KR102370481B1 - Device to prevent explosion of energy storage system regardless of installation direction - Google Patents
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Abstract
설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치를 개시한다. 본 발명은 에너지 저장장치의 온도 변화를 감지하여 전원회로를 차단함으로써, 발열로 인한 폭발을 방지할 수 있고, 과열로 인한 차단 동작 후 재사용이 가능하다.An explosion protection device for an energy storage system irrespective of the installation orientation is disclosed. The present invention detects a change in the temperature of the energy storage device and cuts off the power circuit, thereby preventing an explosion due to heat generation, and re-use after a cut-off operation due to overheating.
Description
본 발명은 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 에너지 저장 시스템의 온도 변화를 감지하여 발열로 인한 에너지 저장 시스템 또는 배터리 모듈의 폭발을 방지하는 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an explosion-preventing device for an energy storage system regardless of the installation direction, and more particularly, to an installation direction that detects a temperature change of the energy storage system to prevent explosion of the energy storage system or battery module due to heat generation. It relates to explosion protection devices of unrelated energy storage systems.
산업의 발달과 더불어 전력의 수요가 증대되고 있으며 주야 간, 계절 간, 일별 간의 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다. With the development of industry, the demand for electricity is increasing, and the gap in electricity consumption between day and night, season, and day is gradually deepening.
최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크 부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있다.Recently, for this reason, many technologies for reducing the peak load by utilizing the surplus power of the system have been rapidly developed.
이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 배터리에 저장하거나 계통의 부족 전력을 배터리에서 공급해주는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)이다.A representative of these technologies is the Energy Storage System (ESS), which stores the surplus power of the system in the battery or supplies the insufficient power of the system from the battery.
또한, 에너지 저장 시스템은 신재생 발전 설비로부터 생산된 전력을 배터리에 충전시켜 필요시 공급할 수 있는 시스템으로서, 피크저감용, 주파수 조정용, 신재생연계용, 비상발전기 대체용 등으로 널리 활용되고 있다.In addition, the energy storage system is a system that can supply power by charging a battery with power produced from a renewable power plant when necessary, and is widely used for peak reduction, frequency adjustment, new and renewable linkage, emergency generator replacement, and the like.
도 1은 일반적인 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 예시도로서, 하우징(10)의 내부에 다수의 수납 공간으로 구획된 수납홈(11)이 형성되고, 수납홈(11)에는 배터리 모듈(12)이 설치된다.1 is an exemplary view showing the configuration of a general energy storage system. A
이러한, 에너지 저장 시스템은 복수 개의 배터리 모듈로 구비되어 형성되는데, 일반적인 배터리 모듈은 내부에 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 구성하여 상기 배터리 모듈의 충/방전을 효율적으로 제어한다.Such an energy storage system is provided with a plurality of battery modules, and a general battery module configures a battery management system (BMS) therein to efficiently control charging/discharging of the battery module.
또한, 충/방전 수행 시 다양한 원인에 의해서 에너지 저장 시스템 내에 과전류가 발생하는데, 이러한 과전류가 배터리 모듈에 흐르면 과열에 의하여 폭발 및 발화와 같은 문제가 발생할 수 있다.In addition, overcurrent occurs in the energy storage system due to various causes when charging/discharging is performed. When such overcurrent flows through the battery module, problems such as explosion and ignition may occur due to overheating.
그러므로, 배터리 관리 시스템을 통해 항상 각 배터리 모듈의 전압, 전류, 저항, 온도 등의 여러 상태 값들을 측정하고 모니터링 한다.Therefore, various state values such as voltage, current, resistance, and temperature of each battery module are always measured and monitored through the battery management system.
또한, 과전류 발생 시 배터리 관리 시스템은 내부에 있는 스위치를 제어하여 과전류로부터 배터리 모듈을 보호하고 과전류가 제거되면 다시 배터리 모듈의 운용이 가능하도록 한다.In addition, when an overcurrent occurs, the battery management system controls a switch inside to protect the battery module from overcurrent and enables the battery module to be operated again when the overcurrent is removed.
그러나, 에너지 저장 시스템은 과열에 의한 설비의 폭발과 화재가 대부분이고, 특히, 과열에 의한 전력 사고는 전력설비를 이루는 전력장비의 모든 형태의 접점, 커넥터, 플러그 및 회전부에서 발생되며, 주요 원인으로는 노후화, 부식, 풀어짐, 과부하 등에 기인한다.However, in energy storage systems, most of the explosions and fires of equipment are caused by overheating, and in particular, electric power accidents due to overheating occur in all types of contacts, connectors, plugs and rotating parts of electric power equipment constituting the electric power equipment. is due to aging, corrosion, loosening, overload, etc.
따라서, 과열이 발생될 수 있는 장비에 대한 온도를 지속적으로 감시하여 사고를 사전에 예방하는 것이 매우 중요하다.Therefore, it is very important to prevent accidents in advance by continuously monitoring the temperature of equipment that may cause overheating.
그러나, 종래에는 과열이 발생될 수 있는 지점에 대한 직접적인 온도 변화의 감시가 어렵고, 주로 좁은 곳에서 화재가 발생되어 큰 안전사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.However, in the related art, it is difficult to directly monitor a temperature change at a point where overheating may occur, and a fire occurs mainly in a narrow place, which may lead to a major safety accident.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 에너지 저장 시스템의 온도 변화를 감지하여 발열로 인한 에너지 저장 시스템의 폭발을 방지하는 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, it is an object of the present invention to provide an explosion prevention device for an energy storage system regardless of an installation direction that detects a temperature change of the energy storage system and prevents explosion of the energy storage system due to heat generation.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 에너지 저장 시스템의 폭발 방지장치로서, 배터리 모듈에 설치되고, 상기 배터리 모듈의 제1 전원 단자부 및 제2 전원 단자부 중 어느 하나와 상기 배터리 모듈로 전원을 공급하는 전원 케이블 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 배터리 모듈로부터 발생되는 열이 전도되어 일정 온도에 도달하면, 복수의 전극과 전기적으로 연결된 고체 상태의 퓨즈부가 용융(溶融)되어 상기 전극 중 적어도 하나와의 전기적 연결을 단선시켜 상기 배터리 모듈로 공급되는 전원이 차단되도록 동작하는 폭발 방지모듈을 포함한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention is an explosion prevention device of an energy storage system, which is installed in a battery module, and includes any one of the first power terminal part and the second power terminal part of the battery module and the battery module. It is electrically connected between power cables for supplying power, and when heat generated from the battery module is conducted and reaches a certain temperature, the solid state fuse part electrically connected to the plurality of electrodes is melted to melt at least one of the electrodes. and an explosion prevention module operable to cut off an electrical connection with one to cut off power supplied to the battery module.
또한, 상기 실시 예에 따른 폭발 방지모듈은 내부에 수용 공간을 형성한 하우징; 상기 하우징에 설치되고, 복수의 전극을 구비한 제1 단자부; 상기 제1 단자부와 일정 거리 이격되어 설치된 제2 단자부; 상기 하우징의 내부에서 복수의 전극과 전기적으로 연결되는 고체 상태의 저융점 합금을 구비하고, 온도가 상승하면 상기 저융점 합금이 용융되어 상기 복수의 전극 중 적어도 하나와 단선되도록 동작하는 퓨즈부; 및 상기 복수의 전극 중 적어도 하나와 퓨즈부의 단선이 감지되면, 상기 제1 단자부와 제2 단자부 사이의 전기적 연결상태를 차단하는 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the explosion-proof module according to the embodiment includes a housing having an accommodating space therein; a first terminal part installed in the housing and having a plurality of electrodes; a second terminal part installed to be spaced apart from the first terminal part by a predetermined distance; a fuse unit having a low-melting-point alloy in a solid state electrically connected to the plurality of electrodes inside the housing, and the low-melting-point alloy is melted when the temperature rises and operated to disconnect from at least one of the plurality of electrodes; and a circuit unit configured to block an electrical connection state between the first terminal unit and the second terminal unit when disconnection of at least one of the plurality of electrodes and the fuse unit is sensed.
또한, 상기 실시 예에 따른 폭발 방지모듈은 제1 단자부와 제2 단자부 사이에 설치되어 통전 상태 또는 단선 상태를 표시하는 인디케이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the explosion prevention module according to the embodiment is installed between the first terminal portion and the second terminal portion characterized in that it further comprises an indicator for indicating a energized state or a disconnection state.
또한, 상기 실시 예에 따른 하우징은 다면체 형상으로 이루어지고, 상기 전극은 하우징의 내부면에 개별 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the housing according to the embodiment is made of a polyhedral shape, and the electrode is characterized in that it is individually installed on the inner surface of the housing.
또한, 상기 실시 예에 따른 퓨즈부는 하우징의 내부측 모서리와 저융점 합금 사이에 일정 크기의 빈 공간영역을 형성하며 고체 상태를 유지한다.In addition, the fuse unit according to the embodiment forms an empty space region of a certain size between the inner edge of the housing and the low-melting-point alloy and maintains a solid state.
또한, 상기 실시 예에 따른 고체 상태의 저융점 합금은 하우징의 내부면에 설치된 전극 전체와 통전 상태인 것을 특징으로 한다.In addition, the low-melting-point alloy in a solid state according to the embodiment is characterized in that the electric current with the entire electrode installed on the inner surface of the housing.
또한, 상기 실시 예에 따른 회로부는 모든 전극과 저융점 합금이 통전된 상태만 온되고, 상기 전극 중 적어도 하나와 저융점 합금이 단선되면 오프되는 논리회로인 것을 특징으로 한다.In addition, the circuit unit according to the embodiment is characterized in that only the state in which all the electrodes and the low-melting-point alloy are energized is turned on, and is a logic circuit that is turned off when at least one of the electrodes and the low-melting-point alloy are disconnected.
본 발명은 에너지 저장 시스템의 온도 변화를 감지하여 전원회로를 차단함으로써, 발열로 인한 에너지 저장 시스템의 폭발을 방지할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of preventing the explosion of the energy storage system due to heat by detecting the temperature change of the energy storage system and blocking the power circuit.
또한, 본 발명은 과열로 인한 차단 동작 후 폭발 방지 장치의 재사용이 가능한 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that the explosion prevention device can be reused after a shut-off operation due to overheating.
또한, 본 발명은 설치 위치 및 설치 방향에 상관없이 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage that can be used regardless of the installation location and installation direction.
도 1은 일반적인 에너지 저장 시스템의 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구조를 나타낸 예시도.
도 4는 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 5는 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구조를 나타낸 다른 단면도.
도 6은 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 7은 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구성을 나타낸 다른 블록도.
도 8은 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 사용 상태를 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도 9는 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 사용 상태를 설명하기 위해 나타낸 다른 예시도.1 is an exemplary view showing the configuration of a general energy storage system.
2 is a perspective view illustrating an explosion prevention device of an energy storage system regardless of an installation direction according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing the structure of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG. 2 .
4 is a cross-sectional view showing the structure of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG. 2 .
5 is another cross-sectional view showing the structure of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG.
6 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an explosion prevention device of an energy storage system regardless of an installation direction according to the embodiment of FIG. 2 .
FIG. 7 is another block diagram illustrating the configuration of an explosion prevention device of an energy storage system regardless of an installation direction according to the embodiment of FIG. 2 .
FIG. 8 is an exemplary view illustrating a state of use of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG. 2 .
FIG. 9 is another exemplary view to explain the use state of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG. 2 .
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention and the accompanying drawings.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다. Prior to describing the specific content for carrying out the present invention, it should be noted that components not directly related to the technical gist of the present invention are omitted within the scope of not disturbing the technical gist of the present invention.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the terms or words used in the present specification and claims have meanings and concepts consistent with the technical idea of the invention based on the principle that the inventor can define the concept of an appropriate term to best describe his invention. should be interpreted as
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In the present specification, the expression that a part "includes" a certain element does not exclude other elements, but means that other elements may be further included.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.Also, terms such as “… unit”, “… group”, and “… module” mean a unit that processes at least one function or operation, which may be divided into hardware, software, or a combination of the two.
또한, "적어도 하나의" 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다. In addition, the term "at least one" is defined as a term including the singular and the plural, and even if the term at least one does not exist, each element may exist in the singular or plural, and may mean the singular or plural. will be self-evident.
또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시 예에 따라 변경가능하다 할 것이다.In addition, that each component is provided in singular or plural may be changed according to embodiments.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구조를 나타낸 예시도이며, 도 4는 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구조를 나타낸 다른 단면도이며, 도 6은 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 7은 도 2의 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 구성을 나타낸 다른 블록도이다.2 is a perspective view illustrating an explosion prevention device of an energy storage system regardless of an installation direction according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an explosion prevention device of an energy storage system independent of the installation direction according to the embodiment of FIG. 2 4 is a cross-sectional view showing the structure of an explosion prevention device of an energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG. 2 , and FIG. 5 is an installation direction according to the embodiment of FIG. It is another cross-sectional view showing the structure of an explosion prevention device of an unrelated energy storage system, and FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of an explosion prevention device of an energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG. 7 is another block diagram showing the configuration of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to the embodiment of FIG. 2 .
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치는 폭발 방지모듈(100)로서, 배터리 모듈(200)의 외부면에 밀착하여 부착될 수 있다.2 to 7 , the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction according to an embodiment of the present invention is an
또한, 상기 폭발 방지모듈(100)은 상기 배터리 모듈(200)의 제1 전원 단자부(210) 및 제2 전원 단자부(220) 중 어느 하나와 상기 배터리 모듈(200)로 전원을 공급하는 전원 케이블 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 폭발 방지모듈(100)은 배터리 모듈(200)로부터 발생되는 열이 전도되어 일정 온도에 도달하면, 복수의 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)과 전기적으로 연결된 고체 상태의 퓨즈부(140)가 용융(溶融)되어 상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126) 중 적어도 하나와의 전기적 연결을 단선시켜 상기 배터리 모듈(200)로 공급되는 전원이 차단되도록 동작하고, 하우징(110)과, 제1 단자부(120)와, 제2 단자부(130)와, 퓨즈부(140)와, 회로부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the
상기 하우징(110)은 배터리 모듈(200)의 외부면과 밀착되도록 다면체 형상으로 구성된 부재로서, 바람직하게는 육면체 형상으로 구성될 수 있다.The
또한, 상기 하우징(110)은 내부에 수용 공간을 형성하여 제1 단자부(120)와, 제2 단자부(130)와, 퓨즈부(140)가 설치되도록 한다.In addition, the
또한, 상기 하우징(110)은 질화붕소 기반의 열전도성을 가진 열가소성 수지 컴파운드로 구성될 수 있다.Also, the
즉, 상기 하우징(110)은 높은 열전도율을 유지하면서, 용융이 발생된 경우 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)과 전기적으로 단선되도록 상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 제외한 나머지 부분은 열가소성 수지로 구성될 수 있다.That is, the
상기 질화붕소 기반의 열가소성 수지 컴파운드는 충전재로 포함된 질화붕소에 따라 10W/m.K ~ 15W/m.K의 높은 열전도율을 제공할 수 있다.The boron nitride-based thermoplastic resin compound may provide high thermal conductivity of 10W/m.K to 15W/m.K depending on boron nitride included as a filler.
또한, 상기 하우징(110)은 전체를 알루미늄, 구리 등으로 구성할 수도 있고, 배터리 모듈(200)과 밀착되는 일부 측면만 알루미늄 등으로 구성할 수도 있으며, 이때, 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)과 전기적으로 절연 상태를 유지할 수 있도록 하우징(110)은 절연체가 피복될 수 있다.In addition, the
상기 제1 단자부(120)는 일정 길이를 갖는 막대 형상의 부재로서, 전기전도도가 높은 구리 또는 구리를 포함한 합금 등의 금속재로 구성될 수 있다.The first
또한, 상기 제1 단자부(120)는 일부가 하우징(110)의 외부로 노출되도록 설치되고, 나머지는 상기 하우징(110)의 내부에 설치된다.In addition, a part of the first
또한, 상기 제1 단자부(120)는 하우징(110)의 내부 측벽에 각각 설치되는 복수의 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 포함하여 구성될 수 있고, 상기 하우징(110)과 전기적으로 단선된 상태로 구성된다.In addition, the first
본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 육면체 형상의 하우징(110)에 전극을 설치한 구성을 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 변경 실시할 수 있다.In this embodiment, for convenience of explanation, the configuration in which the electrode is installed in the
상기 복수의 전극은 육면체 형상의 하우징(110) 내부 측벽에 각각 제1 전극(121), 제2 전극(122), 제3 전극(123), 제4 전극(124), 제5 전극(125) 및 제6 전극(126)이 설치된다.The plurality of electrodes are respectively formed on the inner sidewalls of the
상기 제1 내지 제 6 전극(121 내지 126)은 퓨즈부(140)와 회로부(150)를 통해 제2 단자부(130)와 전기적으로 연결된 도통 상태를 유지한다.The first to
상기 제2 단자부(130)는 제1 단자부(120)와 일정 거리 이격되어 하우징(110)에 설치되고, 일정 길이를 갖는 막대 형상의 부재로서, 전기전도도가 높은 구리 또는 구리를 포함한 합금 등의 금속재로 구성될 수 있다.The second
또한, 상기 제2 단자부(130)는 일부가 하우징(110)의 외부로 노출되도록 설치되고, 나머지는 상기 하우징(110)의 내부에 설치된다.In addition, a part of the second
상기 퓨즈부(140)는 하우징(110)의 내부에 설치된 제1 내지 제6 전극(121 내지 126)과 전기적으로 연결되는 고체 상태의 저융점 합금(141)을 구비할 수 있다.The
또한, 상기 퓨즈부(140)는 배터리 모듈(200)에서 발생된 열이 전도되어 하우징(110)의 온도가 상승하면, 상기 저융점 합금(141)이 용융되어 상기 제1 내지 제6 전극(121 내지 126) 중 적어도 하나의 전극과 단선된다.In addition, in the
즉, 상기 저융점 합금(141)은 하우징(110)의 내부면에 설치된 제1 전극 내지 제6 전극(121 내지 126) 전체와 통전 상태를 유지하도록 고체 상태를 유지하고, 배터리 모듈(200)의 과열로 전도된 열이 일정 온도, 예를 들면, 150℃에 도달하면 용융된다.That is, the low-melting-
상기 저융점 합금(141)은 땜납분말에 플럭스를 혼합하여 페이스트상을 갖도록 구성되고, 전기전도도가 증가될 수 있도록 알루미늄, 구리 등의 금속재를 포함하여 구성될 수 있다.The low
또한, 상기 저융점 합금(141)은 배터리 모듈(200)의 과열 발생으로 전도된 열로 인해 일정 온도, 예를 들면, 150℃에 도달하면 용융되는 저융점을 갖도록 구성되어 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130) 사이가 전기적으로 단선되도록 한다.In addition, the low
현재 배터리 모듈(200)의 폭발 확률은 섭씨 200℃에서 급격하게 증가하므로, 배터리 모듈(200)의 온도가 200℃ 보다 낮은 150℃의 온도에 도달하면 저융점 합금(141)이 용융되어 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130) 사이가 전기적으로 단선되도록 한다.Since the explosion probability of the
또한, 상기 저융점 합금(141)은 제1 단자부(120)의 제1 내지 제6 전극(121 내지 126)과 회로부(150) 사이를 전기적으로 통전되도록 한다.In addition, the low
또한, 상기 퓨즈부(140)는 하우징(110)의 내부측 모서리와 저융점 합금(141) 사이에 일정 크기의 빈 공간영역(142)을 형성하며 고체 상태를 유지한다.In addition, the
즉, 상기 저융점 합금(141)은 예를 들면, 하우징(110)에 2/3만 충전(充塡)된 다음, 6개의 전극이 모두 통전된 상태를 유지한 상태에서 고체 상태가 되도록 경화하고, 이후 열에 의해 용융되면 하우징(110)의 모서리가 아닌 상부영역에 형성되는 빈 공간영역(142')에 의해 6개의 전극 중 적어도 하나의 전극이 단선되도록 한다.That is, the low-melting-
상기 회로부(150)는 하우징(110)이 내부 또는 외부에 설치될 수 있고, 제1 전극 내지 제6 전극(121 내지 126) 중 적어도 하나의 전극이 퓨즈부(140)와 단선된 것을 감지하면, 오프되어 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130) 사이의 전기적 연결상태가 차단되도록 하고, 제1 회로(151)와, 제2 회로(152)와, 제3 회로(153)와, 제4 회로(154)와, 제5 회로(155)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 제1 회로 내지 제5 회로(151 내지 155)는 논리 회로로서, AND 게이트로 구성될 수 있다.The first to
즉, 제1 회로(151)의 입력단은 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)과 연결되고, 출력단은 제2 회로(152)의 입력으로 제공된다.That is, an input terminal of the
또한 제2 회로(152)의 입력단은 제1 회로(151)의 출력단 및 제3 전극(123)과 연결되고, 출력단은 제3 회로(153)의 입력으로 제공된다.Also, the input terminal of the
또한 제3 회로(153)의 입력단은 제2 회로(152)의 출력단 및 제4 전극(124)과 연결되고, 출력단은 제4 회로(154)의 입력으로 제공된다.In addition, the input terminal of the
또한 제4 회로(154)의 입력단은 제3 회로(153)의 출력단 및 제5 전극(125)과 연결되고, 출력단은 제5 회로(155)의 입력으로 제공된다.Also, the input terminal of the
또한 제5 회로(155)의 입력단은 제4 회로(154)의 출력단 및 제6 전극(126)과 연결되고, 출력단은 제2 단자부(130)와 연결된다In addition, the input terminal of the
따라서, 상기 회로부(150)는 모든 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)과 저융점 합금(141)이 통전된 상태인 경우 온되고, 상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126) 중 적어도 하나와 저융점 합금(141)이 단선되면 오프되어 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130)가 전기적으로 단선되도록 한다.Accordingly, the
한편, 저융점 합금(141)은 과열로 인해 용융된 경우 재가열을 통해 액체 상태로 만든 다음, 하우징(110)의 모서리가 상부로 향하도록 거치시켜 제1 전극 내지 제6 전극(121 내지 126) 전체와 통전 상태가 되도록 재구성한 다음 상온에서 경화시킴으로써, 재사용할 수 있도록 한다.On the other hand, when the low-melting-
또한, 상기 폭발 방지모듈(100)은 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130) 사이에 설치되어 폭발 방지모듈(100)의 통전 상태 또는 단선 상태를 표시하는 디스플레이 수단으로 인디케이터(160)를 추가 구성할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 인디케이터(160)는 LED 등의 발광소자로 구성할 수도 있다.In addition, the
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폭발 방지모듈(100)의 동작과정을 설명한다.The following describes the operation process of the
도 8과 같이, 배터리 모듈(200)의 외부면 일측에 폭발 방지모듈(100)을 밀착시켜 고정하고, 제1 단자부(120)는 커넥터부(300)를 통해 배터리 모듈(200)의 제1 전원 단자부(210)에 전기적으로 접속한다.As shown in FIG. 8 , the explosion-
또한, 폭발 방지모듈(100)의 제2 단자부(130)에는 전원 케이블의 예를 들면, (+) 전원선이 연결되도록 하고, 배터리 모듈(200)의 제2 전원 단자부(220)에는 전원 케이블의 예를 들면, (-) 전원선이 연결되도록 한다.In addition, the second
배터리 모듈(200)이 정상 동작하는 경우 인디케이터(160)는 통전되어 온 됨으로써, 배터리 모듈(200)이 정상 동작 상태임을 표시한다.When the
이후, 배터리 모듈(200)의 과열이 발생하면, 열전도를 통해 폭발 방지모듈(100)의 온도가 상승하고, 일정 온도에 도달하면 퓨즈부(140)의 저융점 합금(141)이 용융되어 상기 저융점 합금(141)과 제1 전극 내지 제6 전극(121 내지 126) 중 적어도 하나의 전극이 단선되면 논리값의 변동으로 회로부(150)는 오프되어 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130)가 전기적으로 단선된다.Then, when overheating of the
또한, 인디케이터(160)는 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130) 사이의 단선으로 인해 오프 됨으로써, 배터리 모듈(200)이 고장 상태임을 표시한다.In addition, the
이후, 상기 폭발 방지모듈(100)은 과열로 인해 저융점 합금(141)이 용융된 경우, 배터리 모듈(200)로부터 분리한 다음 폭발 방지모듈(100)을 재가열시켜 상기 저융점 합금(141)을 액체 상태로 만든다.Thereafter, when the low-melting-
계속해서, 폭발 방지모듈(100)을 하우징(110)의 모서리가 상부에 위치되도록 회전 또는 이동시켜 액체 상태의 저융점 합금(141)이 모든 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)과 통전 상태가 되도록 재구성한 다음 상온에서 경화시킴으로써, 폭발 방지모듈(100)을 재사용할 수 있다.Subsequently, the explosion-
한편, 도 9는 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치의 사용 상태를 설명하기 위해 나타낸 다른 예시도로서, 배터리 모듈(200)의 외부면 일측에 폭발 방지모듈(100)을 밀착시켜 고정하고, 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130)는 전원 케이블(230)의 예를 들면, (+) 전원선과 배터리 모듈(200)의 제1 전원 단자부(210) 사이에 설치된 스위칭부(400)와 전기적으로 접속한다.Meanwhile, FIG. 9 is another exemplary view to explain the use state of the explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction, and the
상기 배터리 모듈(200)의 제2 전원 단자부(220)에는 전원 케이블의 예를 들면, (-) 전원선이 연결되도록 한다.A power cable, for example, a (-) power line, is connected to the
배터리 모듈(200)이 정상동작을 수행하는 경우, 폭발 방지모듈(100)은 스위칭부(400)가 스위칭 온 상태를 유지하여 전원 케이블(230)과 제1 전원 단자부(210)가 전기적으로 접속된 상태를 유지할 수 있도록 한다.When the
이후, 배터리 모듈(200)의 과열이 발생하면, 열전도를 통해 폭발 방지모듈(100)의 온도가 상승하고, 일정 온도에 도달하면 퓨즈부(140)의 저융점 합금(141)이 용융되어 상기 저융점 합금(141)과 제1 전극 내지 제6 전극(121 내지 126) 중 적어도 하나의 전극이 단선되면 논리값의 변동으로 회로부(150)는 오프되어 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130)가 전기적으로 단선됨으로써, 스위칭부(400)는 스위칭 오프 상태가 되어 배터리 모듈(200)로 공급되는 전원이 차단되도록 한다.Then, when overheating of the
따라서, 에너지 저장 시스템의 온도 변화를 감지하여 전원회로를 차단함으로써, 발열로 인한 에너지 저장 시스템 또는 배터리 모듈의 폭발을 방지할 수 있고, 과열로 인한 차단 동작 후 폭발 방지 모듈의 재사용이 가능하며, 설치 위치 및 설치 방향에 상관없이 사용할 수 있게 된다.Therefore, by detecting the temperature change of the energy storage system and blocking the power circuit, the explosion of the energy storage system or the battery module due to heat can be prevented, and the explosion-proof module can be reused after the cut-off operation due to overheating, and installation It can be used irrespective of its location and installation orientation.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In addition, the reference numbers described in the claims of the present invention are provided only for clarity and convenience of explanation, and are not limited thereto, and in the process of describing the embodiment, the thickness of the lines shown in the drawings or the size of components, etc. may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the above-mentioned terms are terms defined in consideration of the functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the interpretation of these terms should be made based on the content throughout this specification. .
또한, 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. In addition, even if it is not explicitly shown or described, a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various types of modifications including the technical idea according to the present invention from the description of the present invention. It is obvious, and this still falls within the scope of the present invention.
또한, 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.In addition, the above embodiments described with reference to the accompanying drawings have been described for the purpose of explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
100 : 폭발 방지 모듈 110 : 하우징
120 : 제1 단자부 121 : 제1 전극
122 : 제2 전극 123 : 제3 전극
124 : 제4 전극 125 : 제5 전극
126 : 제6 전극 130 : 제2 단자부
140 : 퓨즈부 141 : 저융점 합금
142, 142' : 빈 공간영역 150 : 회로부
151 : 제1 회로 152 : 제2 회로
153 : 제3 회로 154 : 제4 회로
155 : 제5 회로 160 : 인디케이터
200 : 배터리 모듈 210 : 제1 전원 단자부
220 : 제2 전원 단자부 230 : 전원 케이블
300 : 커넥터부 400 : 스위칭부100: explosion-proof module 110: housing
120: first terminal part 121: first electrode
122: second electrode 123: third electrode
124: fourth electrode 125: fifth electrode
126: sixth electrode 130: second terminal part
140: fuse unit 141: low melting point alloy
142, 142': empty space area 150: circuit part
151: first circuit 152: second circuit
153: third circuit 154: fourth circuit
155: fifth circuit 160: indicator
200: battery module 210: first power terminal unit
220: second power terminal 230: power cable
300: connector unit 400: switching unit
Claims (6)
상기 하우징(110)의 내부 측벽에 복수의 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)이 각각 설치된 제1 단자부(120);
상기 제1 단자부(120)와 일정 거리 이격되어 설치된 제2 단자부(130);
상기 하우징(110)의 내부에서 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)과 전기적으로 연결되는 고체 상태의 저융점 합금(141)을 구비하고, 온도가 상승하면 상기 저융점 합금(141)이 용융되어 상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126) 중 적어도 하나와 단선되도록 동작하는 퓨즈부(140); 및
상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126) 중 적어도 하나와 퓨즈부(140)의 단선이 감지되면, 상기 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130) 사이의 전기적 연결상태를 차단하는 회로부(150);를 포함하고,
상기 저융점 합금(141)은 상기 하우징(110)에 일부만 충전(充塡)되되,
상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)이 모두 통전된 상태에서 고체 상태로 경화하며, 상기 저융점 합금(141)이 용융되면 하우징(110)의 일부영역에 형성되는 빈 공간영역(142')에 의해 상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126) 중 적어도 하나의 전극이 단선되는 것을 특징으로 하는 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치.a housing 110 having an accommodating space therein;
a first terminal unit 120 having a plurality of electrodes 121, 122, 123, 124, 125, and 126 installed on an inner sidewall of the housing 110, respectively;
a second terminal part 130 installed to be spaced apart from the first terminal part 120 by a predetermined distance;
A low-melting-point alloy 141 in a solid state electrically connected to the electrodes 121, 122, 123, 124, 125, and 126 is provided in the housing 110, and when the temperature rises, the low-melting-point alloy 141 ) is melted and the fuse unit 140 operates so that at least one of the electrodes 121, 122, 123, 124, 125, and 126 is disconnected; and
When a disconnection between at least one of the electrodes 121 , 122 , 123 , 124 , 125 and 126 and the fuse unit 140 is detected, the electrical connection state between the first terminal unit 120 and the second terminal unit 130 is determined. Including a circuit unit 150 to block;
The low melting point alloy 141 is only partially filled in the housing 110,
The electrodes 121 , 122 , 123 , 124 , 125 , and 126 are all cured to a solid state in a energized state, and when the low-melting-point alloy 141 is melted, an empty space region formed in a partial region of the housing 110 . At least one of the electrodes (121, 122, 123, 124, 125, 126) is disconnected by (142').
상기 폭발 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치는 제1 단자부(120)와 제2 단자부(130) 사이에 설치되어 통전 상태 또는 단선 상태를 표시하는 인디케이터(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지장치.The method of claim 1,
The explosion prevention device of the energy storage system regardless of the direction of the explosion installation further includes an indicator 160 installed between the first terminal part 120 and the second terminal part 130 to display an energized state or a disconnection state. Explosion protection devices for energy storage systems regardless of the direction of installation.
상기 하우징(110)은 다면체 형상으로 이루어지고,
상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)은 하우징(110)의 내부면에 개별 설치된 것을 특징으로 하는 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치.4. The method of claim 1 or 3,
The housing 110 is made of a polyhedral shape,
The electrode (121, 122, 123, 124, 125, 126) is an explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction, characterized in that the individual installed on the inner surface of the housing (110).
상기 퓨즈부(140)는 하우징(110)의 내부측 모서리와 저융점 합금(141) 사이에 일정 크기의 빈 공간영역(142)을 형성하며 고체 상태를 유지하되,
상기 고체 상태의 저융점 합금(141)은 하우징(110)의 내부면에 설치된 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126) 전체와 통전 상태인 것을 특징으로 하는 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치.5. The method of claim 4,
The fuse unit 140 forms an empty space region 142 of a certain size between the inner edge of the housing 110 and the low melting point alloy 141 and maintains a solid state,
The low melting point alloy 141 in the solid state is energy storage regardless of the installation direction, characterized in that the entire electrode (121, 122, 123, 124, 125, 126) installed on the inner surface of the housing 110 and the energized state explosion protection of the system.
상기 회로부(150)는 모든 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126)과 저융점 합급(141)이 통전된 상태만 온되고, 상기 전극(121, 122, 123, 124, 125, 126) 중 적어도 하나와 저융점 합금(141)이 단선되면 오프되는 논리회로인 것을 특징으로 하는 설치 방향에 무관한 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치.6. The method of claim 5,
In the circuit unit 150, only all the electrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126 and the low-melting-point alloy 141 are energized, and the electrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126 are turned on. ) of at least one and the low-melting-point alloy 141 is an explosion prevention device of the energy storage system regardless of the installation direction, characterized in that the logic circuit is turned off when the disconnection.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |