자 버스 바(141)가 엔드 플레이트(150)의 외부로 노출되는 부분을 덮는 버스 바 커버부(400)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 버스 바 커버부(400)는 단자 버스 바(141)의 단자부(141a)를 덮도록 형성됨으로써, 단자부(141a)가 전지 모듈(100) 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 후술할 내용과 같이, 단자부(141a)를 통해 유출될 위험이 높은 황화 수소의 누출을 일차적으로 방지하는 역할을 할 수 있다.
황화물계 전해액을 사용하는 전지 및 전해액을 전고체 물질로 사용하는 전고체 전지(all-solid-state battery) 중에서도 황화물계 전해질을 사용하는 황화물계 전고체 전지는, 황화물계 전해질이 수분에 노출될 경우 유해 물질인 황화 수소(H2S)를 발생시키는 위험성이 있다.
그러므로, 황화 수소가 발생하더라도 전지 모듈 및 전지 팩 외부로 황화수소가 누출되지 않도록 황화 수소를 중화할 수 있는 구조가 필요하다.
따라서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 버스 바 프레임(130)에 형성된 가스 센서(300), 버스 바(140)를 덮는 버스 바 커버부(400), 및 버스 바 커버부(400) 상에 형성되는 중화제 수용부(500)를 포함한다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스 센서(300)는 버스 바(140)와 인접하도록 버스 바 프레임(130) 상에 형성될 수 있다.
일반적으로, 황화 수소가 누출되는 경우 상기 황화 수소는 전지 모듈(100)의 단자부(terminal, 141a)를 통해 누출될 가능성이 매우 높으므로, 황화 수소를 감지할 수 있는 구조를 단자부(141a)와 인접하도록 형성하여 황화 수소 누출을 즉각적으로 파악할 필요성이 있다.
그러므로, 본 실시예에 따른 가스 센서(300)는 버스 바(140)와 인접하도록 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 가스 센서(300)는 단자 버스 바(141)의 단자부(141a)와 인접하도록 형성됨으로써 황화 수소의 누출을 즉각적으로 감지하는 효과를 달성할 수 있다.
이때, 가스 센서(300)가 황화 수소의 누출을 감지한 후, 즉각적인 황화 수소의 제거를 위해 황화 수소를 중화하는 구조를 형성할 필요성이 있다.
따라서, 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 상기에서 설명한 바와 같이, 버스 바 커버부(400) 상에 형성되는 중화제 수용부(500)를 포함한다.
중화제 수용부(500)는 가스 센서(300)가 황화 수소의 누출을 감지한 후, 즉각적인 황화 수소를 제거하기 위해, 황화 수소의 누출 위험이 높은 단자 버스 바(141)의 단자부(141a)와 인접하게 형성될 수 있다.
따라서, 중화제 수용부(500)는 단자 버스 바(141)의 단자부(141a)를 커버하는 버스 바 커버부(400) 상에 형성될 수 있다.
한편, 중화제 수용부(500)는 중화제 수용부(500) 내부에 형성되는 중화제를 포함할 수 있다.
이때, 상기 중화제는 철 화합물 및 촉매를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 상기 철 화합물은 황산 제2철(Fe2(SO4)3), 산화철(Ⅲ)(Fe2O3), 철 옥시수산화물(FeO(OH)) 및/또는 구연산철(FeC6H5O7)을 포함할 수 있다. 상기 촉매는 수산화 철(Fe(OH)2, Fe(OH)3) 및/또는 수산화 아연을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 중화제는 상기 철 화합물 및 상기 촉매를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 상기 성분을 통해 황화 수소를 중화할 수 있다.
또한, 중화제 수용부(500)는 패드, 포켓, 에어로졸 및 벌브(bulb)를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 형태를 포함할 수 있다.
구체적으로, 중화제 수용부(500)는 상기 패드 형태를 포함함으로써 상기 패드 형태의 내부에 상기 중화제가 마이크로 캡슐 형태로 보관되어, 상기 중화제에 의해 황화 수소가 중화되는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 패드 형태의 중화제 수용부(500)는 황화수소가 상기 패드를 통과하면서 상기 패드 내부에서 황화 수소와 상기 중화제가 반응할 수 있다.
또한, 상기 포켓 형태는, 고분자 소재 및/또는 금속 소재의 포켓을 형성하고, 내부에 중화제를 수용하는 것일 수 있다. 따라서, 황화 수소 발생 시, 상기 포켓이 파쇄되며 상기 중화제가 외부로 누출되어 황화 수소와 반응하는 것일 수 있다.
이때, 상기 패드 형태 및 상기 포켓 형태는 도 6에 도시된 바와 같이 버스 바 커버부(400) 상에 형성되는 것일 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 중화제 수용부(500)는 에어로졸 형태로 상기 중화제를 공중에 분사하는 에어로졸 소화 형태를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 에어로졸 형태의 중화제 수용부(500)는 중화제 수용부(500)의 하부에 형성되는 중화제 분사부(510)를 포함할 수 있다. 또한, 중화제 분사부(510)의 돌출 부위를 최소화하기 위해 버스 바 커버부(400) 상에는 홀(410)이 형성될 수 있다. 이때, 중화제 분사부(510)는 홀(410)과 결합하도록 형성될 수 있으며, 황화 수소의 유출 시 중화제 분사부(510)를 통해 넓은 범위의 영역으로 상기 중화제를 분사하여 황화 수소를 중화할 수 있다.
또한, 상기 벌브 형태는 구체적으로 플라스틱 벌브 형태를 포함하는 것일 수 있다. 상기 벌브 형태는 도 7에 도시된 바와 같이 중화제 수용부(500) 및 중화제 분사부(510)를 포함할 수 있으며, 경우에 따라서는 중화제 분사부(510)에 형성되는 액체를 더 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 전지 모듈(100)의 발열 시 상기 액체가 기화함으로써 중화제 분사부(510)가 개방되거나, 경우에 따라서는 상기 벌브 형태의 중화제 수용부(500)가 파쇄됨으로써 황화 수소가 중화되는 것일 수 있다.
이때, 상기 형태, 즉, 상기 패드, 포켓, 에어로졸, 및/또는 벌브(bulb) 형태를 포함하는 중화제 수용부(500)는 버스 바 커버부(400) 상에 형성되기 위하여 직육면체 또는 모서리가 둥근 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 중화제 수용부(500)의 중화 성능을 확보할 수 있는 범위 내에서 중화제 수용부(500)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 중화제 수용부(500)는 상기 형태를 포함하고, 중화제 수용부(500) 내부에 중화제를 수용함으로써, 가스 센서(300)에 의해 황화 수소의 누출이 감지될 경우 중화제 수용부(500)가 개방되어, 상기 중화제를 분사함으로써 황화 수소를 중화할 수 있다. 또한, 유해 물질인 황화 수소의 누출 시 이를 중화할 수 있는 구조를 확보함으로써 전지 모듈(100), 전지 모듈(100)이 포함되는 전지 팩 및 디바이스의 안전성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 변형 실시예들에 따른 전지 모듈에 대해 설명한다. 본 실시예는 상기에서 설명한 전지 모듈의 내용을 모두 포함할 수 있으며, 상기에서 설명한 내용과 중복되지 않는 내용만을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈의 구성 요소 중 일부를 나타낸 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 엔드 플레이트(150)에 형성되는 가스 센서(310)를 더 포함할 수 있다. 가스 센서(310)는 단자 버스 바(141)의 단자부(141a)와 인접하게 형성될 수 있다. 따라서, 가스 센서(310)는 단자부(141a)와 인접하는 엔드 플레이트(150)의 내측면, 또는 외측면에 형성됨으로써, 전 가스 센서(310)를 통해 황화 수소의 발생 및 누출을 즉각적으로 감지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 전지 셀 적층체(120)의 상부와 모듈 프레임(200) 사이에 형성되는 가스 센서(320)를 더 포함할 수 있다. 가스 센서(320)는 단자 버스 바(141)의 단자부(141a)와 인접한 전지 셀 적층체(120)의 상부와 모듈 프레임(200)의 상측부 사이에 형성될 수 있다.
특히, 가스 센서(320)는 모듈 프레임(200)의 상기 상측부의 내측면에 형성되는 것일 수 있으며, 전지 셀 적층체(120)의 상기 상부에 형성되는 것일 수 있다.
상기 위치에 형성된 가스 센서(320)를 통해, 황화 수소의 누출을 감지하여 황화 수소를 즉각적으로 중화할 수 있다.
또한, 상기 내용을 토대로, 본 발명의 실시예들에 따른 가스 센서(300, 310 320)는 버스 바 프레임(130)과 단자부(141a) 사이, 엔드 플레이트(150)와 단자부(141a) 사이, 및 전지 셀 적층체(120)와 모듈 프레임(200) 사이 중에서 선택된 적어도 하나의 위치에 형성될 수 있다. 그러므로, 상기에서 설명한 가스 센서(300, 310, 320)가 형성될 수 있는 위치 모두에 가스 센서가 형성되는 경우뿐만 아니라, 상기 형성 가능 위치 중 일부에 가스 센서가 형성되는 경우 모두 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
또한, 상기와 같이 버스 바(140), 특히 단자 버스 바(141)의 단자부(141a)와 인접하게 가스 센서(300)를 단수개 또는 복수개 형성함으로써, 황화 수소의 누출을 감지할 수 있다. 또한, 상기 황화 수소의 누출 위치와 인접하게 중화제 수용부(500)를 형성함으로써, 황화 수소의 누출을 파악함과 동시에 상기 중화제를 분사하여 황화 수소를 중화할 수 있다. 그러므로, 황화 수소의 누출로 인해 전지 모듈(100)의 안전성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 전지 모듈(100)이 배치되는 전지 팩 및 디바이스의 안전성을 확보할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 전지 팩은 앞에서 설명한 전지 모듈을 포함한다. 더불어, 본 발명의 전지 팩은 본 실시예에 따른 전지 모듈을 하나 이상 모아서 전지의 온도나 전압 등을 관리해주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS)과 냉각 장치 등을 추가하여 패킹한 구조일 수 있다.
상기 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 및 상기 전지 팩이 포함되는 디바이스에서 작동하는 황화 수소 중화 시스템 개략도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 전지 모듈이 포함되는 전지 팩 및 디바이스는, 황화 수소 누출을 가스 센서를 통해 감지하는 단계, 상기 누출된 황화 수소 농도를 파악하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 누출된 황화 수소 농도를 파악한 후(slave BMS), 중화제 수용부(500)를 개방하여 중화제를 분사하는 단계(BMS)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기와 같이 중화제가 분사된 후, 중화제 분사를 사용자에게 알리는 단계(DTC, 계기판)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 실시예들에서 설명한 전지 모듈(100)에 포함되는 가스 센서(300, 310, 320) 및 중화제 수용부(500)는 전지 팩 및 디바이스에 포함되는 slave BMS, BMS 및 계기판 구성을 통해 황화 수소의 중화 시스템을 구성할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 전지 팩 및 디바이스는, 가스 센서를 통해 감지된 황화 수소 누출의 정도를 파악하여, 중화제 수용부(500)를 개방하고, 이를 사용자에게 알리는 단계를 포함하는 황화 수소 중화 시스템을 포함함으로써, 보다 향상된 안전성을 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
[부호의 설명]
100: 전지 모듈
110: 전지 셀
120: 전지 셀 적층체
130: 버스 바 프레임
140: 버스 바
141: 단자 버스 바
150: 엔드 플레이트
200: 모듈 프레임
300: 가스 센서
400: 버스 바 커버부
500: 중화제 수용부

Claims (11)

  1. 복수의 전지 셀이 적층되어 있는 전지 셀 적층체,
    상기 전지 셀 적층체를 감싸는 모듈 프레임,
    상기 모듈 프레임으로부터 노출되는 상기 전지 셀 적층체 부분을 덮는 버스 바 프레임,
    상기 버스 바 프레임을 통해 상기 전지 셀 적층체에서 돌출된 전극 리드와 연결된 버스 바,
    상기 버스 바 프레임에 형성된 가스 센서,
    상기 버스 바를 덮는 버스 바 커버부, 및
    상기 버스 바 커버부 상에 형성되는 중화제 수용부를 포함하는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 가스 센서는 상기 버스 바와 인접하도록 형성되는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 버스 바는 단자 버스 바를 포함하고,
    상기 가스 센서는 상기 단자 버스 바의 단자부와 인접하도록 형성되는 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 버스 바 커버부는 상기 단자 버스 바의 단자부를 덮는 전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 버스 바 프레임을 덮는 엔드 플레이트를 더 포함하고,
    상기 엔드 플레이트에 형성되는 가스 센서를 더 포함하는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 전지 셀 적층체의 상부와 상기 모듈 프레임 사이에 형성되는 가스 센서를 더 포함하는 전지 모듈.
  7. 제1항에서,
    상기 중화제 수용부 내부에 형성되는 중화제를 더 포함하는 전지 모듈.
  8. 제7항에서,
    상기 중화제는 철 화합물 및 촉매를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 전지 모듈.
  9. 제7항에서,
    상기 중화제 수용부는 패드, 포켓, 에어로졸, 및 벌브를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 형태를 포함하는 전지 모듈.
  10. 제1항에서,
    상기 중화제 수용부에 형성되는 중화제 분사부를 더 포함하는 전지 모듈.
  11. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지 팩.
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