JP2023112010A - 消火ユニットを含むバッテリーパック、それを含むバッテリーラック、及び電力貯蔵システム - Google Patents
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Abstract
【課題】2次発火または爆発の危険性を低減させたバッテリーパックを提供する。【解決手段】本発明によるバッテリーパックは、少なくとも一つのバッテリーモジュールと、第1火災感知センサ、内部に消火剤が貯蔵された第1消火タンク、第1消火タンクからバッテリーモジュールに消火剤を供給するように第1消火タンクとバッテリーモジュールとを連結するように構成された第1配管、及び第1消火タンクからバッテリーモジュールに消火剤が供給されるように開放される第1弁を備えた第1消火ユニットと、第2火災感知センサ、一端が第1配管に連結された第2配管、第2配管を通って第1配管に消火剤が供給されるように第2配管の他端に連結された消火剤供給部、及びバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、消火剤供給部から消火剤を第2配管を通って第1配管に供給するように開放される第2弁を備えた第2消火ユニットと、を含む。【選択図】図1
Description
本発明は、消火ユニットを含むバッテリーパック、それを含むバッテリーラック、及び電力貯蔵システムに関し、より詳しくは、2次発火または爆発の危険性を低減させたバッテリーパックに関する。
本出願は、2020年1月30日付け出願の韓国特許出願第10-2020-0011324号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主に、リチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質が塗布された正極板と負極活物質が塗布された負極板とがセパレータを介在して配置された電極組立体、及び電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、例えば電池パウチ外装材を備える。
近年、携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、自動車や電力貯蔵装置のような中大型装置にも二次電池が広く適用されている。中大型装置に適用される場合、容量及び出力を高めるため、多数の二次電池が電気的に接続される。特に、このような中大型装置には、積層し易いという長所からパウチ型二次電池が多く用いられている。
一方、近年、エネルギー貯蔵源としての活用を始めとして大容量構造に対する必要性が高くなるとともに、電気的に直列及び/または並列で接続された多数の二次電池、及びこのような二次電池を内部に収容したバッテリーモジュール及びバッテリー管理システム(BMS:Battery Management System)を備えたバッテリーパックに対する需要が増加している。
このようなバッテリーパックは、一般に、複数の二次電池を外部衝撃から保護するか又は収納保管するため、金属材質の外部ハウジングを備える。一方、近年、高容量のバッテリーパックに対する需要が伸びている。
しかし、従来のバッテリーパックまたはバッテリーラックは、複数のバッテリーモジュールを備え、複数のバッテリーモジュールのうちいずれかの二次電池で熱暴走が発生して発火または爆発すると、隣接した二次電池へと熱または火炎が伝達されて2次爆発などが起きるおそれがあるため、2次発火または爆発を防止するための努力が重ねられている。
そこで、バッテリーパックまたはバッテリーラックにおいて、一部の二次電池で熱暴走が発生する場合、即刻措置できるように迅速かつ完全な消火技術が必要である。また、バッテリーモジュールの火災時に、火災鎮圧のための消火実施を制御するバッテリー管理システムが作動しないか又は誤作動する場合に備えて、消火可能な代替方案が必要である。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、2次発火または爆発の危険性を低減させたバッテリーパックを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーパックは、
少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第1火災感知センサ、内部に消火剤が貯蔵された第1消火タンク、第1消火タンクから少なくとも一つのバッテリーモジュールに消火剤を供給するように、第1消火タンクと少なくとも一つのバッテリーモジュールとを連結する第1配管、及び第1配管に備えられ、少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、第1消火タンクから少なくとも一つのバッテリーモジュールに消火剤が供給されるように開放される第1弁を備えた第1消火ユニットと、
少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第2火災感知センサ、一端が第1配管に連結された第2配管、第2配管を通って第1配管に消火剤が供給されるように、第2配管の他端に連結された消火剤供給部、及び少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、消火剤供給部から消火剤を第2配管を通って第1配管に供給するように開放される第2弁を備えた第2消火ユニットと、を含む。
少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第1火災感知センサ、内部に消火剤が貯蔵された第1消火タンク、第1消火タンクから少なくとも一つのバッテリーモジュールに消火剤を供給するように、第1消火タンクと少なくとも一つのバッテリーモジュールとを連結する第1配管、及び第1配管に備えられ、少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、第1消火タンクから少なくとも一つのバッテリーモジュールに消火剤が供給されるように開放される第1弁を備えた第1消火ユニットと、
少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第2火災感知センサ、一端が第1配管に連結された第2配管、第2配管を通って第1配管に消火剤が供給されるように、第2配管の他端に連結された消火剤供給部、及び少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、消火剤供給部から消火剤を第2配管を通って第1配管に供給するように開放される第2弁を備えた第2消火ユニットと、を含む。
また、消火剤供給部は、内部に消火剤が貯蔵された第2消火タンク、及び/または、外部から水が供給可能であって第2配管に連結された消火栓を備え得る。
さらに、第1消火ユニットは、第1火災感知センサから伝達された信号に応じて第1弁の開閉を制御するように構成された第1制御部をさらに備え、
第2消火ユニットは、第2火災感知センサから伝達された信号に応じて第2弁の開閉を制御するように構成された第2制御部をさらに備え、
第1制御部は、第1火災感知センサから火災信号が伝達された場合、火災信号を第2制御部に伝送し、
第2制御部は、第1制御部から火災信号を受信した後、所定時間が経過しても、第2火災感知センサでバッテリーモジュールが所定温度以上を維持することが感知される場合、第2弁を開放するように構成され得る。
第2消火ユニットは、第2火災感知センサから伝達された信号に応じて第2弁の開閉を制御するように構成された第2制御部をさらに備え、
第1制御部は、第1火災感知センサから火災信号が伝達された場合、火災信号を第2制御部に伝送し、
第2制御部は、第1制御部から火災信号を受信した後、所定時間が経過しても、第2火災感知センサでバッテリーモジュールが所定温度以上を維持することが感知される場合、第2弁を開放するように構成され得る。
そして、第1配管は、
第1消火タンクの消火剤が吐出される吐出口に連結された共通配管と、
バッテリーモジュールが少なくとも二つ備えられる場合、共通配管から少なくとも二つのバッテリーモジュールにそれぞれ連結されるように分配された構造の分配配管と、を備え、
第1弁は、共通配管を開閉するように共通配管の一部分に位置し、
第1弁は、第1制御部によって開閉が制御されるアクティブ弁であり得る。
第1消火タンクの消火剤が吐出される吐出口に連結された共通配管と、
バッテリーモジュールが少なくとも二つ備えられる場合、共通配管から少なくとも二つのバッテリーモジュールにそれぞれ連結されるように分配された構造の分配配管と、を備え、
第1弁は、共通配管を開閉するように共通配管の一部分に位置し、
第1弁は、第1制御部によって開閉が制御されるアクティブ弁であり得る。
さらに、第1消火ユニットは、分配配管を開閉するように分配配管の一部分に位置した分配弁をさらに備え、
分配弁は、バッテリーモジュールの温度が所定温度以上に上昇する場合、一部の内部構成が変形して出口が開放されるように構成されたパッシブ弁であり得る。
分配弁は、バッテリーモジュールの温度が所定温度以上に上昇する場合、一部の内部構成が変形して出口が開放されるように構成されたパッシブ弁であり得る。
また、分配弁は、
出口を密閉するように構成され、バッテリーモジュールの所定温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部分が破損されることで出口を開放するように構成されたガラスバルブ(glass bulb)と、
出口から排出される消火剤を分散させるように構成された分散部と、を備え得る。
出口を密閉するように構成され、バッテリーモジュールの所定温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部分が破損されることで出口を開放するように構成されたガラスバルブ(glass bulb)と、
出口から排出される消火剤を分散させるように構成された分散部と、を備え得る。
そして、バッテリーモジュールは、複数の二次電池を備える少なくとも一つのセルアセンブリ、及び少なくとも一つのセルアセンブリを収容可能な内部空間を有するモジュールハウジングを備え、
モジュールハウジングの内部には、セルアセンブリで発生したガスが外部に排出されるように構成されたガス通路が備えられ、
分配弁のガラスバルブがガス通路の一部分に位置し得る。
モジュールハウジングの内部には、セルアセンブリで発生したガスが外部に排出されるように構成されたガス通路が備えられ、
分配弁のガラスバルブがガス通路の一部分に位置し得る。
さらに、分配弁は、セルアセンブリで発生したガスがガラスバルブと接触するように誘導するガスガイドをさらに備え得る。
また、上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様によるバッテリーラックは、上述したバッテリーパック、及び該バッテリーパックを収容するラックケースを含む。
さらに、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の一態様による電力貯蔵システムは、上述したバッテリーラックを少なくとも二つ含む。
本発明の一態様によれば、本発明のバッテリーパックは、第1消火ユニットと別途に第2消火ユニットをさらに含むことで、第1消火ユニットの不良又は誤作動のため第1消火ユニットによるバッテリーモジュールの消火が行われない場合にも、別途の第2消火ユニットを使用して追加的な消火を行うことができる。これにより、本発明のバッテリーモジュールは、二重で消火を行うことで安全性を極大化させることができる。
また、本発明の一態様によれば、本発明の第1消火ユニットは、第1火災感知センサから伝達された信号に応じて第1弁の開閉を制御するように構成された第1制御部をさらに備え、第2消火ユニットは、第2火災感知センサから伝達された信号に応じて第2弁の開閉を制御するように構成された第2制御部をさらに備えることで、バッテリーモジュールに火災や熱暴走が発生したとき、第1制御部の誤作動または故障によって第1弁を開閉できなくても、第2制御部が第2弁を開放できるため、安定的な消火を行うことができる。
さらに、本発明の一態様によれば、本発明の分配弁が、出口を密閉するように構成され、バッテリーモジュールの所定温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部分が破損されることで出口を開放するように構成されたガラスバルブ、及び出口から排出される消火剤を分散させるように構成された分散部を備えることで、熱暴走や火災が発生したバッテリーモジュールの高温の内部温度に応じて速い応答速度で分配弁を開放させることができる。さらに、分散部が供給された消火剤を均一に噴射させることで、消火能力を効果的に高めることができる。
さらに、本発明の一態様によれば、分配弁の分散部がトップ部から分散部が位置した方向に延び、左右上下のうち少なくとも二つ以上の方向に広がった構造を有するガスガイドを備えることで、ガラスバルブの両側に流れる高温のガスが通り過ぎずにガラスバルブが位置した方向へと流れるように誘導することができる。これにより、分配弁の作動の信頼性を高めることができ、分配弁の作動時間を効果的に減らすことができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
図1は本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した前方斜視図であり、図2は本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した後方斜視図であり、図3は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成であるバッテリーモジュールを概略的に示した後方斜視図であり、図4は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの構成であるセルアセンブリを概略的に示した斜視図であり、図5は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの構成を概略的に示した概念図である。また、図1においては、+X軸方向が後方、-X軸方向が前方、+Y軸方向が左方、-Y軸方向が右方、+Z軸方向が上方、-Z軸方向が下方を意味する。
図1~図5を参照すると、本発明のバッテリーパック400は、少なくとも一つのバッテリーモジュール200、第1消火ユニット301、及び第2消火ユニット302を含む。
まず、バッテリーモジュール200は、複数備えられる場合、一方向に配列され得る。このとき、バッテリーモジュール200は、少なくとも一つのセルアセンブリ(図4の100)を備え得る。セルアセンブリ100は、一方向に配列された複数の二次電池110を有し得る。
また、二次電池110は、パウチ型二次電池110であり得る。例えば、図4に示されたように、図1のF方向(正面)から眺めた場合、セルアセンブリ100は複数のパウチ型二次電池110が前後方向に並んで積層された形態で構成され得る。例えば、図4に示されたように、一つのセルアセンブリ100には21個のパウチ型二次電池110が備えられ得る。
一方、本明細書では、特に言及しない限り、上、下、前、後、左、右の方向に対してF方向から眺めたときを基準とする。
特に、このようなパウチ型二次電池110は、電極組立体(図示せず)、電解液(図示せず)及びパウチ116を備え得る。
さらに、正極リード111と負極リード112とは、二次電池110の中心を基準にして互いに反対方向の左右端部に形成され得る。すなわち、正極リード111は、二次電池110の中心を基準にして一端部(右端部)に備えられ得る。また、負極リード112は、二次電池110の中心を基準にして他端部(左端部)に備えられ得る。
しかし、本発明によるバッテリーモジュール200には、上述したパウチ型二次電池110のみに限定されず、本願発明の出願時点で公知の多様な二次電池110が採用され得る。
そして、バッテリーモジュール200は、外部空気を内部に注入するための冷却ファン370を備え得る。
一方、図3をさらに参照すると、バッテリーモジュール200は、バスバーアセンブリ270をさらに含み得る。具体的には、バスバーアセンブリ270は、複数の二次電池110を電気的に相互に接続するように構成された少なくとも一つのバスバー272、及び少なくとも一つのバスバー272を外側に取り付けるように構成された少なくとも二つのバスバーフレーム276を備え得る。少なくとも二つのバスバーフレーム276は、セルアセンブリ100の左右両側にそれぞれ備えられ得る。
一方、モジュールハウジング210には、セルアセンブリ100を内部に収納するように内部空間が形成され得る。具体的には、図1のF方向から眺めたとき、モジュールハウジング210は、上部カバー220、ベースプレート240、前方カバー260、及び後方カバー250を含み得る。
具体的には、ベースプレート240は、少なくとも二つのセルアセンブリ100を上部に載置するように、少なくとも二つのセルアセンブリ100の下面の大きさよりも大きい面積を有し得る。ベースプレート240は、水平方向に延びたプレート状であり得る。
また、上部カバー220は、上壁224、及び上壁224から下方に延びた側壁226を備え得る。上壁224は、セルアセンブリ100の上部を覆うように水平方向に延びたプレート状であり得る。側壁226は、セルアセンブリ100の左右方向の両側部を覆うように、上壁224の左右方向の両端部から下方に延びたプレート状であり得る。
そして、側壁226は、ベースプレート240の一部と結合され得る。例えば、図3に示されたように、上部カバー220は、前後左右側に延びたプレート状の上壁224を備え得る。上部カバー220は、上壁224の左右方向の両端部からそれぞれ下方に延びた二つの側壁226を備え得る。さらに、二つの側壁226のそれぞれの下端部は、ベースプレート240の左右方向の両端部と結合されるように構成され得る。このとき、結合方式は、雌雄結合方式または溶接結合方式であり得る。
さらに、前方カバー260は、複数の二次電池110の前方を覆うように構成され得る。例えば、前方カバー260は、複数の二次電池110の前面よりも大きいプレートであり得る。プレートは、上下方向に立てられた形態であり得る。
また、後方カバー250は、セルアセンブリ100の後方を覆うように構成され得る。例えば、後方カバー250は、複数の二次電池110の後面よりも大きいプレート状であり得る。
そして、モジュールハウジング210には、モジュールハウジング210の内部に位置し、セルアセンブリ100で発生したガスが外部に排出されるように構成されたガス通路211が備えられ得る。すなわち、モジュールハウジング210は、セルアセンブリ100で発生したガスが流通可能なガス通路211を備え得る。ここで、ガス通路211は、外部と連通するように前後方向に長く延びた空間であり得る。ガス通路211は、セルアセンブリ100の左右方向の一側または両側に備えられ得る。
さらに、ガス通路211は、セルアセンブリ100の上部または下部とモジュールハウジング210との間の空間であり得る。すなわち、バッテリーモジュール200の内部に収納されたセルアセンブリ100で発生したガスは、セルアセンブリ100の上部または下部に位置したガス通路211を通ってセルアセンブリ100の左右方向の両側に移動し、さらに、ガス通路211の終端に形成され、バッテリーモジュール200の外部と連通するように穿孔された複数のガス排出口212を通って排出され得る。
また、少なくとも二つのバッテリーモジュール200それぞれの後方に位置した後方カバー250には、消火剤が投入されるように構成された投入口264が備えられ得る。投入口264は、ガス通路211と連通するように位置し得る。すなわち、投入口264は、セルアセンブリ100を中心に左右方向の両側に位置したガス通路211と連通するように構成され得る。
図1~図3とともに図5をさらに参照すると、第1消火ユニット301は、第1火災感知センサ311、第1消火タンク321、第1配管330、及び第1弁343を備え得る。
また、第1火災感知センサ311は、少なくとも一つのバッテリーモジュール200の温度が所定温度以上になるか又は少なくとも一つのバッテリーモジュール200から煙が発生するとき、それを感知するように構成され得る。
具体的には、第1火災感知センサ311は、温度感知センサ、及び煙感知センサ(図示せず)を備え得る。温度感知センサは、線形温度感知センサ360であり得る。
例えば、線形温度感知センサ360は、二本の電線に被覆された熱感知物質の温度が基準温度以上になったとき、溶融して二本の電線の短絡を起こすことで、火災または過熱信号を発するように構成され得る。例えば、熱感知物質は70℃~100℃で溶融する熱可塑性樹脂であり得る。例えば、熱可塑性樹脂は、ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂であり得る。また、線形温度感知センサ360は、熱感知物質を囲むように構成された絶縁性被覆剤をさらに備え得る。被覆剤はポリ塩化ビニルを含み得る。
また、線形温度感知センサ360は、一方向に配列された少なくとも二つのバッテリーモジュール200に沿って線形で延長された構造を有し得る。例えば、図2に示されたように、バッテリーパック400は、上下方向に配列された8個のバッテリーモジュール200を備え得る。線形温度感知センサ360は、一端が第1制御部351に連結され、上下方向に配列された8個のバッテリーモジュール200に沿って延長されて、他端が縦端部の低抗体365に連結されるように構成され得る。このとき、線形温度感知センサ360の位置を部分的に固定するため、ブラケット(図示せず)及び固定バックル(図示せず)を使用してもよい。
したがって、本発明のこのような構成によれば、第1火災感知センサ311が少なくとも二つのバッテリーモジュール200に沿って線形温度感知センサ360を備えることで、バッテリーパック400の製造コストを削減することができる。
すなわち、従来、複数の温度センサを適用する場合、複数の温度センサ及び複数の温度センサを連結するための別途の信号ワイヤを必要としたため、資材費が上昇し且つ設置時間が伸びて、製造コストを上昇させる要因になった。一方、本発明のバッテリーパック400は、たった一つの線形温度感知センサ360を用いて複数のバッテリーモジュール200の温度を感知でき、別途の信号ワイヤを必要とせず、軽くて柔軟であり、設置が容易であるため、バッテリーパック400の製造コストを大幅に削減することができる。
さらに、線形温度感知センサ360は、より正確な温度センシングのため、一つのバッテリーモジュール200にも多重ポイントを容易に設定できる。これにより、本発明は、バッテリーモジュール200の火災発生感知に対する失敗率を大幅に低減させることができる。
そして、煙感知センサは、上下方向に積層された少なくとも二つのバッテリーモジュール200の最上部に位置し得る。すなわち、バッテリーモジュール200に火災が発生する場合、発生したガスは上方に移動するため、少なくとも二つのバッテリーモジュール200の最上部に位置することが望ましい。
また、煙感知センサは、煙を感知する場合、第1消火ユニット301の第1制御部351に信号を伝送するように構成され得る。ここで、煙感知センサには、一般に公知の技術を適用可能である。
また、第1消火タンク321は、内部に消火剤(図示せず)が収容され得る。例えば、消火剤は、炭酸カリウムのような無機塩の濃厚溶液、化学泡、空気泡、二酸化炭素、または水であり得る。また、第1消火タンク321は、消火剤を適切な圧力で噴射または第1配管330に沿って移動させるため、圧縮ガスを内部に備え得る。
例えば、第1消火タンク321の容量は59Lであり得、圧縮ガスは8barの窒素であり得、消火剤は40Lの水であり得る。ここで、消火剤として水を使用すると、バッテリーモジュール200の内部に噴霧したとき、消火冷却効果とともに熱遮断作用があるため、特に、熱暴走による高温のガス及び火炎が発生した場合に熱伝播(thermal propagation)を防止するのに効果的である。これにより、複数のバッテリーモジュール200同士で火災や熱暴走が伝播することを効果的に防止することができる。
また、第1配管330は、第1消火タンク321から少なくとも二つのバッテリーモジュール200にそれぞれ消火剤を供給するように連結され得る。例えば、第1配管330は、水によって腐食されない素材を含み得る。例えば、第1配管330は、ステンレス鋼を含み得る。第1配管330は、一端が第1消火タンク321の吐出口321aに連結されるように構成され得る。第1配管330の他端は、少なくとも二つのバッテリーモジュール200それぞれの内部まで延びた形態を有し得る。
例えば、第1配管330は、第1消火タンク321の消火剤が吐出される吐出口321aに連結された共通配管333、及び共通配管333から少なくとも二つのバッテリーモジュール200それぞれに連結されるように分配された構造の分配配管336を備え得る。例えば、図2に示されたように、第1配管330は、第1消火タンク321の吐出口321aに連結された一つの共通配管333、及び共通配管333から分岐した8個の分配配管336を備え得る。そして、8個の分配配管336は、8個のバッテリーモジュール200に連結されるように構成され得る。
さらに、第1弁343は、バッテリーモジュール200の内部ガス(空気)が所定温度以上に上昇する場合、第1消火タンク321から消火剤がバッテリーモジュール200の内部に供給されるように構成され得る。すなわち、第1弁343は、所定温度以上のバッテリーモジュール200の内部へと消火剤が注入されるように、出口が開放されるように構成されたパッシブ弁(図示せず)を備え得る。例えば、パッシブ弁は、バッテリーモジュール200の内部温度が所定温度以上である場合、一部構成が変形して出口が開放されるように構成され得る。さらに、パッシブ弁は、温度が上昇した内部ガスの熱によって一部の内部構成が変形して出口が開放されるように構成され得る。ここで、「所定温度」は、例えば、100℃以上であり得る。
一方、第2消火ユニット302は、第2火災感知センサ313、消火剤供給部325、及び第2弁348を備え得る。
まず、第2火災感知センサ313は、少なくとも一つのバッテリーモジュール200の温度が所定温度以上になるか又は少なくとも一つのバッテリーモジュール200で煙が発生するとき、それを感知するように構成され得る。
具体的には、第2火災感知センサ313は、温度感知センサ、及び煙感知センサを備え得る。温度感知センサは、線形温度感知センサ360であり得る。線形温度感知センサ360は、第1消火ユニット301の線形温度感知センサ360と同じ構成であり得る。線形温度感知センサ360は、バッテリーモジュール200に接触するように備えられ得る。その他、線形温度感知センサ360は、第1消火ユニット301の線形温度センサと同じ構成であるため、詳しい説明は省略する。
そして、煙感知センサは、少なくとも二つのバッテリーモジュール200から排出された煙を感知するように構成され得る。その他、煙感知センサは、第1消火ユニット301の煙感知センサと同じ構成であり得る。
また、消火剤供給部325は、第2配管338を通って第1配管330に消火剤が供給されるように構成され得る。消火剤供給部325は、第2配管338の他端に連結され得る。
図6は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成である第2消火タンクを概略的に示した斜視図である。
図5とともに図6を参照すると、第2配管338は、一端が第1配管330に連結されるように構成され得る。例えば、第2配管338は、水によって腐食されない素材を含み得る。例えば、第2配管338は、ステンレス鋼を含み得る。第2配管338は、一端が第2消火タンク325aの入口325a1に連結されるように構成され得る。第2配管338の他端は、少なくとも二つのバッテリーモジュール200それぞれの内部まで延びた第1配管330に連結され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のバッテリーパック400は、第1消火ユニット301と別途に第2消火ユニット302をさらに含むことで、第1消火ユニット301の不良又は誤作動のため第1消火ユニット301によるバッテリーモジュール200の消火が行われない場合にも、別途の第2消火ユニット302を使用して追加的な消火を行うことができる。これにより、本発明のバッテリーモジュール200は、二重で消火を行うことで安全性を極大化させることができる。
一方、図5とともに図6をさらに参照すると、消火剤供給部325は、第2消火タンク325aを備え得る。具体的には、第2消火タンク325aは、内部に消火剤(図示せず)が収容され得る。例えば、消火剤は、炭酸カリウムのような無機塩の濃厚溶液、化学泡、空気泡、二酸化炭素、または水であり得る。また、第2消火タンク325aは、消火剤を適切な圧力で噴射し得る。
例えば、第2消火タンク325aの容量は、1000リットルであり得る。第2消火タンク325aは、バッテリーモジュール200よりも高く配置され得る。すなわち、第2消火タンク325aは、位置エネルギーを用いて内部に貯蔵された消火剤をバッテリーモジュール200に送り得る。消火剤は水であり得る。ここで、消火剤として水を使用すると、バッテリーモジュール200の内部に噴霧したとき、消火冷却効果とともに熱遮断作用があるため、特に、熱暴走による高温のガス及び火炎が発生した場合に熱伝播を防止するのに効果的である。これにより、複数のバッテリーモジュール200同士で火災や熱暴走が伝播することを効果的に防止することができる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、消火剤供給部325が内部に消火剤が貯蔵された第2消火タンク325aを備えることで、第1消火タンク321よりも高容量の消火剤をバッテリーモジュール200に供給でき、消火剤の不足によって火災が鎮圧されないことを防止することができる。
図7は、本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成である消火栓を概略的に示した正面図である。
図5とともに図7を参照すると、本発明の他の一実施形態による消火剤供給部325は、外部から水道水を供給するように構成された消火栓325bを備え得る。消火栓325bの出口は、第2配管338の他端に連結されるように構成され得る。
図6の実施形態と同様に、本発明の他の一実施形態による消火剤供給部325は、消火タンクの代りに消火栓325bを備えることで、第2消火タンクと比較して維持費が少なくて経済的である。
一方、図1~図5をさらに参照すると、第1消火ユニット301は第1制御部351を備え得る。第1制御部351は、第1火災感知センサ311から伝達された信号に応じて第1弁343の開閉を制御するように構成され得る。
具体的には、第1制御部351は、第1火災感知センサ311で所定温度以上の温度が感知される場合、第1弁343を開放するように構成され得る。例えば、第1制御部351は、第1弁343を制御する信号を送信するように構成され得る。例えば、第1火災感知センサ311は、第1制御部351と電気信号を送受信可能なワイヤを介して第1制御部351に連結され得る。
一方、図1~図5をさらに参照すると、第2消火ユニット302は、第2制御部355を備え得る。第2制御部355は、第2火災感知センサ313から伝達された信号に応じて第2弁348の開閉を制御するように構成され得る。
具体的には、第2制御部355は、第2火災感知センサ313で所定温度以上の温度が感知される場合、第2弁348を開放するように構成され得る。例えば、第2制御部355は、第2弁348を制御する信号を送信するように構成され得る。例えば、第2火災感知センサ313は、第2制御部355と電気信号を送受信可能なワイヤを介して第2制御部355に連結され得る。
例えば、第1制御部351は、第1火災感知センサ311がバッテリーモジュール200で所定温度以上の温度を感知するか又は煙を感知して、第1火災感知センサ311から火災信号が伝達された場合、火災信号を第2制御部355に伝送するように構成され得る。
また、第2制御部355は、第1制御部351から火災信号を受信してから所定時間が経過しても、バッテリーモジュール200が所定温度以上を維持していると第2火災感知センサ313が感知する場合、第2弁348を開放するように構成され得る。例えば、所定時間は10分であり得る。また、所定温度は200℃以上であり得る。
さらに、第2制御部355は、ユーザが直接手動で第2弁348を開放できるように構成されたスイッチ355aを備え得る。すなわち、スイッチ355aがターンオンされると、第2制御部355は第2弁348を開放することで、火災が発生したバッテリーモジュール200に消火剤を供給し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、第1消火ユニット301は、第1火災感知センサ311から伝達された信号に応じて第1弁343の開閉を制御するように構成された第1制御部351をさらに備え、第2消火ユニット302は、第2火災感知センサ313から伝達された信号に応じて第2弁348の開閉を制御するように構成された第2制御部355をさらに備えることで、バッテリーモジュール200に火災や熱暴走が発生したとき、第1制御部351が誤作動または故障によって第1弁343を開閉できなくても、第2制御部355が第2弁348を開放できるため、信頼可能な消火を行うことができる。
一方、図1~図5をさらに参照すると、第1配管330は、共通配管333及び分配配管336を備え得る。
具体的には、共通配管333は、第1消火タンク321の消火剤が吐出される吐出口321aに連結され得る。また、分配配管336は、共通配管333から少なくとも二つのバッテリーモジュール200のそれぞれに連結されるように分配された構造を有し得る。例えば、図2に示されたように、第1配管330は、第1消火タンク321の吐出口321aに連結された一つの共通配管333、及び共通配管333から分岐した8個の分配配管336を備え得る。そして、8個の分配配管336は、8個のバッテリーモジュール200に連結されるように構成され得る。
具体的には、第1弁343は、共通配管333を開閉するように、共通配管333の一部分に位置し得る。例えば、図1に示されたように、第1弁343は、共通配管333と第1消火タンク321とを連結するように構成され得る。すなわち、第1弁343は、共通配管333の始端に設けられ得る。
また、第1弁343は、第1制御部351によって開閉が制御されるアクティブ弁であり得る。より具体的には、アクティブ弁は、例えば、制御弁、電動弁、ソレノイド弁、または空圧弁などであり得る。
さらに、アクティブ弁343は、第1消火タンク321から内部温度が所定温度以上に上昇したバッテリーモジュール200へと消火剤を供給するように構成され得る。アクティブ弁343は、バッテリーモジュール200の内部温度が所定温度以上にある場合、それを第1制御部351で感知し、第1制御部351によって能動的に開放されるように構成され得る。このとき、第1制御部351は、複数のバッテリーモジュール200のうち、最上部に位置したバッテリーモジュール200上に位置し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明のバッテリーパック400は、第1弁343を第1制御部351によって開閉が制御されるアクティブ弁で構成することで、バッテリーパック400に火災や熱暴走が発生したときに消火可能な無人システムを構成することができる。これにより、より迅速な消火能力を保証し、メンテナンス費用を節減することができる。
図8は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの第1消火ユニットの一部構成を概略的に示した斜視図である。ここで、図8には、共通配管333、分配配管336、及び分配配管336の端部に備えられた分配弁310を示した。
図3とともに図8を参照すると、第1消火ユニット301は、分配配管336を開閉するように、分配配管336の一部分に位置した分配弁310をさらに備え得る。分配弁310は、内部構成であるガラスバルブ(glass bulb)312がモジュールハウジング210内部のガス通路211の一部分に位置し得る。例えば、図8に示されたように、分配弁310は、バッテリーモジュール200に向かって突出して配置され得る。分配弁310は、少なくとも一部分がバッテリーモジュール200の後方からモジュールハウジング210の内部に挿入され得る。例えば、図8に示されたように、分配弁310のガラスバルブ312及び分散部317は、ガス通路211の後端に位置するように投入口264から挿入され得る。
また、分配弁310は、パッシブ弁であり得る。例えば、パッシブ弁は、バッテリーモジュール200の内部温度が所定温度以上である場合、一部構成が変形して出口が開放されるように構成され得る。さらに、パッシブ弁は、温度が上昇した内部ガスの熱によって一部の内部構成が変形して出口が開放されるように構成され得る。ここで、「所定温度」は、例えば、100℃以上であり得る。
具体的には、分配弁310は、モジュールハウジング210の内部に挿入され得る。このとき、ガス通路211の後端に供給された消火剤は、ガス通路211の前方に移動し、一部はセルアセンブリ100を通過して移動するようになる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の分配弁310が、バッテリーモジュール200の温度が所定温度以上に上昇すると一部の内部構成が変形して出口が開放されるパッシブ弁で構成されることで、第1制御部351による別途の弁の制御がなくても、温度変化に応じてバッテリーモジュール200の熱暴走又は火災に対する迅速な消火能力を発揮することができる。すなわち、バッテリー管理システムが誤作動しても、BMSの制御なく、消火弁によって熱暴走や火災に対する安定的な消火が行われ、バッテリーパック400の安全性を効果的に高めることができる。
図9は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成である分配弁を概略的に示した斜視図である。
図3、図8とともに図9を参照すると、分配弁310は、普段は出口315aを密閉するように構成され、バッテリーモジュール200の所定温度以上の内部ガスに露出すると少なくとも一部分が破損されることで、出口315aを開放するように構成されたガラスバルブ312を備え得る。
また、ガラスバルブ312は、内部に所定の液体(図示せず)が貯蔵され得る。例えば、液体は、温度の上昇するほど体積が大きくなる性質を有し得る。ガラスバルブ312は、分配弁310の流体が流れる通路(出口)を密閉するように構成され得る。
また、ガラスバルブ312は、所定温度、例えば、70℃~100℃以上で所定の液体の体積膨張によって割れるように構成され得る。例えば、液体は水であり得る。すなわち、分配弁310は、バッテリーモジュール200の内部に位置する場合、バッテリーモジュール200の内部温度が所定温度以上に上昇すると、分配弁310の消火剤が流れる通路を塞いでいたガラスバルブ312の少なくとも一部が破損されることで、分配弁310の出口315aが開放されるように構成され得る。さらに、分配弁310は、出口315aから排出される消火剤をあらゆる方向に分散させるように構成された分散部317をさらに備え得る。分散部317は、出口315aから排出される消火剤を分散させるように構成され得る。
より具体的には、分配弁310は、トップ部315、及び連結部316を備え得る。
トップ部315は、弁の出口315aが形成され、出口315aがガラスバルブ312の一端部によって密閉されるように構成された管状であり得る。このとき、管状は、ガラスバルブ312が位置する方向に徐々に管径が狭くなる形態であり得る。
連結部316は、ガラスバルブ312を覆うようにトップ部315からガラスバルブ312の側部に延び、ガラスバルブ312の他端部を固定するようにトップ部315から両方のアーム316aが一方向に延びてから再度中央に集められる形態を有し得る。このとき、連結部316の両方のアームが集められた部分にガラスバルブ312の他端部が位置し得る。
さらに、分散部317は、分散突起317aを備え得る。分散突起317aは、出口315aから排出された消火剤が分散移動するように、分散部317の本体の端部から水平方向に一定間隔で複数で分けられて延びた形態を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の分配弁310が、出口315aを密閉するように構成され、バッテリーモジュール200の所定温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部分が破損されることで出口315aを開放するように構成されたガラスバルブ312、及び出口315aから排出される消火剤を分散させるように構成された分散部317を備えることで、熱暴走や火災が発生したバッテリーモジュール200の高温の内部温度に応じて速い応答速度で分配弁310を開放させることができる。さらに、分散部317が供給された消火剤を均一に噴射させることで、消火能力を効果的に高めることができる。
図10は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの内部構成を概略的に示した平面図である。
図2、図8とともに図10をさらに参照すると、分配弁310は、ガラスバルブ312がセルアセンブリ100とモジュールハウジング210の側壁226との間に形成されたガス通路211の一部分に位置するように構成され得る。
例えば、分配弁310が投入口264に挿入され、ガラスバルブ312がセルアセンブリ100で発生したガスに露出するようにガス通路211の一部分に位置し得る。
すなわち、投入口264は、ガス通路211と連通しているため、分配弁310のガラスバルブ312がセルアセンブリ100で発生したガスに露出するように投入口264に挿入され得る。
これにより、本発明のこのような構成によれば、分配弁310の少なくとも一部分が、ガラスバルブ312がセルアセンブリ100で発生したガスに露出するようにガス通路211の一部分に位置することで、セルアセンブリ100で熱暴走または火災が発生する場合、ガス通路211に沿って移動する高温の空気やガスから効果的に熱が伝達され、分配弁310のガラスバルブ312が速く壊れて迅速な消火を行うことができる。
一方、モジュールハウジング210は、内部にガイドブロック382を備え得る。ガイドブロック382は、セルアセンブリ100で発生したガスGがガラスバルブ312の露出部位に向かって流れるように誘導する傾斜面382aを有し得る。例えば、ガイドブロック382は、断面が三角形であり得る。例えば、図10に示されたように、ガス通路211の前方から後方に流れる高温のガスGが、ガイドブロック382の傾斜面382aに沿って流れながら分配弁310のガラスバルブ312が位置した方向に向かうように、ガスGの流れを誘導することができる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、バッテリーモジュール200が、セルアセンブリ100で発生したガスGがガラスバルブ312の露出部位に向かって流れるように誘導する傾斜面382aを有するガイドブロック382を備えることで、分配弁310のガラスバルブ312と発生した高温のガスGとの接触が連結部316によって妨害されることを効果的に低減させることができる。これにより、分配弁310が信頼性高く作動でき、作動時間を効果的に減らすことができる。
図11は、本発明の他の一実施形態によるバッテリーパックの一部構成である分配弁を概略的に示した平面図である。
図11を参照すると、本発明の他の一実施形態による分配弁310Aは、図9に示された分配弁310と比較して、ガスガイド318をさらに備え得る。
すなわち、図11に示された分配弁310Aは、ガスガイド318を除いた他の構成が図9に示された分配弁310と同一である。したがって、以下、上述したトップ部315、連結部316、及び分散部317についての具体的な説明は省略する。
また、ガスガイド318は、より多量の高温のガスGがガラスバルブ312と接触するように構成され得る。ガスガイド318は、トップ部315から分散部317が位置した方向に延びた形態を有し得る。ガスガイド318は、左右上下のうち少なくとも二つ以上の方向に広がった構造を有し得る。例えば、図11に示されたように、ガスガイド318は、トップ部315の左側及び右側のそれぞれから分散突起317aが位置した方向に延び得る。ガスガイド318は、トップ部315から左右上下に広がった構造を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、分配弁310Aの分散部317が、トップ部315から分散部317が位置した方向に延び、左右上下のうち少なくとも二つ以上の方向に広がった構造を有するガスガイド318を備えることで、ガラスバルブ312の両側に流れる高温のガスGが通り過ぎずにガラスバルブ312が位置した方向へと流れるように誘導することができる。これにより、分配弁310Aの作動の信頼性を高めることができ、分配弁310Aの作動時間を効果的に減らすことができる。
図12は、本発明の一実施形態による電力貯蔵システムを概略的に示した正面図である。
図1とともに図12を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーラック500は、少なくとも一つのバッテリーモジュール200、及びパックBMS350を備えたバッテリーパック400を含み得る。パックBMS350は、複数のバッテリーモジュール200のうち、最上部Tに位置したバッテリーモジュール200の上部に位置し得る。
また、バッテリーラック500は、ラックケース510の内部または外部にバッテリー管理システム(BMS)などの他の構成要素をさらに含み得る。
また、ラックケース510は、バッテリーパック400の複数のバッテリーモジュール200を上下方向に積層された形態で収容するように構成され得る。ラックケース510の内部では、バッテリーモジュール200の下部面が水平面に平行な形態で搭載され得る。
ここで、水平方向とは、バッテリーモジュール200を地面に置いたとき、地面に平行な方向を意味し、上下方向に垂直な平面上の少なくとも一方向であるとも言える。
さらに、ラックケース510は、少なくとも一側が開放可能な形態で構成され、開放された側面からバッテリーモジュール200が内部空間に収容され得る。ただし、ラックケース510は、このような開放された側面が閉鎖可能に構成されてもよい。
一方、本発明の一実施形態による電力貯蔵システム600は、バッテリーラック500を少なくとも二つ以上含み得る。二つ以上のバッテリーラック500は、一方向に配列されるように配置され得る。例えば、図12に示されたように、電力貯蔵システム600は、三つのバッテリーラック500が一方向に配列されるように構成され得る。また、電力貯蔵システム600は、三つのバッテリーラック500の充放電を制御可能な別途の中央制御部(図示せず)を備え得る。
なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
さらに、本発明では以下の例を含むことも好ましい。
[1]
少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第1火災感知センサ、内部に消火剤が貯蔵された第1消火タンク、前記第1消火タンクから前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに前記消火剤を供給するように、前記第1消火タンクと前記少なくとも一つのバッテリーモジュールとを連結する第1配管、及び前記第1配管に備えられ、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、前記第1消火タンクから前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに前記消火剤が供給されるように開放される第1弁を備えた第1消火ユニットと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第2火災感知センサ、一端が前記第1配管に連結された第2配管、前記第2配管を通って前記第1配管に消火剤が供給されるように、前記第2配管の他端に連結された消火剤供給部、及び前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、前記消火剤供給部から前記消火剤を前記第2配管を通って前記第1配管に供給するように開放される第2弁を備えた第2消火ユニットと、を含む、バッテリーパック。
[2]
前記消火剤供給部は、内部に消火剤が貯蔵された第2消火タンク、及び/または、外部から水が供給可能であって前記第2配管に連結された消火栓を備える、[1]に記載のバッテリーパック。
[3]
前記第1消火ユニットは、前記第1火災感知センサから伝達された信号に応じて前記第1弁の開閉を制御するように構成された第1制御部をさらに備え、
前記第2消火ユニットは、前記第2火災感知センサから伝達された信号に応じて前記第2弁の開閉を制御するように構成された第2制御部をさらに備え、
前記第1制御部は、前記第1火災感知センサから火災信号が伝達された場合、火災信号を前記第2制御部に伝送し、
前記第2制御部は、前記第1制御部から火災信号を受信した後、所定時間が経過しても、前記第2火災感知センサで前記バッテリーモジュールが所定温度以上を維持することが感知される場合、前記第2弁を開放するように構成される、[1]または[2]に記載のバッテリーパック。
[4]
前記第1配管は、
前記第1消火タンクの消火剤が吐出される吐出口に連結された共通配管と、
前記バッテリーモジュールが少なくとも二つ備えられる場合、前記共通配管から前記少なくとも二つのバッテリーモジュールにそれぞれ連結されるように分配された構造の分配配管と、を備え、
前記第1弁は、前記共通配管を開閉するように前記共通配管の一部分に位置し、
前記第1弁は、前記第1制御部によって開閉が制御されるアクティブ弁である、[3]に記載のバッテリーパック。
[5]
前記第1消火ユニットは、前記分配配管を開閉するように前記分配配管の一部分に位置した分配弁をさらに備え、
前記分配弁は、前記バッテリーモジュールの温度が所定温度以上に上昇する場合、一部の内部構成が変形して出口が開放されるように構成されたパッシブ弁である、[4]に記載のバッテリーパック。
[6]
前記分配弁は、
出口を密閉するように構成され、前記バッテリーモジュールの所定温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部分が破損されることで前記出口を開放するように構成されたガラスバルブと、
前記出口から排出される消火剤を分散させるように構成された分散部と、を備える、[5]に記載のバッテリーパック。
[7]
前記バッテリーモジュールは、複数の二次電池を備える少なくとも一つのセルアセンブリ、及び前記少なくとも一つのセルアセンブリを収容可能な内部空間を有するモジュールハウジングを備え、
前記モジュールハウジングの内部には、前記セルアセンブリで発生したガスが外部に排出されるように構成されたガス通路が備えられ、
前記分配弁のガラスバルブが前記ガス通路の一部分に位置する、[6]に記載のバッテリーパック。
[8]
前記分配弁は、前記セルアセンブリで発生したガスが前記ガラスバルブと接触するように誘導するガスガイドをさらに備える、[7]に記載のバッテリーパック。
[9]
[1]から[8]のうちいずれか1つに記載のバッテリーパック、及び前記バッテリーパックを収容するラックケースを含む、バッテリーラック。
[10]
[9]に記載のバッテリーラックを少なくとも二つ含む、電力貯蔵システム。
[1]
少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第1火災感知センサ、内部に消火剤が貯蔵された第1消火タンク、前記第1消火タンクから前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに前記消火剤を供給するように、前記第1消火タンクと前記少なくとも一つのバッテリーモジュールとを連結する第1配管、及び前記第1配管に備えられ、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、前記第1消火タンクから前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに前記消火剤が供給されるように開放される第1弁を備えた第1消火ユニットと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第2火災感知センサ、一端が前記第1配管に連結された第2配管、前記第2配管を通って前記第1配管に消火剤が供給されるように、前記第2配管の他端に連結された消火剤供給部、及び前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合、前記消火剤供給部から前記消火剤を前記第2配管を通って前記第1配管に供給するように開放される第2弁を備えた第2消火ユニットと、を含む、バッテリーパック。
[2]
前記消火剤供給部は、内部に消火剤が貯蔵された第2消火タンク、及び/または、外部から水が供給可能であって前記第2配管に連結された消火栓を備える、[1]に記載のバッテリーパック。
[3]
前記第1消火ユニットは、前記第1火災感知センサから伝達された信号に応じて前記第1弁の開閉を制御するように構成された第1制御部をさらに備え、
前記第2消火ユニットは、前記第2火災感知センサから伝達された信号に応じて前記第2弁の開閉を制御するように構成された第2制御部をさらに備え、
前記第1制御部は、前記第1火災感知センサから火災信号が伝達された場合、火災信号を前記第2制御部に伝送し、
前記第2制御部は、前記第1制御部から火災信号を受信した後、所定時間が経過しても、前記第2火災感知センサで前記バッテリーモジュールが所定温度以上を維持することが感知される場合、前記第2弁を開放するように構成される、[1]または[2]に記載のバッテリーパック。
[4]
前記第1配管は、
前記第1消火タンクの消火剤が吐出される吐出口に連結された共通配管と、
前記バッテリーモジュールが少なくとも二つ備えられる場合、前記共通配管から前記少なくとも二つのバッテリーモジュールにそれぞれ連結されるように分配された構造の分配配管と、を備え、
前記第1弁は、前記共通配管を開閉するように前記共通配管の一部分に位置し、
前記第1弁は、前記第1制御部によって開閉が制御されるアクティブ弁である、[3]に記載のバッテリーパック。
[5]
前記第1消火ユニットは、前記分配配管を開閉するように前記分配配管の一部分に位置した分配弁をさらに備え、
前記分配弁は、前記バッテリーモジュールの温度が所定温度以上に上昇する場合、一部の内部構成が変形して出口が開放されるように構成されたパッシブ弁である、[4]に記載のバッテリーパック。
[6]
前記分配弁は、
出口を密閉するように構成され、前記バッテリーモジュールの所定温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部分が破損されることで前記出口を開放するように構成されたガラスバルブと、
前記出口から排出される消火剤を分散させるように構成された分散部と、を備える、[5]に記載のバッテリーパック。
[7]
前記バッテリーモジュールは、複数の二次電池を備える少なくとも一つのセルアセンブリ、及び前記少なくとも一つのセルアセンブリを収容可能な内部空間を有するモジュールハウジングを備え、
前記モジュールハウジングの内部には、前記セルアセンブリで発生したガスが外部に排出されるように構成されたガス通路が備えられ、
前記分配弁のガラスバルブが前記ガス通路の一部分に位置する、[6]に記載のバッテリーパック。
[8]
前記分配弁は、前記セルアセンブリで発生したガスが前記ガラスバルブと接触するように誘導するガスガイドをさらに備える、[7]に記載のバッテリーパック。
[9]
[1]から[8]のうちいずれか1つに記載のバッテリーパック、及び前記バッテリーパックを収容するラックケースを含む、バッテリーラック。
[10]
[9]に記載のバッテリーラックを少なくとも二つ含む、電力貯蔵システム。
200:バッテリーモジュール
100:セルアセンブリ
110:二次電池
210:モジュールハウジング
211:ガス通路
212:ガス排出口
264:投入口
301:第1消火ユニット
302:第2消火ユニット
311:第1火災感知センサ
313:第2火災感知センサ
343:第1弁
348:第2弁
310:分配弁
321:第1消火タンク
321a:吐出口
325:消火剤供給部
325a:第2消火タンク
325b:消火栓
330:第1配管
333:共通配管
336:分配配管
338:第2配管
312:ガラスバルブ
317:分散部
315:トップ部
316:連結部
317:分散部
382:ガイドブロック
318:ガスガイド
351:第1制御部
355:第2制御部
400:バッテリーパック
500:バッテリーラック
510:ラックケース
600:電力貯蔵システム
100:セルアセンブリ
110:二次電池
210:モジュールハウジング
211:ガス通路
212:ガス排出口
264:投入口
301:第1消火ユニット
302:第2消火ユニット
311:第1火災感知センサ
313:第2火災感知センサ
343:第1弁
348:第2弁
310:分配弁
321:第1消火タンク
321a:吐出口
325:消火剤供給部
325a:第2消火タンク
325b:消火栓
330:第1配管
333:共通配管
336:分配配管
338:第2配管
312:ガラスバルブ
317:分散部
315:トップ部
316:連結部
317:分散部
382:ガイドブロック
318:ガスガイド
351:第1制御部
355:第2制御部
400:バッテリーパック
500:バッテリーラック
510:ラックケース
600:電力貯蔵システム
Claims (14)
- 少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合に、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに消火剤を供給するように構成された第1消火ユニットと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合に、消火剤を前記第1消火ユニットに供給するように構成された第2消火ユニットと、を含む、バッテリーパック。 - 前記第1消火ユニットは、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに前記消火剤を供給する第1配管を備え、
前記第2消火ユニットは、前記第1配管に連結されて前記第1配管に消火剤を供給する第2配管を備える、請求項1に記載のバッテリーパック。 - 前記第2消火ユニットは、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合に、前記消火剤を前記第2配管を通って前記第1配管に供給するように開放される第2弁を備える、請求項2に記載のバッテリーパック。
- 前記第1消火ユニットは、前記第1配管に備えられ、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合に、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに前記消火剤が供給されるように開放される第1弁を備える、請求項2に記載のバッテリーパック。
- 前記第1消火ユニットは、内部に消火剤が貯蔵された第1消火タンクであって、前記第1配管に連結されて前記第1配管に前記消火剤を供給する第1消火タンクを備え、
前記第2消火ユニットは、前記第2配管を通って前記第1配管に消火剤が供給されるように、前記第2配管に連結された消火剤供給部を備える、請求項2に記載のバッテリーパック。 - 前記第1消火ユニットは、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第1火災感知センサを備え、
前記第2消火ユニットは、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第2火災感知センサを備える、請求項1~5のいずれか一項に記載のバッテリーパック。 - 前記第1消火ユニットは、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第1火災感知センサ、及び、前記第1配管に備えられ、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合に、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールに前記消火剤が供給されるように開放される第1弁を備え、
前記第2消火ユニットは、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は煙が発生する場合に、前記消火剤を前記第2配管を通って前記第1配管に供給するように開放される第2弁、及び、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定温度以上になるか又は前記少なくとも一つのバッテリーモジュールから煙が発生するとき、それを感知するように構成された第2火災感知センサを備え、
前記第1消火ユニットは、前記第1火災感知センサから伝達された信号に応じて前記第1弁の開閉を制御するように構成された第1制御部をさらに備え、
前記第2消火ユニットは、前記第2火災感知センサから伝達された信号に応じて前記第2弁の開閉を制御するように構成された第2制御部をさらに備え、
前記第1制御部は、前記第1火災感知センサから火災信号が伝達された場合、火災信号を前記第2制御部に伝送し、
前記第2制御部は、前記第1制御部から火災信号を受信した後、所定時間が経過しても、前記第2火災感知センサで前記バッテリーモジュールが所定温度以上を維持することが感知される場合、前記第2弁を開放するように構成される、請求項2に記載のバッテリーパック。 - 前記第1消火ユニットは、内部に消火剤が貯蔵された第1消火タンクであって、前記第1配管に連結されて前記第1配管に前記消火剤を供給する第1消火タンクを備え、
前記第1配管は、
前記第1消火タンクの消火剤が吐出される吐出口に連結された共通配管と、
前記バッテリーモジュールが少なくとも二つ備えられる場合、前記共通配管から前記少なくとも二つのバッテリーモジュールにそれぞれ連結されるように分配された構造の分配配管と、を備え、
前記第1弁は、前記共通配管を開閉するように前記共通配管の一部分に位置し、
前記第1弁は、前記第1制御部によって開閉が制御されるアクティブ弁である、請求項7に記載のバッテリーパック。 - 前記第1消火ユニットは、前記分配配管を開閉するように前記分配配管の一部分に位置した分配弁をさらに備え、
前記分配弁は、前記バッテリーモジュールの温度が所定温度以上に上昇する場合、一部の内部構成が変形して出口が開放されるように構成されたパッシブ弁である、請求項8に記載のバッテリーパック。 - 前記分配弁は、
出口を密閉するように構成され、前記バッテリーモジュールの所定温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部分が破損されることで前記出口を開放するように構成されたガラスバルブと、
前記出口から排出される消火剤を分散させるように構成された分散部と、を備える、請求項9に記載のバッテリーパック。 - 前記バッテリーモジュールは、複数の二次電池を備える少なくとも一つのセルアセンブリ、及び前記少なくとも一つのセルアセンブリを収容可能な内部空間を有するモジュールハウジングを備え、
前記モジュールハウジングの内部には、前記セルアセンブリで発生したガスが外部に排出されるように構成されたガス通路が備えられ、
前記分配弁のガラスバルブが前記ガス通路の一部分に位置する、請求項10に記載のバッテリーパック。 - 前記分配弁は、前記セルアセンブリで発生したガスが前記ガラスバルブと接触するように誘導するガスガイドをさらに備える、請求項11に記載のバッテリーパック。
- 請求項1から5のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック、及び前記バッテリーパックを収容するラックケースを含む、バッテリーラック。
- 請求項13に記載のバッテリーラックを少なくとも二つ含む、電力貯蔵システム。
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