KR102375514B1 - 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩 - Google Patents

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Abstract

소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩이 개시된다. 본 발명의 일측면에 따른 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩은, 복수개의 배터리셀이 내장되는 본체; 및 본체 내에 삽입되는 배터리셀들 사이사이에 구비되어 화재 시의 열에 반응하여 소화약제를 분사하는 소화약제부를 포함한다.

Description

소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩{Battery pack for electric vehicle equipped with fire extinguishing means}
본 발명은 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩에 관한 것이다.
최근에는 배터리를 이용한 전기자동차가 급증하고 있다. 그러나 배터리 화재가 종종 발생하고 있는데, 스파크나 누전 등으로 인한 화재의 발생은 거의 예측할 수 없는 상황에 있다. 따라서, 화재에 대한 대비가 필요한 실정이다.
전기자동차용 배터리는 다수의 배터리 셀이 연결된 배터리팩이 여러개 장착되는형태인데, 하나의 배터리셀에서 화재가 발생하더라도 연결된 다른 배터리셀 또는 배터리팩으로 급속히 화재가 번지게 되는 것이 문제이다.
대한민국 등록특허 제10-2301921 전기자동차 화재 안전장치 시스템
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소화약제를 구비함으로써 발생된 화재를 즉각 소화할 수 있는 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 배터리셀 단위로 화재에 대응함으로써 화재의 전파를 차단하는 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 화재가 발생된 배터리셀을 격리시켜 다른 배터리셀들로의 피해를 줄일 수 있는 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수개의 배터리셀이 내장되는 본체; 및 상기 본체 내에 삽입되는 배터리셀들 사이사이에 구비되어 화재 시의 열에 반응하여 소화약제를 분사하는 소화약제부를 포함하는, 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩이 제공된다.
여기서, 상기 본체의 상단에 구비된 뚜겅 내부측에 구비되는 제2 소화약제부를 더 포함한다.
또한, 상기 제2 소화약제부는 상기 배터리셀 각각에 대응되는 위치에 각각 구분되어 구비된다.
또한, 화재가 발생된 배터리셀이 상기 본체의 하단을 통해 중력에 의해 외부로 이탈되도록, 상기 본체 하단 전부 또는 일부는 일정온도 이상에서 녹거나 타는 재질의 이탈부가 형성된다.
또한, 상기 이탈부는 내부에 소화약제가 구비된 캡슐형 소화약제이다.
또한, 상기 본체의 하단으로 이탈되어 떨어진 배터리셀의 화재를 소화하기 위한 소화약제가 담긴 보조본체를 더 포함한다.
또한, 상기 보조본체의 하단에는 상기 본체에서 이탈되어 떨어진 배터리셀에 의한 압력을 센싱하는 압력센서가 구비된다.
또한, 상기 본체의 외부에는 차량에 고정되기 위한 차량고정부가 구비되되, 일정시간 화재에 노출되는 경우 차량 외부로 이탈되도록, 상기 차량고정부는 일부 또는 전부가 화재에 의한 열에 녹거나 타는 재질로 형성된다.
본 발명에 따르면, 소화약제를 구비함으로써 발생된 화재를 즉각 소화할 수 있는 전기자동차용 배터리팩을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 배터리셀 단위로 화재에 대응함으로써 화재의 전파를 차단하는 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 화재가 발생된 배터리셀을 격리하여 다른 배터리셀들을 재활용할 수 있는 배터리팩을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 각 실시예에 따른 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩을 도시한 정단면도들.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 시 이탈을 위한 차량고정부가 구비된 배터리팩을 도시한 정단면도 및 차량장착 예시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 후술될 제1 임계값, 제2 임계값 등의 용어는 실질적으로는 각각 상이하거나 일부는 동일한 값인 임계값들로 미리 지정될 수 있으나, 임계값이라는 동일한 단어로 표현될 때 혼동의 여지가 있으므로 구분의 편의상 제1, 제2 등의 용어를 병기하기로 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 각 실시예에 따른 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩을 도시한 정단면도들이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리팩은 본체(10), 복수개의 배터리셀(20) 및 배터리셀(20)들 사이사이에 구비되는 소화약제부(30)를 포함한다.
소화약제부(30)는 화재에 의한 열에 반응하여 일정온도 이상이 되면 소화약제를 분사한다. 배터리셀(20)들 사이사이에 소화약제부(30)가 구비됨으로 인해 하나의 배터리셀(20)에 화재가 발생하더라도 다른 배터리셀(20)로의 화재전파를 최소화할 수 있다.
일례에 따르면, 소화약제부(30)는 패치형 소화약제일 수 있다. 즉, 배터리셀(20)의 측면에 부착되는 형태로 제작되어, 내부 캡슐이 90~120도 이상 온도 상승 시에 터지면서 소화약제가 분사된다.
그리고, 본체 뚜껑이 도시된 도 2를 참조하면, 본체(10)의 상단에 구비된 뚜껑(12) 내부측에 구비되는 제2 소화약제부(32)를 더 포함한다. 도면과 같이 제2 소화약제부(32)는 각 배터리셀에 대응되도록 분리되어 각각 구비된다. 하나의 배터리셀 화재 시 대응된 제2 소화약제부(32)만이 소화약제를 분사하도록 하여 다른 배터리셀로 소화약제가 분사되는 것을 최소화한다.
또 다른 실시예에 따르면, 화재가 발생된 배터리셀(20)이 본체(10)의 하단을 통해 중력에 의해 외부로 이탈되도록, 본체(10)의 하단 전부 또는 일부는 일정온도 이상에서 녹거나 타는 재질로 형성된다.
이에 따른 실시예를 도시한 도 3을 참조하면, 배터리셀(20)이 내장되는 본체(10)의 하단(310) 중 일부는 화재 시 녹거나 타는 재질인 이탈부(320)가 형성되는데, 이탈부(320)는 예를 들어 플라스틱과 같은 고분자 화학물질 또는 유리 등일 수 있으며 물론 이에 한정되는 것은 아니다.
이탈부(320)가 대응된 배터리셀의 화재에 의해 녹거나 타버리면, 이탈부(320) 자리에 홀이 생기면서 화재발생 배터리셀이 홀을 통해 아래로 이탈되도록 하는 것이다. 이에 따르면, 화재 발생된 배터리셀을 외부로 이탈시킴으로써, 화재의 전파를 최소화할 수 있다.
또한, 이탈부(320)도 화재시 소화약제를 감싸고 있는 캡슐 표피가 녹아 터지면서 소화약제를 분사하는 제3 소화약제부로서 형성될 수도 있다. 즉, 캡슐형 소화약제인 이탈부(320)가 화재 시에 소화약제를 분사하고 나면 이탈부 자리에 홀이 생기도록 하는 것이다.
그리고, 도면과 같이, 본체(10)의 하단으로 이탈되어 떨어진 배터리셀(20)의 화재를 보다 확실히 소화하기 위한 소화약제가 담긴 보조본체(300)가 더 구비될 수 있다.
또한, 보조본체(300)의 하단에는 본체(10)에서 이탈되어 떨어진 배터리셀(20)에 의한 압력을 센싱하기 위한 압력센서(330)가 구비된다.
전기자동차 시스템에서는 알 수 없는 배터리팩에서의 화재 발생을 인식하기 위한 것이다. 즉, 화재에 의해 보조본체(300)로 배터리셀(20)이 이탈되면, 압력센서(330)에 의한 센싱정보를 취득한 자동차 시스템은 배터리팩에서의 화재발생을 인식할 수 있게 된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 시 이탈을 위한 차량고정부가 구비된 배터리팩을 도시한 정단면도 및 차량장착 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리팩은 본체(10)의 외부측에 차량에 고정되기 위한 차량고정부(400)가 구비된다. 특히, 차량고정부(400)는 일정시간 이상 화재에 노출되는 경우 일부 또는 전부가 열에 녹거나 타는 재질로 형성된다.
그리고, 본 실시예에 따른 배터리팩들이 차량에 장착된 형태를 도시한 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리팩 외부에 화재가 발생되는 경우, 그 열에 의해 차량고정부(400)가 녹거나 타버려 참조번호 500과 같이 일부 배터리팩이 차량 밑으로 이탈되며, 그로 인해 해당 배터리팩(500) 내부의 배터리셀로의 화재 전파를 차단한다. 또한, 배터리팩 내부 배터리셀에 발생된 화재가 소화되지 않고 외부로까지 열이 오랜시간 전달되는 경우, 배터리팩이 차량으로부터 이탈되어 차량 자체에 화재가 전파되는 것을 차단할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 본체
20 : 배터리셀
30 : 소화약제부
320 : 이탈부

Claims (8)

  1. 복수개의 배터리셀이 내장되며, 하단에는 각 배터리셀에 대응되도록 구비되며 일정온도 이상에서 녹거나 타는 재질이며 내부에 소화약제가 구비된 이탈부가 형성되어, 화재가 발생된 배터리셀이 상기 이탈부로 인해 형성되는 홀을 통해 중력에 의해 아래로 이탈되도록 하는 본체;
    상기 본체 내에 삽입되는 배터리셀들 사이사이에 구비되어 화재 시의 열에 반응하여 소화약제를 분사하는 소화약제부; 및
    상기 본체의 하단으로 이탈되어 떨어진 배터리셀의 화재를 소화하기 위한 소화약제가 담긴 보조본체를 포함하는, 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 상단에 구비된 뚜겅 내부측에 구비되는 제2 소화약제부를 더 포함하는, 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 소화약제부는 상기 배터리셀 각각에 대응되는 위치에 각각 구분되어 구비되는, 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조본체의 하단에는 상기 본체에서 이탈되어 떨어진 배터리셀에 의한 압력을 센싱하는 압력센서가 구비되는, 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 외부에는 차량에 고정되기 위한 차량고정부가 구비되되,
    일정시간 화재에 노출되는 경우 차량 외부로 이탈되도록, 상기 차량고정부는 일부 또는 전부가 화재에 의한 열에 녹거나 타는 재질로 형성되는, 소화수단이 구비된 전기자동차용 배터리팩.
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