JP7233598B2 - 消火ユニットを含むバッテリーパック - Google Patents

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Description

本発明は、消火ユニットを含むバッテリーパックに関し、より詳しくは、二次発火または爆発の危険性を減らしたバッテリーパックに関する。
本出願は、２０１９年９月１９日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１１５４６３号に基づく優先権を主張し、該当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、商用化した二次電池としては、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があり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系二次電池に比べてメモリー効果がほとんど起こらず充放電が自由で、自己放電率が非常に低く、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用いる。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板が、セパレーターを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液とともに封止して収納する外装材、即ち、電池パウチ外装材を備える。
最近は、携帯型電子機器のような小型装置のみならず、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用いられている。このような中・大型装置に用いられる場合、容量及び出力を高めるために複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、積層が容易であり、重量が軽いなどの長所から、パウチ型二次電池がよく用いられる。
一方、最近、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する必要性が高くなるにつれ、電気的に直列及び／または並列接続した複数の二次電池、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）を備えたバッテリーパックに対する需要が増加しつつある。
なお、このようなバッテリーパックは、複数の二次電池を外部から保護するか、または収納保管するために、金属材質の外部ハウジングを備えることが通常であった。一方、最近、高容量のバッテリーパックの需要が高まりつつある。
しかし、従来技術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、各々のバッテリーモジュールの二次電池に熱暴走が発生して発火または爆発する場合、隣接する二次電池へ熱または火炎が移されて二次爆発などが起こる場合があり、二次発火または爆発を防止するための努力が加重されている。
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に熱暴走が発生する場合、直ちに措置が可能であり、迅速かつ完全な消火技術を開発することが求められる。また、バッテリー管理システムの非作動または誤作動時にも、火事に対して安定的に消火が行われることが必要である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、二次発火及び爆発の危険性を減らし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、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例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。
上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーパックは、
一方向へ配列された複数の二次電池を有するセルアセンブリーを備え、一方向へ配列された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールと、
内部に消火剤が収容された消火タンク、前記消火タンクから前記少なくとも一つ以上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連結された配管、及び前記バッテリーモジュールの内部ガスが所定の温度以上に上昇する場合、前記消火タンクから前記消火剤が前記バッテリーモジュールの内部に供給されるように前記温度が上昇した内部ガスによって一部の内部構成が変形されることで出口が開放される消火弁を備える消火ユニットと、を含む。
また、前記消火弁は、
前記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の温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部が破損す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、を備え得る。
さらに、前記バッテリーモジュールは、
前記セルアセンブリーを収容する内部空間を有するモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングの内部に位置し、前記セルアセンブリーから発生したガスが外部へ排出されるように構成されたガス通路と、を備え得る。
そして、前記消火弁は、前記ガラスバルブが前記ガス通路の一部に位置するように構成され得る。
さらに、前記バッテリーモジュールは、
前記モジュールハウジングの前端に搭載され、外部空気が前記モジュールハウジングの内部へ投入されるように構成されたブロワーと、
前記モジュールハウジングの後端に形成され、前記ガス通路と連結されたガス排出口と、を備え得る。
前記ガス通路は、
前記セルアセンブリーの左右方向の一側に位置し、前記ブロワーによって投入された外部空気が前記モジュールハウジングの後端へ移動するように構成された供給部と、
前記セルアセンブリーの左右方向の他側に位置し、前記ブロワーによって投入された外部空気が前記ガス排出口まで移動するように構成された排出部と、を備え得る。
そして、前記消火弁は、少なくとも一部が前記供給部または前記排出部の一部に位置し得る。
さらに、前記消火弁は、前記ガス通路の供給部の後端に位置し、少なくとも一部が前記バッテリーモジュールの後方から前記モジュールハウジングの内部へ挿入され得る。
また、前記消火弁は、前記ガス通路の供給部の中途に位置し、前記バッテリーモジュールの左右方向の一側から前記モジュールハウジングの内部へ挿入され得る。
さらに、前記バッテリーモジュールは、前記セルアセンブリーから発生したガスが前記ガラスバルブの露出部位と対向して流れるように誘導する傾斜面を有するガイドブロックを備え得る。
そして、前記バッテリーモジュールは、前記セルアセンブリーから発生したガスが前記ガラスバルブの露出部位に集められるように誘導するために、前記ガスが流れる方向へ管径が次第に減少する管部材を備え得る。
さらに、前記消火弁は、
前記出口を備え、前記出口が前記ガラスバルブによって密閉されるように構成されたトップ部と、
前記ガラスバルブを覆うように前記トップ部から延びて前記ガラスバルブを固定するように構成された連結部と、
前記出口から排出された消火剤が分散して移動するように前記分散部から延びた複数の分散突起と、
前記トップ部から延び、上下左右方向の少なくとも二つ以上の方向へ広がる構造を有するガス誘導台と、をさらに備え得る。
なお、上記の課題を達成するための本発明によるバッテリーラックは、前記バッテリーパック、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。
また、上記の課題を達成するための本発明による電力貯蔵装置は、前記バッテリーラックを少なくとも二つ以上含む。
本発明の一面によると、本発明のバッテリーパックは、バッテリーモジュールの内部ガスが所定の温度以上に上昇する場合、温度が上昇した内部ガスによって一部の内部構成が変形されることで出口が開放される消火弁を備える消火ユニットを備えることで、バッテリーパックの一部のバッテリーモジュールで熱暴走または火事が発生しても、熱暴走によって上昇した温度の影響を受け、消火弁が直ちに消火剤をバッテリーモジュールの内部へ供給するようにすることができる。また、この際、バッテリー管理システムの非作動または誤作動時にも、ＢＭＳの制御なく、消火弁によって熱暴走または火事に対して安定的に消火が可能であり、バッテリーパックの安全性を効果的に高めることができる。
また、本発明の一面によると、本発明の消火弁は、出口を密閉するように構成されるが、バッテリーモジュールにおける所定の温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部が破損す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、を備えることで、熱暴走または火事が発生したバッテリーモジュールの高温の内部温度によって速い反応速度で消火弁を開放できる。さらに、分散部が、供給された消火剤を均一に噴射することで、消火能力を効果的に高めることができる。
さらに、本発明の一実施例の一面によると、本発明の消火弁は、少なくとも一部が供給部または排出部の一部に位置することで、ブロワーによって投入された外部空気によって押し出されてきた高温のガスと接触しやすく、バッテリーモジュールの熱暴走や、火事に対する迅速な消火能力を発揮できる。これによって、バッテリーパックの安全性を効果的に高めることができる。
さらに、本発明の一面によると、本発明の消火弁は、ガス通路の供給部の中途に位置し、バッテリーモジュールの左右方向の一側からモジュールハウジングの内部へ挿入されることで、消火弁は分散部によって消火剤が前後方向へ広がるように噴射できる。このように均一に消火剤を噴射することで、セルアセンブリーの熱暴走または火炎の伝播を効果的に防止することができる。
また、本発明の一面によると、本発明のバッテリーモジュールは、セルアセンブリーから発生したガスがガラスバルブの露出部位と対向して流れるように誘導する傾斜面を有するガイドブロックを備えることで、連結部によって消火弁のガラスバルブと発生した高温のガスとの接触が妨げられることを効果的に低減することができる。これによって、消火弁が高い信頼性で作動でき、作動時間を効果的に短縮することができる。
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例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。
本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示す前方斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示す後方斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示す概念図である。 本発明の一実施例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す後方斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成であるセルアセンブリーを概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成であるガラスバルブを概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成であるガラスバルブの断面を概略的に示す断面図である。 本発明の一比較例によるバッテリーパックの一部構成であるガラスバルブの配置状態を概略的に示す正面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成であるガラスバルブの配置状態を概略的に示す側面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成であるガラスバルブの配置に応じた作動時間を示すグラフである。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成であるガラスバルブの配置に応じた反応時間指数を示すグラフである。 本発明の一実施例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す後方斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の実施例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す後方斜視図である。 図１４のバッテリーモジュールの内部を概略的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例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の内部を概略的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例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の内部を概略的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁を概略的に示す平面図である。 本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁を概略的に示す平面図である。 本発明の一実施例による電力貯蔵装置を概略的に示す正面図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の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例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例に過ぎず、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、本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示す前方斜視図である。図２は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示す後方斜視図である。そして、図３は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示す概念図である。
図１～図３を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーパック４００は、一方向に配列された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュール２００と、前記バッテリーモジュール２００を消火するように構成された消火ユニット３００と、を含む。ここで、前記バッテリーモジュール２００は、少なくとも一つ以上のセルアセンブリー（図５の１００）を備え得る。
具体的には、前記消火ユニット３００は、消火タンク３２０、配管３３０及び消火弁３１０を備え得る。
先ず、前記消火タンク３２０は、消火剤（図示せず）を内部に収容し得る。例えば、前記消火剤は、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、前記消火タンク３２０は、消火剤を適切な圧力で噴射するか、または前記配管３３０に沿って移動させるために圧縮ガスを内部に備え得る。例えば、前記消火タンク３２０の容量は５９Ｌであり得、前記圧縮ガスは８ｂａｒの窒素であり得、前記消火剤は４０Ｌの水であり得る。ここで、消火剤として水を使用する場合、前記バッテリーモジュール２００の内部に噴霧したときは、消火冷却効果と共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、熱伝播（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）を防止するのに効果的である。これによって、複数のバッテリーモジュール２００の間で火事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。
前記配管３３０は、前記消火タンク３２０から少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００の各々へ前記消火剤を供給可能に連結されるように構成され得る。例えば、前記配管３３０は、水に腐食されない素材からなり得る。例えば、前記配管３３０は、ステンレススチールであり得る。前記配管３３０は一端が前記消火タンク３２０の吐出口３２１と連結されるように構成され得る。前記配管３３０の他端は、前記少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００の各々の内部まで延びた形態を有し得る。
例えば、前記配管３３０は、前記消火タンク３２０の消火剤が吐き出される吐出口３２１と連結された共通配管３３３と、前記共通配管３３３から前記少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００の各々に連結されるように分配された構造の分配管３３６と、を備え得る。例えば、図２に示したように、前記配管３３０は、前記消火タンク３２０の吐出口３２１と連結された一つの共通配管３３３と、前記共通配管３３３から分枝した８個の分配管３３６と、を備え得る。そして、前記８個の分配管３３６は、８個のバッテリーモジュール２００と連結されるように構成され得る。
さらに、前記消火弁３１０は、前記バッテリーモジュール２００の内部ガス（空気）が所定の温度以上に上昇する場合、前記消火タンク３２０から前記消火剤が前記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。即ち、前記消火弁３１０は、所定の温度以上のバッテリーモジュール２００の内部へ前記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受動型弁（図示せず）を備え得る。例えば、前記受動型弁は、前記バッテリーモジュール２００の内部温度が所定の温度以上である場合、一部構成が変形されることで出口が開けられるように構成され得る。さらに、前記受動型弁は、前記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されることで出口が開放されるように構成され得る。ここで、「所定の温度」は、例えば、１００℃以上であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明のバッテリーパックは、前記バッテリーモジュール２００の内部ガスが所定の温度以上に上昇する場合、前記温度が上昇した内部ガスによって一部の内部構成が変形されることで出口が開放される消火弁３１０を備えた消火ユニット３００を備えることで、バッテリーパックの一部のバッテリーモジュール２００で熱暴走または火事が発生しても、熱暴走によって上昇した温度の影響を受けて、前記消火弁３１０が直ちに消火剤をバッテリーモジュール２００の内部へ供給できる。また、この際、バッテリー管理システムの誤作動の場合にも、ＢＭＳの制御なく、消火弁によって熱暴走や火事に対する安定的な消火が行われ、バッテリーパックの安全性を効果的に高めることができる。
さらに、本発明は、複数のバッテリーモジュール２００のうち、一部で熱暴走または火事が発生する場合、一部のバッテリーモジュール２００のみで消火弁３１０が開放されて個別に消火剤を投入できる。これによって、全体のバッテリーモジュール２００に消火剤を投入する場合に比べて、多量の消火剤をより速やかにバッテリーモジュール２００の内部に投入できる。さらに、前記消火剤が前記バッテリーモジュール２００の外部ではなく内部に直接噴射でき、熱暴走が起こったバッテリーモジュール２００の火事を効果的に消火及び冷却することができ、火事を迅速に鎮圧することができる。
また、前記消火弁３１０は、前記受動型弁と共に、前記消火ユニット３００からの信号に応じて弁の開放と閉塞がコントロールできる能動型弁３４３をさらに備え得る。より具体的には、前記能動型弁３４３は、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、前記能動型弁３４３は、前記消火タンク３２０から内部温度が所定の温度以上に上昇したバッテリーモジュール２００に消火剤を供給するように構成され得る。前記能動型弁３４３は、バッテリーモジュール２００の内部温度が所定の温度以上になる場合、これを制御部３５０で感知して制御部３５０によって能動的に開放されるように構成され得る。この際、前記制御部３５０は、複数のバッテリーモジュール２００のうち、最も上部に位置したバッテリーモジュール２００の上に位置し得る。
前記消火ユニット３００は、制御部３５０を備え得る。具体的には、前記制御部３５０は、温度感知センサ３６０から所定の温度以上の温度が感知される場合、前記能動型弁３４３が開放されるように構成され得る。例えば、前記制御部３５０は、前記能動型弁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、前記温度感知センサ３６０は、線型温度感知センサであり得る。
例えば、前記線型温度感知センサ３６０は、二つの電線に被覆された熱感知物質が基準温度以上の温度になったときに溶融して二つの電線の短絡を起こし、火事または過熱信号を発するように構成され得る。例えば、前記熱感知物質は、７０以上１００℃で溶融する熱可塑性樹脂であり得る。例えば、前記熱可塑性樹脂は、ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂であり得る。さらに、前記線型温度感知センサ３６０は、前記熱感知物質を囲むように構成された絶縁性被覆材をさらに備え得る。前記被覆材は、ポリ塩化ビニルを含み得る。
また、前記線型温度感知センサ３６０は、一方向へ配列された少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００に沿って線状で延びた構造を有し得る。 例えば、図２に示したように、前記バッテリーパック４００は、上下方向に配列された前記８個のバッテリーモジュール２００を備え得る。前記線型温度感知センサ３６０は、一端が制御部３５０に接続し、前記上下方向へ配列された前記８個のバッテリーモジュール２００に沿って延び、他端が終端部の低抗体３６５と接続するように構成され得る。この際、前記線型温度感知センサ３６０を部分的に位置固定するためにブラケット（図示せず）及び固定バックル（図示せず）を使用し得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記バッテリーパック４００は、少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００に沿って線状で延びた温度感知センサ３６０を備えることで、バッテリーパックの製造コストを減らすことができる。
即ち、従来技術で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前記複数の温度センサを接続するための別の信号ワイヤーが必要となり、資材コストが高く、設置作業が長くなって製造コストを上昇させる要因になっていた。これに対し、本発明のバッテリーパック４００は、単に一つの線型温度感知センサ３６０を用いるため、複数のバッテリーモジュール２００の温度感知が可能であり、別の信号ワイヤーが不要となるため、軽くて柔軟であり、設置が容易となり、バッテリーパック４００の製造コストを大幅節減することができる。
さらに、前記線型温度感知センサ３６０は、一つのバッテリーモジュール２００にもより正確な温度感知のために多重ポイントを設定しやすい。これによって、本発明は、バッテリーモジュール２００の火事発生感知の失敗率を大幅減らすことができる。
そして、前記消火ユニット３００は、前記少なくとも二つ以上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煙感知センサ３８０をさらに含み得る。具体的には、前記煙感知センサ３８０は、上下方向へ積層された前記少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００の最上部に位置し得る。即ち、バッテリーモジュール２００の火事が発生する場合、発生したガスは、上方へ移動し得るため、前記少なくとも二つ以上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、前記煙感知センサ３８０は、煙を感知する場合、前記消火ユニット３００の制御部３５０に信号を伝送するように構成され得る。前記制御部３５０は、受信された信号に応じて前記能動型弁３４３を開放し得る。
図４は、本発明の一実施例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す後方斜視図である。そして、図５は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成であるセルアセンブリーを概略的に示す斜視図である。
図４及び図５を参照すると、前記バッテリーモジュール２００は、セルアセンブリー１００を少なくとも一つ以上備え得る。前記セルアセンブリー１００は、一方向へ配列された複数の二次電池１１０を有し得る。ここで、二次電池１００は、一つのセル単位を有し得る。
前記二次電池１１０は、パウチ型二次電池１１０であり得る。例えば、図５に示したように、図１のＦ方向から（正面から）見る場合、セルアセンブリー１００は、複数個のパウチ型二次電池１１０が前後方向へ平行に相互積層された形態で構成され得る。例えば、図５に示したように、一つのセルアセンブリー１００は、２１個のパウチ型二次電池１１０を備え得る。
一方、本明細書においては、特に説明しない限り、上、下、前、後、左、右方向に対して、図１のＦ方向から見る場合を基準とする。
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、前記正極リード１１１と前記負極リード１１２は、前記二次電池１１０の中心を基準で相互に反対方向の左右方向の端部に形成され得る。即ち、前記正極リード１１１は、前記二次電池１１０の中心を基準で一端部（右端部）に備えられ得る。また、前記負極リード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、前述したパウチ型二次電池１１０のみに限定されず、本発明の出願時点における公知の多様な二次電池１１０が採用され得る。
一方、図４をさらに参照すると、前記バッテリーモジュール２００は、バスバーアセンブリー２７０をさらに含み得る。具体的には、前記バスバーアセンブリー２７０は、前記複数の二次電池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以上のバスバー２７２及び前記少なくとも一つ以上のバスバー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以上のバスバーフレーム２７６を備え得る。前記少なくとも二つ以上のバスバーフレーム２７６は、前記セルアセンブリー１００の左右方向の両側に各々備えられ得る。
一方、前記モジュールハウジング２１０は、前記セルアセンブリー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方向から見たとき、前記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、前記ベースプレート２４０は、前記少なくとも二つ以上のセルアセンブリー１００を上部に搭載するように前記少なくとも二つ以上のセルアセンブリー１００の下面の大きさよりも大きい面積を有し得る。前記ベースプレート２４０は、水平方向へ延びたプレート状であり得る。
また、前記上部カバー２２０は、上壁２２４及び前記上壁２２４から下方へ延びた側壁２２６を備え得る。前記上壁２２４は、前記セルアセンブリー１００の上部をカバーするように水平方向へ延びたプレート状であり得る。前記側壁２２６は、前記セルアセンブリー１００の左右方向の両側部をカバーするように前記上壁２２４の左右方向の両端部から下方へ延びたプレート状であり得る。
そして、前記側壁２２６は、前記ベースプレート２４０の一部と結合し得る。例えば、図５に示したように、前記上部カバー２２０は、前後左右方向へ延びたプレート状の上壁２２４を備え得る。前記上部カバー２２０は、前記上壁２２４の左右方向の両端部の各々から下方へ延びた二つの側壁２２６が備えられ得る。さらに、前記二つの側壁２２６の各々の下端部は、前記ベースプレート２４０の左右方向の両端部と結合するように構成され得る。この際、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、前記前方カバー２６０は、前記複数の二次電池１１０の前方をカバーするように構成され得る。例えば、前記前方カバー２６０は、複数の二次電池１１０の前面よりも大きい大きさのプレートを有し得る。前記プレートは、上下方向へ立てられた形態であり得る。
また、前記後方カバー２５０は、前記セルアセンブリー１００の後方をカバーするように構成され得る。例えば、前記後方カバー２５０は、複数の二次電池１１０の後面よりも大きい大きさのプレート状であり得る。
図６は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁を概略的に示す斜視図である。そして、図７は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁の断面を概略的に示す断面図である。
図６及び図７を参照すると、前記消火弁３１０は、トップ部３１５の上端が分配管３３６と連結され得る。そして、前記消火弁３１０は、常時には前記消火弁３１０の出口３１５ａを密閉するように構成されるが、前記バッテリーモジュール２００の所定の温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部が破損することで前記出口３１５ａを開放するように構成されたガラスバルブ（ｇａｌｓｓ ｂｕｌｂ）３１２を備え得る。また、前記ガラスバルブ３１２は、内部に収容された所定の液体（図示せず）を備え得る。例えば、前記液体は、温度の上昇するほど体積が大きくなる性質を有し得る。前記ガラスバルブ３１２は、前記消火弁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、前記ガラスバルブ３１２は、所定の温度、例えば、７０～１００℃以上で前記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、前記液体は、水であり得る。即ち、前記消火弁３１０は、前記バッテリーモジュール２００の内部に位置する場合、前記バッテリーモジュール２００の内部温度が所定の温度以上に上昇するとき、消火弁３１０の消火剤が流れる通路３４７ｃを遮断していたガラスバルブ３１２の少なくとも一部が破損することで前記消火弁３１０の出口３１５ａが開けられるように構成され得る。さらに、前記消火弁３１０は、前記出口３１５ａから排出される消火剤を四方へ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。前記分散部３１７は、前記出口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、前記消火弁３１０は、トップ部３１５、連結部３１６及び分散突起３１７ａを備え得る。
前記トップ部３１５は、バルブの出口３１５ａが形成されて前記出口３１５ａが前記ガラスバルブ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が位置した方向へ管径が次第に細くなる形態であり得る。
前記連結部３１６は、前記ガラスバルブ３１２を囲むように前記トップ部３１５から前記ガラスバルブ３１２の側部へ延び、前記ガラスバルブ３１２の他端部を固定するように前記トップ部３１５から両アーム３１６ａが一方向へ延び、さらに集められた形態を有し得る。この際、前記連結部３１６の両アームが集められた部分に前記ガラスバルブ３１２の他端部が位置し得る。
前記分散突起３１７ａは、前記出口３１５ａから排出された消火剤が分散して移動するように分散部３１７の本体の端部から水平方向へ複数個が一定の間隔で隔て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ると、本発明の消火弁３１０は、前記出口３１５ａを密閉するように構成されるが、前記バッテリーモジュール２００の所定の温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部が破損することで前記出口３１５ａを開放するように構成されたガラスバルブ３１２と、前記出口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と、を備えることで、前記熱暴走または火事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よって速い反応速度で消火弁３１０を開放できる。さらに、前記分散部３１７が供給された消火剤を均一に噴射することで、消火能力を効果的に高めることができる。
図８は、本発明の一比較例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁の配置状態を概略的に示す正面図である。そして、図９は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁の配置状態を概略的に示す側面図である。
図８及び図９を参照すると、本発明の消火弁３１０に備えられる前記ガラスバルブ３１２は、前記セルアセンブリー１００の熱暴走または火事による高温のガスに露出するように構成され得る。例えば、前記ガラスバルブ３１２は、前記高温のガスと向かい合うように構成され得る。さらに、前記ガラスバルブ３１２が前記消火弁３１０の連結部３１６（アーム部分）によって前記高温のガスの流れが遮られないように前記連結部３１６が回転配置され得る。
例えば、図８に示したように、本発明の一比較例による消火弁３１０は、前記ガラスバルブ３１２と前記高温のガスが向かい合う方向を基準で、前記消火弁３１０の連結部３１６のアーム部３１６ａが前記ガラスバルブ３１２となす角度が０°になるように位置し得る。即ち、前記ガラスバルブ３１２が前記高温のガスに正面に向かい合う場合、正面に前記連結部３１６のアーム部３１６ａが位置する場合である。
なお、例えば、図９に示したように、本発明の一実施例による消火弁３１０は、前記ガラスバルブ３１２と前記高温のガスが向かい合う方向を基準で、前記連結部３１６のアーム部３１６ａが前記ガラスバルブ３１２となす角度が９０°になるように位置し得る。即ち、前記ガラスバルブ３１２が前記高温のガスに正面に向かい合う場合、側方に前記連結部３１６のアーム部３１６ａが位置する場合である。
図１０は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁の配置に応じた作動時間を示すグラフである。
図８及び図９と共に図１０を参照すると、図８の消火弁３１０のように、前記ガラスバルブ３１２と前記高温のガスＧが向かい合う方向を基準で、前記消火弁３１０の連結部３１６のアーム部３１６ａが前記ガラスバルブ３１２となす角度が０°になるように位置する場合、消火弁３１０の作動時間が最も長かった。即ち、図８の消火弁３１０のように配置された消火弁３１０が開放されるのにかかる時間が最も長かった。
これに対し、図９の消火弁３１０のように、前記ガラスバルブ３１２と前記高温のガスＧが向かい合う方向を基準で、前記消火弁３１０の連結部３１６のアーム部３１６ａが前記ガラスバルブ３１２となす角度が９０°になるように位置する場合、消火弁３１０の作動時間が最も短かった。即ち、図９の消火弁３１０のように配置された消火弁３１０が開放されるのにかかる時間が最も短かった。望ましくは、前記ガラスバルブ３１２と前記高温のガス（Ｇ）が向かい合う方向を基準で、前記消火弁３１０の連結部３１６のアーム部３１６ａの角度が６０°～９０°であることが望ましい。
このように、本発明の一実施例による消火弁３１０のように、前記連結部３１６のアーム部３１６ａを、前記ガラスバルブ３１２と高温のガスＧが向かい合うことにおいて干渉を起こさないように配置することによって、消火弁３１０を最も速やかに開放できる。これによって、本発明は、バッテリーモジュール２００の熱暴走または火事時、前記消火弁３１０を用いて迅速に消火することができる。
図１１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁の配置に応じた反応時間指数を示すグラフである。
図８及び図９と共に図１１を参照すると、図８の消火弁３１０のように、前記ガラスバルブ３１２と前記高温のガスが向かい合う方向を基準で、前記消火弁３１０の連結部３１６のアーム部３１６ａが前記ガラスバルブ３１２となす角度が０°になるように位置する場合、消火弁３１０の反応時間指数が最も長かった。即ち、前記消火弁３１０が開放されるのにかかる時間が最も長かった。ここで、「反応時間指数」とは、消火弁が熱伝達によってどれだけ速く開放温度に到達するかを測る尺度である。
これに対し、図９の消火弁３１０のように、前記ガラスバルブ３１２と前記高温のガスＧが向かい合う方向を基準で、前記消火弁３１０の連結部３１６のアーム部３１６ａが前記ガラスバルブ３１２となす角度が９０°になるように位置する場合、消火弁３１０の反応時間指数が最も短かった。即ち、前記消火弁３１０が開放されるのにかかる時間が最も短かった。
このように、本発明の一実施例による消火弁３１０のように、前記連結部３１６のアーム部３１６ａを、前記ガラスバルブ３１２と高温のガスＧが向かい合うことにおいて干渉を起こさないように配置することによって、消火弁３１０を最も速やかに開放できる。これによって、本発明は、バッテリーモジュール２００の熱暴走または火事時、前記消火弁３１０を用いて迅速に消火することができる。
図１２は、本発明の一実施例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す後方斜視図である。
図４と共に図１２をさらに参照すると、前記モジュールハウジング２１０は、前記モジュールハウジング２１０の内部に位置し、前記セルアセンブリー１００から発生したガスが外部へ排出されるように構成されたガス通路２１１を備え得る。即ち、前記モジュールハウジング２１０は、前記セルアセンブリー１００から発生したガスが流通するようにガス通路２１１を備え得る。ここで、前記ガス通路２１１は、外部と連通するように前後方向へ長く延びた空間であり得る。前記ガス通路２１１は、前記セルアセンブリー１００の左右方向の一側または両側に備えられ得る。
より具体的には、前記ガス通路２１１は、前記セルアセンブリー１００の上部または下部と前記モジュールハウジング２１０との間の空間であり得る。即ち、前記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ー１００で発生したガスは、前記セルアセンブリー１００の上部または下部に位置したガス通路２１１ｃを通して前記セルアセンブリー１００の左右方向の両側に移動し、さらに、前記ガス通路２１１ｃの端部に形成され、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を通して排出され得る。
前記少なくとも二つ以上のバッテリーモジュール２００の各々の後方に位置した後方カバー２５０には、前記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。前記投入口２６４は、前記ガス通路２１１と連通するように位置し得る。即ち、前記投入口２６４は、前記セルアセンブリー１００を中心にして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。
例えば、前記消火弁３１０は、前記投入口２６４に挿入され、前記ガラスバルブ３１２が前記セルアセンブリー１００から発生したガスに露出するように前記ガス通路２１１の一部分に位置し得る。
即ち、前記投入口２６４は、前記ガス通路２１１と連通するため、前記消火弁３１０のガラスバルブ３１２が前記セルアセンブリー１００から発生したガスに露出するように前記投入口２６４に挿入され得る。
これによって、本発明のこのような構成によると、本発明は、前記消火弁３１０の少なくとも一部が、前記ガラスバルブ３１２が前記セルアセンブリー１００から発生したガスに露出するように、前記ガス通路２１１の一部に位置することで、セルアセンブリー１００に熱暴走または火事が発生する場合、ガス通路２１１に沿って移動する高温の空気やガスから熱伝達を効果的に受けることができ、消火弁３１０のガラスバルブ３１２が速やかに壊れることで迅速な消火対応が可能である。
図１と共に図１２をさらに参照すると、前記バッテリーモジュール２００は、ブロワー３７０及びガス排出口２１２を備え得る。前記ブロワー３７０は、図１のＦ方向から見る場合、前記モジュールハウジング２１０の前端に取り付けられ、外部空気が前記モジュールハウジング２１０の内部へ投入されるように構成され得る。前記ブロワー３７０は、電力の供給を受けて回転するように構成された送風ファンを備え得る。
また、前記ガス排出口２１２は、前記ガス通路２１１と連結され、内部と外部を流通するように穿孔された複数の開口を有し得る。図１のＦ方向から見る場合、前記ガス排出口２１２は、前記モジュールハウジング２１０の後端に形成され得る。例えば、前記モジュールハウジング２１０の後方カバーには、ガス排出口２１２が備えられ得る。
さらに、前記ガス通路２１１は、供給部２１１ａ及び排出部２１１ｂを備え得る。具体的には、前記供給部２１１ａは、前記セルアセンブリー１００の左右方向の一側に位置し得る。例えば、前記供給部２１１ａは、図１のＦ方向から見る場合、前記セルアセンブリー１００の左側に位置し得る。前記供給部２１１ａは、前記ブロワー３７０によって投入された外部空気が前記モジュールハウジング２１０の後端へ移動するように構成され得る。即ち、前記ブロワー３７０は、外部空気を投入してバッテリーモジュール２００の内部ガスを前記供給部２１１ａの後端へ押し出すように構成され得る。
そして、前記排出部２１１ｂは、前記セルアセンブリー１００の左右方向の他側に位置し得る。例えば、前記排出部２１１ｂは、図１２のＦ方向から見る場合、前記セルアセンブリー１００の右側に位置し得る。前記排出部２１１ｂは、前記ブロワー３７０によって投入された外部空気が前記ガス排出口２１２まで移動するように構成され得る。即ち、前記排出部２１１ｂは、前記ガス排出口２１２と連通するように構成され得る。
図１３は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの一部構成を概略的に示す斜視図である。ここで、図１３には、前記共通配管、分配管、及び前記分配管の末端部に備えられた消火弁３１０のみを図示した。
図１２と共に図１３を参照すると、前記消火弁３１０は、内部構成であるガラスバルブ３１２が前記バッテリーモジュール２００の内部の前記供給部２１１ａまたは前記排出部２１１ｂの一部分に位置し得る。例えば、図１３に示したように、前記消火弁３１０は、前記バッテリーモジュール２００の内部に向けて突出して配置され得る。前記消火弁３１０は、少なくとも一部が前記バッテリーモジュール２００の後方から前記モジュールハウジング２１０の内部へ挿入され得る。例えば、図１３に示したように、図１２のＦ方向から見る場合、前記消火弁３１０のガラスバルブ３１２及び分散部３１７は、前記ガス通路２１１の供給部２１１ａの後端に位置するように前記投入口２６４を通じて挿入され得る。
即ち、前記バッテリーモジュール２００の内部に発生した高温のガスは、前記ブロワー３７０によって投入された外部空気によって前記ガス通路２１１の供給部２１１ａの後端に位置した消火弁３１０まで移動するように構成され得る。これによって、前記消火弁３１０のガラスバルブ３１２が、前記押し出されてきた高温のガスと接触して速やかに弁を開放できる。
さらに、前記モジュールハウジング２１０の内部に挿入された消火弁３１０は、前記バッテリーモジュール２００のセルアセンブリー１００に熱暴走または火事が発生する場合、内部に発生した高温ガスによってガラスバルブ３１２が破損することで出口を開放できる。この際、前記供給部２１１ａの後端に供給された消火剤は、前記供給部２１１ａの前方へ移動し、一部はセルアセンブリー１００を通過して前記排出部２１１ｂへ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ると、本発明の消火弁３１０は、少なくとも一部が前記供給部２１１ａまたは前記排出部２１１ｂの一部分に位置することで、前記ブロワー３７０によって投入された外部空気によって押し出されてきた高温のガスと接触しやすく、バッテリーモジュール２００の熱暴走または火事に対して迅速に消火能力を発揮できる。これによって、バッテリーパックの安全性を効果的に高めることができる。
図１４は、本発明の他の実施例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す後方斜視図である。そして、図１５は、図１４のバッテリーモジュールの内部を概略的に示す断面図である。
図６と共に図１４及び図１５を参照すると、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール２００Ａは、図１２に示したバッテリーモジュール２００と異なり、Ｆ方向から見る場合、投入口２６４がモジュールハウジング２１０の左側に位置し得る。例えば、図１４に示したように、前記モジュールハウジング２１０の上部カバー（図４の２２０）の側壁（図４の２２６）に投入口２６４が備えられ得る。また、前記投入口２６４は、前記上部カバー２２０の側壁２２６の前後方向の中央に位置し得る。
また、前記消火弁３１０は、前記ガラスバルブ３１２が前記ガス通路２１１の供給部（図１２の２１１ａ）の中途に位置し得る。前記消火弁３１０の前記ガラスバルブ３１２は、前記バッテリーモジュール２００Ａの左右方向の一側から前記モジュールハウジング２１０の内部へ挿入され得る。例えば、図１５に示したように、前記消火弁３１０は、前記モジュールハウジング２１０の側部に備えられた投入口２６４を通じて挿入され、前記ガス通路２１１の供給部（図１２の２１１ａ）の前後方向の中途に位置し得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記消火弁３１０は、前記ガス通路２１１の供給部２１１ａの中途に位置し、前記バッテリーモジュール２００Ａの左右方向の一側から前記モジュールハウジング２１０の内部へ挿入されることで、前記消火弁３１０の分散部３１７によって消火剤を前後方向へ広がるように噴射できる。このように均一に消火剤を噴射することで、セルアセンブリー１００に熱暴走または火炎が伝播することを効果的に防止することができる。
さらに、前記左右方向の一側から挿入された消火弁３１０のガラスバルブ３１２は、前記ガス通路２１１の供給部２１１ａに沿って流れていた高温のガスＧと如何なる干渉なく接触でき、前記消火弁３１０の反応作動時間を効果的に短縮することができる。これによって、本発明のバッテリーパックは、消火能力を迅速に発揮できる。
図１６は、本発明のさらに他の実施例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の内部を概略的に示す断面図である。
図６と共に図１６を参照すると、さらに他の実施例によるバッテリーパックのバッテリーモジュール２００Ｂは、前記モジュールハウジング２１０の内部にガイドブロック３８２をさらに備え得る。前記ガイドブロック３８２は、前記セルアセンブリー１００から発生したガスＧが前記ガラスバルブ３１２の露出部位へ流れるように誘導する傾斜面３８２ａを有し得る。例えば、前記ガイドブロック３８２は、平面視で三角形であり得る。例えば、図１６に示したように、前記ガス通路２１１の供給部２１１ａの前方から後方へ流れる高温のガスＧを前記ガイドブロック３８２の傾斜面３８２ａに沿って流れながら、前記消火弁３１０のガラスバルブ３１２が位置する方向へ流れるように誘導できる。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記バッテリーモジュール２００Ｂは、前記セルアセンブリー１００から発生されたガス（Ｇ）が前記ガラスバルブ３１２の露出部位へ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、前記消火弁３１０のガラスバルブ３１２と高温のガス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減少させることができる。これによって、前記消火弁３１０が高い信頼性で作動でき、作動時間を効果的に短縮することができる。
図１７は、本発明のさらに他の実施例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の内部を概略的に示す断面図である。
図６と共に図１７を参照すると、本発明の他の実施例によるバッテリーモジュール２００Ｃは、図１２のバッテリーモジュール２００と比較する場合、前記ガスＧが流れる方向へ管径が次第に減少する管部材３８４をガス通路２１１にさらに備え得る。前記管部材３８４は、前記セルアセンブリー１００から発生したガスＧが前記ガラスバルブ３１２の露出部位に集められるように誘導するように構成され得る。この際、前記消火弁３１０は、前記ガス通路２１１の供給部２１１ａの中途に位置し、前記バッテリーモジュール２００Ｃの左右方向の一側から前記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１７に示したように、前記バッテリーモジュール２００Ｃの内部には、ガス通路２１１の供給部２１１ａの前後方向の中央に位置した消火弁３１０のガラスバルブ３１２と隣接する位置に管部材３８４が備えられ得る。前記管部材３８４は、前記供給部２１１ａの前端から後端へ移動する高温のガスＧを前記消火弁３１０に備えられたガラスバルブ３１２が位置する方向へ集めるように、前記ガスが流れる方向へ管径が次第に減少する形状を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、前記セルアセンブリー１００から発生したガスＧを前記ガラスバルブ３１２の露出部位へ誘導するように、前記ガスＧが流れる方向へ管径が次第に減少する管部材３８４を備えることで、前記セルアセンブリー１００から発生したガスＧが前記消火弁３１０のガラスバルブ３１２に効果的に集められ、前記ガラスバルブ３１２が高温に速く上昇する。これによって、前記消火弁３１０が高い信頼性で作動でき、作動時間を効果的に短縮することができる。
図１８は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁を概略的に示す平面図である。
図１８を参照すると、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの消火弁３１０Ａは、図６に示した消火弁３１０と比較する場合、ガス誘導台３１８をさらに備え得る。
即ち、図１８に示した前記消火弁３１０Ａのガス誘導台３１８の構成を除いた残りの構成は、図６に示した消火弁３１０と同一である。したがって、以下では、前述したトップ部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。
前記ガス誘導台３１８は、より多い量の高温のガスＧが前記ガラスバルブ３１２と接触するように構成され得る。前記ガス誘導台３１８は、前記トップ部３１５から前記分散部３１７が位置した方向へ延びた形態を有し得る。前記ガス誘導台３１８は、上下左右方向の少なくとも二つ以上の方向へ広がる構造を有し得る。例えば、図１８に示したように、前記ガス誘導台３１８は、前記トップ部３１５の左側及び右側の各々から前記分散突起３１７ａが位置する方向へ延び得る。前記ガス誘導台３１８は、前記トップ部３１５から前記上下左右方向へ広がる構造を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明の消火弁３１０の分散部３１４Ａが前記トップ部３１５から前記分散部３１７が位置した方向へ延びて上下左右方向の少なくとも二つ以上の方向へ広がる構造を有するガス誘導台３１８を備えることで、前記ガラスバルブ３１２の両側へ流れる高温のガスＧが直ぐ通り過ぎず、前記ガラスバルブ３１２が位置する方向へ流れるように誘導できる。これによって、前記消火弁３１０の作動の信頼性を高めることができ、前記消火弁３１０の作動時間を効果的に短縮することができる。
図１９は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの一部構成である消火弁を概略的に示す平面図である。
図１９を参照すると、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの消火弁３１０Ｂは、前記トップ部３１５から前記分散突起３１７ａが位置する方向へ延びた構造を有するガス誘導台３１８Ｂを備え得る。前記ガス誘導台３１８Ｂは、前記トップ部３１５の本体の左右方向のいずれか一方向へ傾くように延びて備えられ得る。例えば、図１９に示したように、前記ガス誘導台３１８Ｂは、前記トップ部３１５の右側部から左方へ傾いて延びた構造、及び前記傾斜構造の端部から前記分散部３１７が位置する前方へ延びた構造を有し得る。
したがって、本発明のこのような構成によると、本発明の消火弁３１０Ｂが前記トップ部３１５から左側または右側方向へ傾いた傾斜構造３１８ａ１と、前記傾斜構造３１８ａ１の端部から前記分散部３１７が位置する前方へ延びた延長構造３１８ａ２と、を有するガス誘導台３１８Ｂを備えることで、前記ガラスバルブ３１２の一側へ流れる高温のガスＧが直ぐ通り過ぎず、前記ガラスバルブ３１２の周りに停滞するようにガスの流れを誘導できる。これによって、前記消火弁３１０の作動の信頼性を向上させることができ、前記消火弁３１０の作動時間を効果的に短縮することができる。
図２０は、本発明の一実施例による電力貯蔵装置を概略的に示す正面図である。
図２０を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーラック５００は、前記バッテリーパック４００と、前記バッテリーパック４００を収容するラックケース５１０と、を含み得る。また、前記ラックケース５１０は、前記バッテリーパック４００が複数のバッテリーモジュール２００を上下方向へ積層された形態で収容するように構成され得る。前記ラックケース５１０の内部では、バッテリーモジュール２００の下面が水平面に平行する形態で搭載され得る。
ここで、水平方向とは、前記バッテリーモジュール２００を地面に置いたとき、地面に平行する方向を意味し、上下方向に垂直する平面上の少なくとも一方向ともいえる。
さらに、前記ラックケース５１０は、少なくとも一側が開放可能な形態で構成され、開放された側面を通じてバッテリーモジュール２００が内部空間へ入れられ得る。但し、前記ラックケース５１０は、このように開放された側面が閉鎖可能に構成されることも可能である。
また、前記バッテリーラック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装置（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ、図示せず）などの他の構成要素をさらに含み得る。
一方、本発明の一実施例による電力貯蔵装置６００は、前記バッテリーラック５００を少なくとも二つ以上含み得る。前記二つ以上のバッテリーラック５００は、一方向へ配列されるように配置され得る。例えば、図２０に示したように、前記電力貯蔵装置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、前記電力貯蔵装置６００は、三つのバッテリーラック５００の充放電を制御できる別の中央制御部（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、このような用語は相対的な位置を示し、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。
本発明は、バッテリーパックに関する。また、本発明は、バッテリーパックを含む大規模電力貯蔵装置関連産業に利用可能である。
１００ セルアセンブリー
１１０ 二次電池
２００ バッテリーモジュール
２１０ モジュールハウジング
２１１ ガス通路
２１１ａ 供給部
２１１ｂ 排出部
２１２ ガス排出口
２２０ 上部カバー
２２４ 上壁
２２６ 側壁
２４０ ベースプレート
２５０ 後方カバー
２６０ 前方カバー
２６４ 投入口
２７０ バスバーアセンブリー
３００ 消火ユニット
３１０ 消火弁
３１２ ガラスバルブ
３１５ トップ部
３１６ 連結部
３１７ 分散部
３１８ ガス誘導台
３１８ａ１ 傾斜構造
３１８ａ２ 延長構造
３２０ 消火タンク
３２１ 吐出口
３３０ 配管
３３３ 共通配管
３３６ 分配管
３５０ 制御部
３７０ ブロワー
３８２ ガイドブロック
３８４ 管部材
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 電力貯蔵装置

Claims (11)

  1. 一方向へ配列された複数の二次電池を有するセルアセンブリーを備え、一方向へ配列された少なくとも一つ以上のバッテリーモジュールと、
    内部に消火剤が収容された消火タンク、前記消火タンクから前記少なくとも一つ以上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連結された配管、及び前記バッテリーモジュールの内部ガスが所定の温度以上に上昇する場合、前記消火タンクから前記消火剤が前記バッテリーモジュールの内部に供給されるように前記温度が上昇した内部ガスによって一部の内部構成が変形されることで出口が開放される消火弁を備える消火ユニットと、を含むことを特徴とする、バッテリーパック。
  2. 前記消火弁は、
    前記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の温度以上の内部ガスに露出する場合、少なくとも一部が破損す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、を備えることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記バッテリーモジュールは、
    前記セルアセンブリーを収容する内部空間を有するモジュールハウジングと、
    前記モジュールハウジングの内部に位置し、前記セルアセンブリーから発生したガスが外部へ排出されるように構成されたガス通路と、を備え、
    前記消火弁は、前記ガラスバルブが前記ガス通路の一部に位置するように構成されたことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーパック。
  4. 前記バッテリーモジュールは、
    前記モジュールハウジングの前端に搭載され、外部空気が前記モジュールハウジングの内部へ投入されるように構成されたブロワーと、
    前記モジュールハウジングの後端に形成され、前記ガス通路と連結されたガス排出口と、を備え、
    前記ガス通路は、
    前記セルアセンブリーの左右方向の一側に位置し、前記ブロワーによって投入された外部空気が前記モジュールハウジングの後端へ移動するように構成された供給部と、
    前記セルアセンブリーの左右方向の他側に位置し、前記ブロワーによって投入された外部空気が前記ガス排出口まで移動するように構成された排出部と、を備え、
    前記消火弁は、少なくとも一部が前記供給部または前記排出部の一部に位置することを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記消火弁は、前記ガス通路の供給部の後端に位置し、少なくとも一部が前記バッテリーモジュールの後方から前記モジュールハウジングの内部へ挿入されることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリーパック。
  6. 前記消火弁は、前記ガス通路の供給部の中途に位置し、前記バッテリーモジュールの左右方向の一側から前記モジュールハウジングの内部へ挿入されることを特徴とする、請求項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、前記セルアセンブリーから発生したガスが前記ガラスバルブの露出部位と対向して流れるように誘導する傾斜面を有するガイドブロックを備えることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
  8. 前記バッテリーモジュールは、前記セルアセンブリーから発生したガスが前記ガラスバルブの露出部位に集められるように誘導するために、前記ガスが流れる方向へ管径が次第に減少する管部材を備えることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
  9. 前記消火弁は、
    前記出口を備え、前記出口が前記ガラスバルブによって密閉されるように構成されたトップ部と、
    前記ガラスバルブを覆うように前記トップ部から延びて前記ガラスバルブを固定するように構成された連結部と、
    前記出口から排出された消火剤が分散して移動するように前記分散部から延びた複数の分散突起と、
    前記トップ部から延び、上下左右方向の少なくとも二つ以上の方向へ広がる構造を有するガス誘導台と、をさらに備えることを特徴とする、請求項２から８のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  10. 請求項１から９の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。
  11. 請求項１０に記載のバッテリーラックを少なくとも二つ以上含む、電力貯蔵装置。
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