KR102556634B1 - 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리팩의 일측면에 배터리팩의 내부로 관통되게 형성된 관통홀에 장착하여 배터리팩의 내부에 화재가 발생시 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하는 것이 특징인 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명 배터리시스템에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치는 파열판을 통해 배터리의 내부로 직접 소화액이나 물을 투입함으로써 화재를 조기에 진압하여 재산상의 손해 및 인명피해를 방지할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치{Thermal runaway fire extinguishing bursting disc device mounted on the battery pack}

본 발명은 열폭주 소화 파열판장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 시스템에 장착되어 열폭주로 인해 화재가 발생하였을 경우 배터리 시스템 내부로 직접 소화액이나 물을 주입시켜 빠른 시간내에 화재를 진압하는 열폭주 소화 파열판장치에 관한 것이다.

현재에는 지구 온난화 등의 영향으로 대부분의 산업은 환경에 대해 매우 중요하게 생각하고 있으며, 자동차 시장 또한 내연기관을 동력으로 하는 자동차를 대신하여 전기를 동력으로 하는 전기자동차로 전환되고 있다.

이러한 전기자동차는 전기가 충전되어 있는 배터리가 매우 중요한 구성이라고 할 수 있으며, 전기자동차에서의 배터리는 열 및 기계적 충격으로부터 보호하고 제어하기 위해 다수의 배터리를 적층한 후 패키징하여 기계부품화하여 사용하게 되는데, 이러한 기계부품을 배터리팩이라고 일컫는다.

상기 배터리팩은 IP69K 등급의 수밀도를 요하고 있어 배터리팩 내부에서 화재가 발생할 경우 외부에서 화재를 빠른 시간 내에 진압하기는 사실상 불가능한 상황이다.

배터리팩이 전소될 정도의 시간인 8~10시간이 지나야 IP69K 등급이 해제되어 배터리팩에 직접 소화액이나 물이 화재를 진압할 수가 있었다.

그 시간동안의 화재 진압의 어려움은 TV나 언론매체를 통하여 수백 차례 언급이 되어 모든 사람들이 주지하고 있는 상황이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1424704호(배터리 팩 화재진압 장치, 등록일자 2014년 07월 23일) 대한민국 등록특허공보 제10-2437707호(차량용 배터리 화재 진화 시스템 및 제어방법, 등록일자 2022년 08월 24일) 대한민국 등록특허공보 제10-2347695호(배터리모듈 화재진압용 스프링클러 노즐, 등록일자 2022년 01월 03일) 대한민국 공개특허공보 제2021-0141806호(화재 진압 수단을 포함하는 배터리 팩, 공개일자 2021년 11월 23일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 배터리팩과 같은 배터리시스템에 열폭주 소화 파열판장치를 장착하여 배터리 시스템 내부에 화재가 발생하였을 경우에 외부에서 소화액이나 물로 화재를 진압하는 것이 아니라 배터리 시스템 내부로 직접 소화액이나 물을 투입하여 화재 원인을 소화시켜 빠른 시간내에 화재를 진압하는 열폭주 소화 파열판장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치는 배터리팩의 일측면에 배터리팩의 내부로 관통되게 형성된 관통홀에 장착하여 배터리팩의 내부에 화재가 발생시 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명 배터리시스템에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치는 파열판을 통해 배터리의 내부로 직접 소화액이나 물을 투입함으로써 화재를 조기에 진압하여 재산상의 손해 및 인명피해를 방지할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치 사용상태도.
도 2는 본 발명 열폭주 소화 파열판장치 구성품 사진.
도 3은 본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치의 몸체 사시도.
도 4은 본 발명 열폭주 소화 파열판장치가 장착되는 배터리팩의 개요도.

본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치는 배터리팩(200)의 일측면에 배터리팩(200)의 내부로 관통되게 형성된 관통홀(210)에 장착하여 배터리팩(200)의 내부에 화재가 발생시 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩(200)의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하는 것이 특징이다.

상기 열폭주 소화 파열판장치(100)는 일면에 개구되어 내부에 공간부(111)가 형성되어 있는 몸체(110)를 공간부(111)가 배터리팩(200)의 관통홀(210)에 대향하도록 배터리팩(200)에 장착하고, 상기 배터리팩(200)의 측면 또는 후면에는 몸체(110)의 공간부(111)로 연통되는 연통구(112)를 형성하여 상기 연통구(112)에는 자동차의 외부로 연결되는 연결호스(140)를 연결하고, 상기 연결호스(140)를 통해 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩(200)의 내부에 화재가 발생하여 배터리팩(200)의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하는 것이 특징이다.

그리고 상기 몸체(110)의 공간부(111)에는 설정된 온도와 압력을 견딜 수 있도록 설계된 파열판 디스크(120)를 장착하여 자동차의 정상적인 운행시 배터리팩(200)의 내부에 발생하는 열은 외부로 차단되도록 하는 것이 특징이다.

또한, 상기 몸체(110)의 공간부(111)가 형성된 내측면에는 단턱(113)을 형성하여 상기 단턱(113)에는 파열판 디스크(120)가 안착되고, 상기 파열판 디스크(120)와 배터리팩(200) 사이에는 오링(130)이 장착되도록 하되, 상기 오링(130)는 배터리팩(200)의 외측면에 접촉되도록 장착되도록 하며, 상기 몸체(110)의 후면에는 몸체(110)의 둘레를 따라 복수개의 볼트공(114)이 일정간격 이격되게 형성되어 있어 상기 볼트공(114)을 통해 결합볼트(170)를 삽입하여 몸체(110)가 배터리팩(200)에 고정장착되도록 함으로써 몸체(110)와 배터리팩(200)은 기밀이 유지되는 것이 특징이다.

또한, 상기 몸체(110)의 연통구(112)의 내측에는 나사선이 형성되고, 상기 연결호스(140)의 일단에는 연통구(112)의 나사선에 나사결합되는 결합부재(141)가 형성되어 있어 몸체(110)와 연결호스(140)의 체결이 용이한 것이 특징이다.

또한, 상기 결합부재(141)가 형성되어 있지 않은 연결호스(140)의 타단에는 물 또는 소화액의 주입이 용이하도록 나팔관(150)이 장착되어 있는 것이 특징이다.

또한, 상기 나팔관(150)에는 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 캡(160)이 장착되어 있는 것이 특징이다.

이하, 본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치 사용상태도, 도 2는 본 발명 열폭주 소화 파열판장치 구성품 사진, 도 3은 본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치의 몸체 사시도, 도 4은 본 발명 열폭주 소화 파열판장치가 장착되는 배터리팩의 개요도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치는 배터리팩(200)의 일측면에 배터리팩(200)의 내부로 관통되게 형성된 관통홀(210)에 배터리팩(200)의 내부에 화재가 발생시 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩(200)의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하는 것이 특징으로 한다.

더욱 상세하게는 본 발명의 열폭주 소화 파열판장치(100)는 일면에 개구되어 내부에 공간부(111)가 형성되어 있는 몸체(110)를 공간부(111)가 배터리팩(200)의 관통홀(210)에 대향하도록 배터리팩(200)에 장착되도록 한다.

상기 배터리팩(200)의 측면 또는 후면에는 몸체(110)의 공간부(111)로 연통되는 연통구(112)를 형성하여 상기 연통구(112)에는 자동차의 외부로 연결되는 연결호스(140)를 연결하여 상기 연결호스(140)를 통해 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩(200)의 내부에 화재가 발생하여 배터리팩(200)의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하도록 한다.

본 발명의 연통구(112)는 도면에 도시되어 있는 바와 같이 몸체(110)의 측면에 형성되어 있다.

특히, 상기 몸체(110)의 공간부(111)에는 설정된 온도와 압력을 견딜 수 있도록 설계된 파열판 디스크(120)를 장착하여 자동차의 정상적인 운행시 배터리팩(200)의 내부에 발생하는 열은 외부로 차단되도록 한다.

바람직하게는 본 발명의 몸체(110)의 공간부(111)가 형성된 내측면에는 단턱(113)을 형성하여 상기 단턱(113)에는 파열판 디스크(120)가 안착되도록 한다.

그리고 상기 파열판 디스크(120)와 배터리팩(200) 사이에는 오링(130)이 장착되고, 상기 오링(130)은 배터리팩(200)의 외측면에 접촉되도록 장착되도록 한다.

또한, 상기 몸체(110)의 후면에는 몸체(110)의 둘레를 따라 복수개의 볼트공(114)이 일정간격 이격되게 형성되어 있어 상기 볼트공(114)을 통해 결합볼트(170)를 삽입하여 몸체(110)가 배터리팩(200)에 고정장착되도록 함으로써 몸체(110)와 배터리팩(200)은 기밀이 유지되도록 하였다.

한편, 본 발명의 몸체(110)의 연통구(112)의 내측에는 나사선이 형성하고, 상기 연결호스(140)의 일단에는 연통구(112)의 나사선에 나사결합되는 결합부재(141)가 형성함으로써 몸체(110)와 연결호스(140)의 체결이 용이하도록 하였다.

이렇게 장착된 연결호스(140)는 자동차의 외부로 연결되도록 하되, 상기 연결호스(140)가 직접적으로 자동차의 외부로 노출되지 않도록 자동차에는 주유구 덮개와 같은 덮개(도면 미도시)를 형성하여 상기 덮개를 개방할 때에만 외부로 노출되도록 하여 화재가 발생하면 덮개를 개방한 후, 연결호스(140)를 통해 물 또는 소화액을 주입하도록 한다.

상기 결합부재(141)가 형성되어 있지 않은 연결호스(140)의 타단에는 물 또는 소화액의 주입이 용이하도록 나팔관(150)이 장착되도록 하고, 상기 나팔관(150)에는 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 캡(160)을 장착하였다.

캡(160)은 화재와 같은 긴급한 사항에서 분리가 용이하도록 억지끼움으로 체결되도록 한다.

이에, 배터리팩(200)의 내부에 화재가 발생할 시 열폭주 소화 파열판장치(100)를 통해 소화액이나 물의 압력을 이용하여 파열판 디스크(120)을 파열시키면서 직접 내부로 진압이 가능하도록 한다.

이때, 파열판 디스크(120)는 0.25~0.3MPa(2.5~3bar)이상의 압력에서 파열되거나 250℃이상에서 녹는 재질을 사용하기에 화재가 발생하였을 시 소방차가 오기 전이라도 주위에서 흔히 볼 수 있는 가정용 소화기(충전압력, 7∼9bar)나 물호스(4bar)를 사용하여 직접 열폭주 소화 파열판장치를 통해 소화액이나 물을 투입하여 화재를 조기에 진압할 수도 있도록 한다.

오링(130)은 화재와 같은 열에 견디는 합성수지 재질로 제작하도록 하되, 파열판 디스크(120)보다는 열에 견디는 재질로 제작하도록 한다.

만약, 파열판 디스크(120)보다 빨리 열에 녹게 되면 몸체(110)의 내부 기밀을 유지하는 것이 어려울 수 있기 때문이다.

파열판 디스크(120)의 제조방법에 대해서는 널리 공지된 기술이기에 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명에서의 몸체(110)와 연결호스(140) 등은 화재와 같은 매우 고온에도 견딜 수 있는 합성수지 또는 금속재질로 제작하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명 배터리시스템에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치는 파열판을 통해 배터리의 내부로 직접 소화액이나 물을 투입함으로써 화재를 조기에 진압하여 재산상의 손해 및 인명피해를 방지할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

100. 열폭주 소화 파열판장치
110. 몸체(BODY) 111. 공간부 112. 연통구
113. 단턱 114. 볼트공
120. 파열판 디스크
130. 오링(O-RING)
140. 연결호스 141. 결합부재
150. 나팔관
160. 캡
170. 결합볼트
200. 배터리팩 210. 관통홀

Claims (7)

1. 배터리팩(200)의 일측면에 배터리팩(200)의 내부로 관통되게 형성된 관통홀(210)에 장착하여 배터리팩(200)의 내부에 화재가 발생시 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩(200)의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하는 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치에 있어서,
   상기 열폭주 소화 파열판장치(100)는 일면이 개구되어 내부에 공간부(111)가 형성되어 있는 몸체(110)를 그 공간부(111)가 배터리팩(200)의 관통홀(210)에 대향하도록 배터리팩(200)에 장착하고, 상기 몸체(110)의 측면 또는 후면에는 몸체(110)의 공간부(111)로 연통되는 연통구(112)를 형성하여 상기 연통구(112)에는 자동차의 외부로 연결되는 연결호스(140)를 연결하고, 상기 연결호스(140)를 통해 물 또는 소화액을 주입함으로써 배터리팩(200)의 내부에 화재가 발생하여 배터리팩(200)의 내부에 열폭주가 발생하는 것을 방지하도록 하되,
   상기 몸체(110)의 공간부(111)에는 온도는 250℃ 이상에서 녹고 압력은 0.25~0.3MPa(2.5~3bar) 사이에서 파열되게 설계된 파열판 디스크(120)를 장착하여 자동차의 정상적인 운행시 배터리팩(200)의 내부에 발생하는 열은 외부로 차단되도록 하며, 화재시에는 가정용 소화기(충전압력, 7∼9bar)나 물호스(4bar)를 사용하여 직접 열폭주 소화 파열판장치(100)를 통해 소화액이나 물을 투입하여 화재를 조기에 진압할 수 있도록 한 것으로,
   상기 몸체(110)의 공간부(111)가 형성된 내측면에는 단턱(113)을 형성하여 상기 단턱(113)에는 파열판 디스크(120)가 안착되고, 상기 파열판 디스크(120)와 배터리팩(200) 사이에는 파열판 디스크(120)보다는 열에 견디는 합성수지 재질로 제작된 오링(130)이 장착되도록 하되, 상기 오링(130)는 배터리팩(200)의 외측면에 접촉되도록 장착되도록 하며,
   상기 몸체(110)의 후면에는 몸체(110)의 둘레를 따라 복수개의 볼트공(114)이 일정간격 이격되게 형성되어 있어 상기 볼트공(114)을 통해 결합볼트(170)를 삽입하여 몸체(110)가 배터리팩(200)에 고정장착되도록 함으로써 몸체(110)와 배터리팩(200)은 기밀이 유지되도록 하며,
   상기 몸체(110)의 연통구(112)의 내측에는 나사선이 형성되고, 상기 연결호스(140)의 일단에는 연통구(112)의 나사선에 나사결합되는 결합부재(141)가 형성되어 있어 몸체(110)와 연결호스(140)의 체결이 용이하도록 하며,
   상기 결합부재(141)가 형성되어 있지 않은 연결호스(140)의 타단에는 물 또는 소화액의 주입이 용이하도록 나팔관(150)이 장착하도록 하되, 상기 나팔관(150)에는 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 캡(160)이 장착되어 있는 것으로, 상기 연결호스(140)는 자동차의 외부로 연결되도록 하되, 상기 연결호스(140)가 직접적으로 자동차의 외부로 노출되지 않도록 자동차에는 주유규 덮개와 같은 덮개를 형성하여 상기 덮개를 개방할 때에만 외부로 노출되도록 하여 화재가 발생하면 덮개를 개방한 후, 연결호스(140)를 통해 물 또는 소화액을 주입하도록 한 것이 특징인 배터리팩에 장착되는 열폭주 소화 파열판장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images