KR102490611B1 - Battery system with fire-off function - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소화 기능을 구비한 배터리 시스템에 관한 것으로, 기설정된 거리를 두고 배열되어 설치되는 복수개의 배터리 셀; 및 소화액이 수용되고 상기 배터리 셀 사이에 구비되며, 상기 배터리 셀에서 발생되는 화재에 의해 용융되어 내부에 수용중인 소화액이 화재가 발생된 배터리 셀에 분출되는 소화액 저장부;를 포함한다. The present invention relates to a battery system having a fire extinguishing function, comprising: a plurality of battery cells arranged and installed at a predetermined distance; and an extinguishing liquid storage unit in which the extinguishing liquid is accommodated and provided between the battery cells, melted by a fire generated in the battery cells, and ejecting the extinguishing liquid contained therein to the battery cell where the fire has occurred.

Description

소화 기능을 구비한 배터리 시스템{BATTERY SYSTEM WITH FIRE-OFF FUNCTION}Battery system with fire extinguishing function {BATTERY SYSTEM WITH FIRE-OFF FUNCTION}

본 발명은 소화 기능을 구비한 배터리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 배터리의 발화 지점에 소화액이 직접 분사되어 배터리에 발생된 화재를 진화하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a battery system having a fire extinguishing function, and more particularly, to a battery system having a fire extinguishing function for extinguishing a fire in a battery by directly spraying a fire extinguishing liquid at an ignition point of a high voltage battery.

종래 고전압 배터리 시스템은 배터리 모듈내 배터리 셀 냉각을 위해 공냉식 또는 수냉식 구조를 통해 배터리 셀 냉각을 위한 유로를 형성하고 있다. A conventional high voltage battery system forms a flow path for cooling battery cells through an air-cooling or water-cooling structure to cool battery cells in a battery module.

이러한 종래 고전압 배터리 시스템의 냉각 장치는 수냉식 구조의 냉각 유로가 배터리 셀과 일정거리 떨어진 위치에 설치되어 있기 때문에 충격 및 관통에 의해 배터리 모듈이 손상되어 발생되는 발화 또는 배터리 모듈의 과충전에 의해 배터리 셀이 발화되어 화재를 진압할 때 수냉식 냉각 유로에서 제공되는 바람에 의해 화재가 인접 배터리 셀 또는 모듈로 전파될 수 있는 문제가 있다. Since the cooling device of the conventional high-voltage battery system has a water-cooled cooling channel installed at a certain distance from the battery cell, the battery cell is damaged due to ignition or overcharging of the battery module due to damage to the battery module due to impact or penetration. When the fire is ignited and the fire is extinguished, there is a problem in that the fire may be propagated to adjacent battery cells or modules by wind provided from the water-cooled cooling passage.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 셀의 발화 지점에 직접 소화액이 분사되어 배터리 셀의 화재를 진화할 수 있는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 제공하고자 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery system having a fire extinguishing function capable of extinguishing a fire in a battery cell by directly spraying a fire extinguishing liquid at an ignition point of a battery cell.

또한, 본 발명의 다른 목적은 화재 발생시 고압의 소화액이 배터리의 발화 지점에 배출될 수 있도록, 소화액 순환기를 통해 소화액의 압력을 유지하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 제공하고자 한다. In addition, another object of the present invention is to provide a battery system having a fire extinguishing function that maintains the pressure of the extinguishing fluid through a extinguishing fluid circulator so that the high-pressure extinguishing fluid can be discharged to the ignition point of the battery when a fire occurs.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템은 기설정된 거리를 두고 배열되어 설치되는 복수개의 배터리 팩; 및 소화액이 수용되고 상기 배터리 팩 사이에 구비되며, 상기 배터리 팩에서 발생되는 화재에 의해 용융되어 내부에 수용중인 소화액이 화재가 발생된 배터리 팩에 분출되는 소화액 저장부;를 포함한다. A battery system having a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of battery packs arranged and installed at a predetermined distance; and an extinguishing liquid storage unit in which the extinguishing liquid is accommodated and provided between the battery packs, melted by a fire generated in the battery pack, and ejecting the extinguishing liquid contained therein to the battery pack where the fire occurs.

본 발명의 일 실시예에 채용된 상기 소화액 저장부는, 몸체가 열전도성을 보장하면서 화재 온도에 의해 용융될 수 있는 소재인 것이 바람직하다. The fire extinguishing liquid storage unit employed in one embodiment of the present invention is preferably a material that can be melted by the fire temperature while ensuring thermal conductivity of the body.

그리고, 상기 소화액은, 발화 부위에 분사된 후 점착되는 것이 바람직하다. And, it is preferable that the fire extinguishing fluid adheres after spraying to the ignition site.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 소화액 저장부들을 연결하는 소화액 유로; 및 상기 소화액 유로와 연결되어 소화액을 공급하여 소화액의 압력을 유지하는 소화액 순환기;를 더 포함할 수 있다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the digestive fluid flow path connecting the digestive fluid storage units; and a digestive fluid circulator connected to the digestive fluid passage to supply the digestive fluid and maintain the pressure of the digestive fluid.

또한, 상기 소화액 유로에 인가되는 압력을 검출하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 소화액 순환기는 상기 압력센서를 통해 검출한 소화액의 압력 정보에 따라 밸브를 개폐하여 소화액의 압력을 조절할 수 있다. In addition, a pressure sensor for detecting pressure applied to the digestive fluid passage may be further included, and the digestive fluid circulator may adjust the pressure of the digestive fluid by opening and closing the valve according to the pressure information of the digestive fluid detected through the pressure sensor.

그리고, 상기 소화액 순환기는, 상기 압력센서로부터 소화액의 압력이 감소할 경우, 배터리 관리 시스템에 압력 정보를 보고할 수 있다. The digestive fluid circulator may report pressure information to a battery management system when the pressure of the digestive fluid decreases from the pressure sensor.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 배터리 셀에 화재가 발생하더라도 배터리 셀 사이에 구비된 소화액 저장부가 화재에 의해 용융되고, 그 용융된 부분을 통해 소화액이 화재가 발생한 배터리 셀에 부분에 배출되어 소화할 수 있는 효과가 있다. According to one embodiment of the present invention, even if a fire occurs in a plurality of battery cells, the extinguishing liquid storage unit provided between the battery cells is melted by the fire, and the extinguishing liquid is discharged to the portion of the battery cell where the fire has occurred through the melted portion. There is an effect that can be digested.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템의 모니터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a view for explaining a battery system having a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view illustrating a battery system having a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a battery system having a fire extinguishing function according to another embodiment of the present invention.
4 is a plan view illustrating a battery system having a fire extinguishing function according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of monitoring a battery system having a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Meanwhile, terms used in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 평면도이다. 1 is a view for explaining a battery system with a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view for explaining a battery system with a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템은 복수개의 배터리 셀(100)과 복수개의 소화액 저장부(200)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIGS. 1 and 2 , a battery system having a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells 100 and a plurality of extinguishing fluid storage units 200 .

복수개의 배터리 셀(100)은 기설정된 거리를 두고 배열되어 설치된다. 이러한 복수개의 배터리 셀(100)들은 버스바(110)를 통해 연결되는 것이 바람직하다. A plurality of battery cells 100 are arranged and installed at a predetermined distance. It is preferable that these plurality of battery cells 100 are connected through a bus bar 110 .

소화액 저장부(200)는 상기 배터리 셀(100) 사이에 각각 구비되고, 내부에 소화액이 수용된다. 이러한 소화액 저장부(200)는 상기 배터리 셀(100)에서 화재가 발생된 부분이 화재에 의해 용융되어 내부에 수용중인 소화액이 화재가 발생된 배터리 셀(100)에 분출될 수 있도록, 몸체가 열전도성을 보장하면서 화재 온도에 의해 용융될 수 있는 소재인 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하나 그 재질을 한정하지는 않는다. 그리고 상기 소화액은 발화 부위에 분사된 후 점착되는 것이 바람직하다. The digestive fluid storage unit 200 is provided between the battery cells 100, respectively, and the digestive fluid is accommodated therein. The extinguishing liquid storage unit 200 has a body that is thermally conductive so that the fire-generated part of the battery cell 100 is melted by the fire so that the extinguishing liquid contained therein can be ejected to the battery cell 100 where the fire has occurred. It is preferable to use a thermoplastic resin, which is a material that can be melted by fire temperature while ensuring conductivity, but the material is not limited. And, it is preferable that the fire extinguishing liquid is adhered after spraying to the ignition site.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개의 배터리 셀(100)에 화재가 발생하더라도 배터리 셀(100) 사이에 구비된 소화액 저장부(200)가 화재에 의해 용융되고, 그 용융된 부분을 통해 소화액이 화재가 발생한 배터리 셀(100)에 부분에 배출되어 소화할 수 있는 효과가 있다. According to one embodiment of the present invention, even if a fire occurs in the plurality of battery cells 100, the extinguishing liquid storage unit 200 provided between the battery cells 100 is melted by the fire, and the extinguishing liquid through the melted part There is an effect of being discharged to the part of the battery cell 100 where the fire occurred and extinguishing it.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템을 설명하기 위한 평면도이다. 3 is a view for explaining a battery system with a fire extinguishing function according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view for explaining a battery system with a fire extinguishing function according to another embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 소화액 유로(300)와 소화액 순환기(400)를 더 포함한다. 이에 일실시예에서 설명한 배터리 셀(100)과 소화액 저장부(200)에 대한 설명은 생략하기로 한다. As shown in FIGS. 3 and 4 , in another embodiment of the present invention, a digestive fluid passage 300 and a digestive fluid circulator 400 are further included. Accordingly, descriptions of the battery cell 100 and the digestive fluid storage unit 200 described in the exemplary embodiment will be omitted.

이에, 소화액 유로(300)는 소화액 저장부(200)들을 연결하고, 소화액 순환기(400)를 통해 제공되는 소화액이 공급될 수 있는 유로를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 소화액 유로(300)는 다양한 형상으로 소화액 저장부(200)와 연결될 수 있다. 즉, 소화액 유로(300)는 소화액 저장부(200)에 소화액 순환기(400)와 직렬로 연결될 수도 있고, 상기 소화액 저장부(200)에 소화액 순환기(400)와 병렬로 연결될 수도 있다. 한편, 소화액 유로(300) 또한 소화액 저장부(200)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. Therefore, it is preferable that the digestive fluid passage 300 connects the digestive fluid storage units 200 and forms a passage through which the digestive fluid provided through the digestive fluid circulator 400 can be supplied. The digestive fluid passage 300 may be connected to the digestive fluid storage unit 200 in various shapes. That is, the digestive fluid passage 300 may be connected to the digestive fluid storage unit 200 in series with the digestive fluid circulator 400 or connected to the digestive fluid storage unit 200 and the digestive fluid circulator 400 in parallel. Meanwhile, the digestive fluid passage 300 may also be made of the same material as the digestive fluid storage unit 200 .

그리고 소화액 순환기(400)는 소화액 유로(300)와 연결되어 소화액을 공급하고, 소화액 저장부(200) 및 소화액 유로(300)의 소화액 압력을 유지하는 역할을 한다. And the digestive fluid circulator 400 is connected to the digestive fluid passage 300 to supply digestive fluid and serves to maintain the digestive fluid pressure of the digestive fluid storage unit 200 and the digestive fluid passage 300 .

이러한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배터리 셀(100)의 발화가 지속되더라도 소화액 순환기(400)를 통해 소화액의 압력을 유지시켜 발화 부위에 지속적인 소화액의 투입이 가능한 장점이 있다. According to another embodiment of the present invention, even if the ignition of the battery cell 100 continues, the pressure of the digestive fluid is maintained through the digestive fluid circulator 400 so that the digestive fluid can be continuously injected into the ignition site.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 소화액 유로(300)에 인가되는 압력을 검출하는 압력센서(500)를 더 포함하고, 상기 소화액 순환기(400)는 상기 압력센서(500)를 통해 검출한 소화액의 압력 정보에 따라 밸브를 개폐하여 소화액의 압력을 조절할 수 있다. Meanwhile, in another embodiment of the present invention, a pressure sensor 500 for detecting a pressure applied to the digestive fluid passage 300 is further included, and the digestive fluid circulator 400 generates the digestive fluid detected through the pressure sensor 500. The pressure of the digestive fluid can be adjusted by opening and closing the valve according to the pressure information.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템의 모니터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of monitoring a battery system having a fire extinguishing function according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 소화액 순환기(400)는, 배터리 팩(110)의 배터리 셀(100) 중 하나에 화재가 발생(S110)하여 배터리 셀(100)의 발화점 인근의 소화액 저장부(200)가 용융되고, 발화점 인근의 소화액 저장부(200) 내에 수용중인 소화액이 발화된 배터리 셀(100)에 분사된다. As shown in FIG. 5, the fire extinguishing fluid circulator 400 causes a fire in one of the battery cells 100 of the battery pack 110 (S110), and the fire extinguishing fluid storage unit 200 near the ignition point of the battery cell 100 ) is melted, and the extinguishing fluid contained in the extinguishing fluid storage unit 200 near the ignition point is sprayed to the ignited battery cell 100.

이에, 소화액 유로(300)에 설치된 압력센서(500)는 소화액의 압력이 감소함을 감지(S130)하고, 소화액 순환기(400)는 배터리 관리 장치에 압력 정보를 보고한다(S140). Accordingly, the pressure sensor 500 installed in the digestive fluid passage 300 detects that the pressure of the digestive fluid decreases (S130), and the digestive fluid circulator 400 reports the pressure information to the battery management device (S140).

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소화액 저장부(200) 및 소화액 유로(300)의 소화액 압력을 감지하여 배터리 관리 장치에 제공함으로써, 배터리 셀(100)의 모니터링을 가능하게 할 뿐만 아니라, 배터리 셀(100)의 화재 관리를 용이하게 하는 장점이 있다. As such, according to one embodiment of the present invention, the pressure of the digestive fluid of the digestive fluid storage unit 200 and the digestive fluid passage 300 is sensed and provided to the battery management device, thereby enabling monitoring of the battery cell 100 as well as , there is an advantage of facilitating fire management of the battery cell 100.

또한, 일반적으로 배터리 관리 장치가 배터리 팩의 전기적 특성을 통해서만 배터리의 장애 여부를 관리함에 더하여 배터리 팩의 소화액 저장부 및 소화액 유로의 소화액 압력 정보를 제공받음으로써, 더욱 신뢰성 높은 배터리 팩의 모니터링이 가능해지는 장점이 있다. In addition, in general, the battery management device manages whether or not the battery is faulty only through the electrical characteristics of the battery pack, and more reliable monitoring of the battery pack is possible by receiving information on the extinguishing fluid storage unit of the battery pack and the extinguishing fluid pressure in the extinguishing fluid passage. There is an advantage to canceling.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.In the above, the configuration of the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, but this is only an example, and various modifications and changes within the scope of the technical idea of the present invention to those skilled in the art to which the present invention belongs Of course this is possible. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the description of the claims below.

100 : 배터리 셀 200 : 소화액 저장부
300 : 소화액 유로 400 : 소화액 순환기
500 : 압력센서 100: battery cell 200: digestive fluid storage unit
300: digestive fluid flow 400: digestive fluid circulator
500: pressure sensor

Claims (6)

기설정된 거리를 두고 배열되어 설치되는 복수개의 배터리 셀; 및
소화액이 수용되고 상기 배터리 셀 사이에 구비되며, 상기 배터리 셀에서 발생되는 화재에 의해 용융되어 내부에 수용중인 소화액이 화재가 발생된 배터리 셀에 분출되는 소화액 저장부;를 포함하되,
상기 소화액 저장부들을 연결하는 소화액 유로; 및 상기 소화액 유로와 연결되어 소화액을 공급하여 소화액의 압력을 유지하는 소화액 순환기;를 포함하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.

A plurality of battery cells arranged and installed at a predetermined distance; and
An extinguishing liquid storage unit in which the extinguishing liquid is accommodated and provided between the battery cells, melted by the fire generated in the battery cell, and the extinguishing liquid accommodated therein is ejected to the battery cell where the fire occurs,
a digestive fluid passage connecting the digestive fluid storage units; and a digestive fluid circulator connected to the digestive fluid passage to supply the digestive fluid and maintain the pressure of the digestive fluid.

 제 1항에 있어서,
상기 소화액 저장부는,
몸체가 열전도성을 보장하면서 화재 온도에 의해 용융될 수 있는 소재인 것을 특징으로 하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.
According to claim 1,
The digestive fluid storage unit,
A battery system with a fire extinguishing function, characterized in that the body is a material that can be melted by the fire temperature while ensuring thermal conductivity.
 제 1항에 있어서,
제 1항에 있어서,
상기 소화액은,
발화 부위에 분사된 후 점착되는 것을 특징으로 하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.
According to claim 1,
According to claim 1,
The digestive fluid is
A battery system with a fire extinguishing function, characterized in that it is sprayed on the ignition site and then adhered.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 소화액 유로에 인가되는 압력을 검출하는 압력센서를 더 포함하고,
상기 소화액 순환기는,
상기 압력센서를 통해 검출한 소화액의 압력 정보에 따라 밸브를 개폐하여 소화액의 압력을 조절하는 것인 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.
According to claim 1,
Further comprising a pressure sensor for detecting the pressure applied to the digestive fluid flow path,
The digestive juice circulator,
A battery system having a fire extinguishing function, wherein the pressure of the fire extinguishing fluid is adjusted by opening and closing the valve according to the pressure information of the fire extinguishing fluid detected through the pressure sensor.
 제 5항에 있어서,
상기 소화액 순환기는,
상기 압력센서로부터 소화액의 압력이 감소할 경우, 배터리 관리 시스템에 압력 정보를 보고하는 것인 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.

According to claim 5,
The digestive juice circulator,
A battery system having a fire extinguishing function that reports pressure information to a battery management system when the pressure of the fire extinguishing fluid from the pressure sensor decreases.
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