CN116250137A - 灭火器和包括该灭火器的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个实施方式的灭火器包括：多孔结构和外壳，所述多孔结构组装到所述外壳。

Description

灭火器和包括该灭火器的电池组
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年4月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0056422的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种灭火器和包括该灭火器的电池组，更具体地，涉及一种阻挡火焰的外部泄漏的灭火器和包括该灭火器的电池组。
背景技术
在现代社会中，由于诸如移动电话、笔记本计算机、便携式摄像机和数码相机之类的便携式设备已经被日常使用，所以与如上所述的移动设备相关的领域中的技术的发展已经被激活。另外，可充电/可放电二次电池被用作电动车辆(EV)，混合电动车辆(HEV)，插电式混合电动车辆(P-HEV)等的电源，以试图解决由使用化石燃料的现有汽油车辆引起的空气污染等。因此，对于二次电池的开发存在增长的需求。
目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池受到关注，因为它们具有例如与镍基二次电池相比几乎不表现出记忆效应并因此自由充电和放电、并且具有非常低的自放电率和高能量密度的优点。
这种锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳质材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括电极组件和电池壳体，在所述电极组件中，布置有各自涂覆正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，且隔膜插置在它们之间，所述电池壳体将所述电极组件与电解质溶液一起密封并容纳。
通常，锂二次电池可以基于外部材料的形状分类为罐型二次电池和袋型二次电池，在罐型二次电池中，电极组件构建为金属罐，在袋型二次电池中，电极组件构建为铝层压片的袋。
在用于小型装置的二次电池的情况下，布置有两个至三个电池电芯，但是在用于诸如汽车的中型或大型装置的二次电池的情况下，使用电连接有大量电池电芯的电池模块。在这种电池模块中，大量的电池电芯彼此串联或并联连接以形成电芯组件，从而提高了容量和输出。此外，一个或更多个电池模块可以与诸如BMS(电池管理系统)和冷却系统的各种控制和保护系统一起安装以形成电池组。
电池组包括通过组合多个电池模块而制成的结构，并且当一些电池模块变为过电压、过电流或过热状态时，电池组的安全性和工作效率可能产生问题。此外，为了提高配备有电池组的电动车辆等的里程，电池组的容量趋于逐渐增加，由此需要设计一种用于满足安全标准并且用于确保车辆和驾驶员的安全的结构，所述安全标准随着电池组内部能量的增加而增强。
特别地，当电池组中的电池模块着火时，存在高温气体和火焰泄漏到外部的风险，但是在传统电池组的情况下，不存在能够冷却高温气体和火焰以防止火焰的外部泄漏的结构。因此，需要提供一种结构用于阻挡由于电池组的电池模块着火而导致的高温气体和火焰的外部泄漏，从而确保电池组和配备有该电池组的电动车辆等的安全性。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种阻挡火焰的外部泄漏的灭火器以及包括该灭火器的电池组。
然而，本公开的实施方式所要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本发明的一个实施方式，提供了一种灭火器，包括多孔结构和外壳，所述多孔结构组装到所述外壳。
多孔结构可以包括通过在水平方向和垂直方向上联接多个管而形成。
多个管形成为相同的尺寸和形状，并且管可以具有内部为空的长方体形状。
根据本公开的另一个实施方式，提供了一种电池组，该电池组包括：多个电池模块；以及电池组框架，该电池组框架容纳所述多个电池模块，其中灭火器形成在所述电池组框架的侧表面部分上。
灭火器可以包括多孔结构。
多孔结构可以包括通过在水平方向和垂直方向上联接多个管而形成。
多个管形成为相同的尺寸和形状，并且管可以具有内部为空的长方体形状。
所述管可以由金属形成。
多孔结构与外壳组装在一起，并且所述外壳可以联接到形成在电池组框架的侧表面部分中的孔。
所述外壳可以由与所述管相同的材料形成。
所述电池组还包括第一分隔壁，所述第一分隔壁形成为与所述多个电池模块相邻，其中，所述第一分隔壁可以形成为与所述电池组框架的形成有所述灭火器的侧表面部分平行。
电池组可进一步包括形成在多个电池模块之间的第二分隔壁。
所述电池组还包括第三分隔壁，所述第三分隔壁形成为与所述第二分隔壁相邻，其中，所述第三分隔壁可以形成在所述第二分隔壁的两个端部处。
根据本公开的又一实施方式，提供了一种包括上述电池组的装置。
有益效果
根据本公开的实施方式的电池组可通过新型灭火器结构在电池组着火时阻挡火焰的外部泄漏。此外，电池组的安全性可以通过阻挡火焰的外部泄漏而提高。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上文未描述的其它附加效果。
附图说明
图1是根据本公开的实施方式的电池组的截面图；
图2是示出包括在图1的电池组中的电池模块的立体图；
图3是示出包括在图2的电池模块中的电池电芯的立体图；
图4是根据本公开的电池组的侧表面部分的放大图；
图5是示出形成在本公开的电池组中的灭火器的立体图；以及
图6是形成在本公开的电池组中的灭火器的分解立体图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实施它们。本公开可以以各种不同的方式进行修改，并且不限于在此阐述的实施方式。
为了清楚地描述本公开，将省略与描述无关的部分，并且在整个描述中，相同的附图标记表示相同的元件。
此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中示出的那些。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，放大了一些层和区域的厚度。
此外，应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”时，这意味着不存在其它中间元件。此外，词语“在……上”或“在……上方”意味着设置在参考部分之上或之下，并且不一定意味着朝向重力的相反方向设置在参考部分“之上”或“上方”。
此外，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”某一部件时，其意指该部分可进一步包括其它部件，而不排除其它部件，除非另有说明。
此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，它是指从上侧观察目标部分，并且当被称为“截面”时，它是指从垂直切割的截面的侧面观察目标部分。
这里提到的术语“第一”\“第二”等可用于解释各种部件，但这些部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个部件和另一个部件。
在下文中，将描述根据本公开的实施方式的电池组。然而，将主要描述电池组的一些部件，但是本公开不必限于此，并且可以基于整个电池组以相同或类似的内容来描述。
图1是根据本公开的实施方式的电池组的截面图。图2是示出包括在图1的电池组中的电池模块的立体图。图3是示出包括在图2的电池模块中的电池电芯的立体图。图4是根据本公开的电池组的侧表面部分的放大图。图5是示出形成在本公开的电池组中的灭火器的立体图。图6是形成在本公开的电池组中的灭火器的分解立体图。
参照图1和图2，根据本公开的实施方式的电池组100包括多个电池模块110和容纳多个电池模块110的电池组框架120，其中，灭火器200形成在电池组框架120的侧表面部分上。灭火器200可以不考虑位置而形成，只要是电池组框架120的侧表面部分即可，并且可以形成在电池组框架120的侧表面部分的中心。
此时，多个电池模块110可以包括多个电池电芯111。更具体地，多个电池电芯111可沿预定方向堆叠，然后安装在模块框架118上以构造电池模块110。此外，由于多个电池电芯111不受其类型的具体限制，因此可以使用袋型二次电池或棱柱形二次电池，但是袋型二次电池是优选的。
例如，参照图3，根据本实施方式的电池电芯111具有两个电极引线116和117彼此面对并且分别从电芯体113的一端114a和另一端114b突出的结构。更具体地，电极引线116和117连接到电极组件(未示出)，并从电极组件(未示出)突出到电池电芯111的外部。
此外，在电极组件(未示出)被容纳在电芯壳体中的状态下，可以通过接合电芯壳体的两个端部114a和114b以及连接它们的一个侧部114c来制造电池电芯111。换言之，根据本实施方式的电池电芯111总共具有三个密封部分114sa、114sb和114sc，其中密封部分114sa、114sb和114sc具有通过诸如热封的方法而密封的结构，并且剩余的另一侧部可以由联接部构成。电芯壳体114可以由包括树脂层和金属层的层压片构成。
此外，弯曲部115可以沿着电池电芯111的一个边缘延伸地长，并且电池电芯111的被称为蝙蝠耳的突出部111p可以形成在弯曲部115的端部。电池电芯111可以构造成多个，并且多个电池电芯111可以堆叠成彼此电连接。
此外，参照图4至图6，包括在根据本公开的实施方式的电池组100中的灭火器200可包括多孔结构210。此时，多孔结构210可以通过由处理方法形成多个管210a而制成，或者可以通过在水平和垂直方向上联接多个管210a而形成。此时，多孔结构可以包括通过堆叠多个管210a而形成。
另外，多个管210a的形状可分别形成为相同的尺寸和形状，其中多个管210a的形状不受限制，但可优选地具有内部为空的长方体形状。
多个管210a具有长方体形状，从而便于水平和垂直地连接和堆叠它们。然而，在能够顺利地执行本公开的灭火器200的功能的范围内，所述形式或形状可以是内部为空的圆柱体、多面体和多边形柱。
此外，除了通过堆叠联接之外，多个管210a还可以在涂覆粘合剂之后结合，或者还可以通过焊接联接。此外，除了上述联接之外，它们可以通过能够联接多个管210a的方法进行各种联接。通过上述方法联接的多个管210a可形成多孔结构210，其中多孔结构210可包括金属多孔结构。
此外，当电池组的内部着火时，根据本实施方式的灭火器冷却火焰，从而阻挡并防止火焰泄漏到外部，并允许气体排放到外部。在上述过程中，根据本实施方式的灭火器的多孔结构具有大的表面积，从而可以有效地进行冷却。
此外，灭火器200可以由具有高导热性并且能够耐受由电池组中的着火引起的高温火焰的材料形成。此外，从火焰产生的热能可以通过多孔结构210的高导热率和大表面积而快速传递到电池组框架120和电池组的外部。因此，多个管210a优选地由具有高导热性的金属材料形成，并且特别地，在本公开的实施方式中的多个管210a可以由铝(Al)或钢制成。此外，多个管210a可以由铝和钢制成。然而，多个管210a的材料不限于此。
如上所述通过堆叠多个管210a形成的多孔结构210可以与外壳300组装。此时，多孔结构210和外壳300可以形成为相同的尺寸，使得它们可以配合，并且此外，它们可以通过粘合剂或联接构件固定地联接。
参考图4，孔400可以形成在根据本公开的实施方式的电池组100的侧表面部分上。参照图4和图5，孔400可以形成为具有与外壳300相同的尺寸，并且外壳300联接到形成在电池组框架120的侧表面部分中的孔400，使得灭火器200可以形成在根据本实施方式的电池组上。此外，孔400可以形成为小于外壳300的尺寸，并且外壳300可以通过诸如螺钉的联接构件联接到电池组框架120的与孔400相邻的侧表面部分，从而形成灭火器200。
如上所述，根据本实施方式的灭火器200具有高导热性，由此当电池组内部着火时由火焰产生的热能被快速传递到电池组框架120和电池组外部。因此，外壳300可以由与多个管210a和多孔结构210相同的材料形成。因此，具有高导热率的灭火器200快速地传递从火焰产生的热能以冷却火焰，从而阻挡并防止火焰的外部泄漏。此外，根据本实施方式的灭火器200保持在低于火焰发生时的火焰温度的温度，从而实现通过灭火器200快速冷却火焰的热能的效果。
接下来，将描述根据本公开的实施方式的电池组的内部结构。
再来参见图1，根据本实施方式的电池组100可以包括第一分隔壁500，第一分隔壁500形成为与多个电池模块110相邻。第一分隔壁500形成为与电池模块110相邻，并且可以形成为与电池组框架120的形成有灭火器200的侧表面部分平行。此外，第一分隔壁500可以形成为比电池模块110的宽度长，该电池模块110的宽度平行于电池组框架120的形成有灭火器200的侧表面部分，但不限于此。火焰可以通过沿着第一分隔壁500移动并到达灭火器200而被冷却，并且可以以气体的形式排放到外部。
此外，电池组100可以包括形成在多个电池模块110之间的第二分隔壁600。第二分隔壁600形成在相邻的电池模块110之间，由此在一个电池模块110中产生的火焰可以被延迟并且阻止传播到另一个电池模块110，并且其可以起到在多个电池模块110之间进行分离的作用。
此外，本公开的电池组100还可包括形成为与第二分隔壁600相邻的第三分隔壁700。参照图1，第三分隔壁700可以形成在第二分隔壁600的两个端部。此外，第三分隔壁700形成在第二分隔壁600的两个端部，并且第三分隔壁700可以形成为多个以具有相对于第二分隔壁600的中心彼此对称的形状。此外，第三分隔壁700的形状可以是具有三角形截面的三角形柱，或具有直角三角形截面的三角形柱。具体地，它可以是具有直角三角形或直角等腰三角形截面的三角形柱，但不限于此。
然而，在图1中，仅示出了相对于电池组的截面沿第二分隔壁600的向上方向形成的第三分隔壁700，但是第三分隔壁700也可以沿第二分隔壁600的向下方向形成。此时，第三分隔壁700可以在电池组100着火时调节火焰的移动路径。此外，第三分隔壁700形成为上述形状，从而可以更有效地调节火焰的路径。
此外，根据本实施方式的电池组100还可以包括形成为与灭火器200相邻地形成的第四分隔壁800。第四分隔壁800可以与灭火器200相邻地形成以引导火焰的路径。具体地，第四分隔壁800可以是具有一个顶点朝向灭火器200设置的三角形截面的三角形柱，使得火焰可以通过灭火器200排放到外部，但不限于此。第四分隔壁800形成火焰沿着连接到一个顶点的两个表面移动的路径，因此这可以有效地将火焰引导到外部。
本公开的电池组100包括灭火器200以及第一分隔壁500、第二分隔壁600、第三分隔壁700和第四分隔壁800，由此在电池组100的内部着火时火焰的热能被快速传递到电池组框架120和电池组的外部，并且仅冷却的气体被排放到外部，由此阻挡并防止火焰的外部泄漏。具体地，当产生火焰时，第一分隔壁500、第二分隔壁600、第三分隔壁700和第四分隔壁800形成火焰的移动路径，使得火焰可被快速冷却，从而提高电池组的安全性。
电池组可应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆的车辆装置，但是本公开不限于此，并且可以应用于可以使用电池模块的各种装置，这也落入本公开的范围内。
尽管上面已经详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且在不脱离所附权利要求中描述的本发明的原理的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计出许多其它修改和实施方式。此外，这些修改不应从本发明的技术精神或技术精神的角度单独地理解。
[附图标记说明]
100：电池组
110：电池模块
111：电池电芯
118：模块框架
120：电池组框架
200：灭火器
210：多孔结构
210a：管
300：外壳
400：孔
500：第一分隔壁
600：第二分隔壁
700：第三分隔壁
800：第四分隔壁

Claims (14)

1.一种灭火器，该灭火器包括：
多孔结构；以及
外壳，所述多孔结构被组装到所述外壳。
2.根据权利要求1所述的灭火器，其中，
所述多孔结构通过在水平方向和垂直方向上联接多个管而形成。
3.根据权利要求2所述的灭火器，其中，
所述多个管被形成为相同的尺寸和形状，并且所述管具有内部为空的长方体形状。
4.一种电池组，该电池组包括：
多个电池模块；以及
电池组框架，所述电池组框架容纳所述多个电池模块；
其中，在所述电池组框架的侧表面部分上形成有灭火器。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，
所述灭火器包括多孔结构。
6.根据权利要求5所述的电池组，其中，
所述多孔结构通过在水平方向和垂直方向上联接多个管而形成。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，
所述多个管被形成为相同的尺寸和形状，并且所述管具有内部为空的长方体形状。
8.根据权利要求6所述的电池组，其中，
所述管由金属形成。
9.根据权利要求6所述的电池组，其中，
所述多孔结构与外壳组装，并且
所述外壳联接到形成在所述电池组框架的侧表面部分中的孔。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中，
所述外壳由与所述管相同的材料形成。
11.根据权利要求4所述的电池组，
该电池组还包括第一分隔壁，所述第一分隔壁形成为与所述多个电池模块相邻，
其中，所述第一分隔壁形成为与所述电池组框架的形成有所述灭火器的侧表面部分平行。
12.根据权利要求11所述的电池组，
该电池组还包括形成在所述多个电池模块之间的第二分隔壁。
13.根据权利要求12所述的电池组，
该电池组还包括第三分隔壁，所述第三分隔壁被形成为与所述第二分隔壁相邻，其中，所述第三分隔壁形成在所述第二分隔壁的两个端部处。
14.一种包括根据权利要求4所述的电池组的装置。
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