KR20190041725A - Battery Module Having Extinguishing Apparatus - Google Patents

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KR20190041725A
KR20190041725A KR1020170133314A KR20170133314A KR20190041725A KR 20190041725 A KR20190041725 A KR 20190041725A KR 1020170133314 A KR1020170133314 A KR 1020170133314A KR 20170133314 A KR20170133314 A KR 20170133314A KR 20190041725 A KR20190041725 A KR 20190041725A
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Abstract

A battery module having a fire extinguishing apparatus is disclosed. According to an embodiment of the present invention, a battery module comprises: a battery cell stack in which two or more battery cells are stacked and arranged so as to be adjacent to each other in the lateral direction; and a fire extinguisher which is located adjacent to the battery cells and is driven at an abnormal operating temperature higher than a normal operating temperature range so as to spray extinguish gas. Even in the case where heat or a fire occurs in some of the battery cells, the fire extinguisher can be operated to block or maximally delay the phenomenon affecting other adjacent battery cells.

Description

소화 장치를 구비한 전지 모듈 {Battery Module Having Extinguishing Apparatus}[0001] The present invention relates to a battery module having a fire extinguishing device,

본 발명의 실시예들은 소화 장치를 구비한 전지 모듈과 관련된다.Embodiments of the present invention relate to a battery module having a fire extinguishing device.

최근 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV)등의 동력원으로서도 주목받고 있다.A rechargeable secondary battery is widely used as an energy source for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 1개 내지 4개의 전지셀들이 사용됨에 비해, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈이 사용된다.In a small mobile device, one to four battery cells are used per device. In contrast, a middle- or large-sized device such as an automobile uses a battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected to each other due to the necessity of a high output large capacity.

전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the battery module is preferably manufactured in a small size and a weight as much as possible, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, and the like, which can be charged with a high degree of integration and have a small weight to capacity ratio, are mainly used as battery cells of a middle- or large-sized battery module. Particularly, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a great deal of attention due to its advantages such as low weight and low manufacturing cost.

또한, 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 이차전지를 다수 포함하고 있는 전지 모듈 또는 전지팩의 경우 전지를 안전하고 효율적으로 관리하기 위하여, Battery Management System (BMS)를 이용하기도 한다.In addition, since various combustible materials are embedded in the lithium secondary battery, there is a danger of overheating or explosion due to overcharging, overcurrent, other physical external impact, and the like, which has a serious disadvantage in safety. Therefore, in the case of a battery module or a battery pack including a plurality of such secondary batteries, a battery management system (BMS) may be used to manage the battery safely and efficiently.

다만, 이러한 조치에도 불구하고, 외부로부터의 충격이나 내부 전지 셀의 이상 동작, BMS에 의한 제어 실패 등으로 전지팩 내부에 화재가 발생하는 경우가 있다.However, in spite of such measures, a fire may occur inside the battery pack due to an external impact, an abnormal operation of the internal battery cell, a control failure by the BMS, or the like.

전지팩 내부에 화재가 발생하였을 경우, 고온의 화염에 의하여 내부에 존재하는 전선의 절연 피복이 소손될 수 있고, 이 경우, 절연 기능이 상실된 전선이 전지팩 내부의 다른 부품, 예를 들어, 금속 등의 전도성 부품 또는 전지셀과 직접 접촉하면 고전압 전류의 누설 혹은 단락이 발생하게 되어, 결국, 전지팩 내부의 화재를 더욱 가속화 시키는 결과를 초래한다.When a fire occurs inside the battery pack, the insulation coating of the electric wire existing inside due to the high-temperature flame may be burned. In this case, the electric wire whose insulation function is lost may be connected to other parts in the battery pack, The leakage or short circuit of the high voltage current may occur, resulting in further accelerating the fire inside the battery pack.

특히, 전지 모듈을 구성하는 일부 전지셀에서 유발된 발화 또는 폭발은 다른 전지셀로 연속적으로 전달되어 심각한 상태를 초래할 수 있으므로, 전지셀의 일부분에 열화가 발생된 상황에서 다른 전지셀들에 영향을 미치는 것을 차단하거나 지연시키는 연구에 대한 필요성이 높은 실정이다.Particularly, ignition or explosion caused in some of the battery cells constituting the battery module may be continuously transferred to other battery cells, resulting in a serious condition. Therefore, when deterioration occurs in a part of the battery cell, There is a high need for research that blocks or delays adverse effects.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0064418호 (2014.05.28.)Korean Patent Publication No. 10-2014-0064418 (May 28, 2014)

본 발명의 실시예들은 전지 모듈 내부에 위치하는 전지셀들 일부에서 열화가 발생할 시 인접하는 다른 전지셀들에 영향을 미치는 것을 차단하거나 최대한 지연시킬 수 있는 구조를 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention are intended to provide a structure capable of blocking or maximally delaying influences of adjacent battery cells when deterioration occurs in a part of battery cells located inside the battery module.

또한, 본 발명의 실시예들은 전지 모듈의 발화 및 폭발 등의 안전성 문제를 해결할 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것이다.Embodiments of the present invention also provide a battery module capable of solving safety problems such as ignition and explosion of the battery module.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 둘 또는 그 이상의 전지셀들이 적층되어 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있는 전지셀 적층체; 및 상기 전지셀들과 인접하게 위치하여 정상 작동 온도 범위보다 높은 비정상 작동 온도에서 구동되어 소화 가스를 분사하는 소화 분사기;를 포함하는, 전지 모듈을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a battery cell stack comprising two or more battery cells stacked and arranged adjacent to each other in a lateral direction; And a fire extinguisher which is located adjacent to the battery cells and is driven at an abnormal operating temperature higher than a normal operating temperature range to inject fire extinguishing gas.

또한, 상기 소화 분사기는, 내부에 상기 소화 가스를 담지하는 본체부; 상기 본체부의 일 측 단부에 장착되어 있고, 상기 본체부를 기계적으로 파손 시켜 상기 소화 가스를 외부로 배출시키는 파단부; 및 비정상 작동 온도에서 상기 본체부를 기계적으로 파손시키기 위해서 상기 파단부를 상기 본체부 방향으로 이동시키는 구동부;를 포함할 수 있다.The fire extinguisher includes a main body for supporting the extinguishing gas therein; A rupturing unit mounted on one end of the main body and mechanically breaking the main body to discharge the extinguishing gas to the outside; And a driving unit for moving the rupture part toward the body part in order to mechanically break the body part at an abnormal operating temperature.

또한, 상기 구동부는, 니켈-티타늄합금(Ni-Ti), 구리아연합금(Cu-Zn), 구리아연알루미늄합금(Cu-Zn-Al), 구리카드늄합금(Cu-Cd), 니켈알루미늄합금(Ni-Al), 구리아연알루미늄합금(Cu-Zn-Al) 및 구리알루미늄니켈합금(Cu-Al-Ni)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 형상기억합금을 포함할 수 있다.The driving unit may be a nickel-titanium alloy, a copper-zinc alloy, a copper-zinc-aluminum alloy, a copper-cadmium alloy, A shape memory alloy containing at least one selected from the group consisting of Ni-Al, Cu-Zn-Al, and Cu-Al-Ni alloys.

또한, 상기 구동부는, 상기 파단부를 감싸는 스프링부재로서, 정상 작동 온도에서 수축되어 있고, 비정상 작동 온도에서 팽창하는 구조일 수 있다.In addition, the driving unit may be a spring member that encloses the rupture unit, and may have a structure contracted at a normal operating temperature and expanded at an abnormal operating temperature.

또한, 상기 전지셀들의 적어도 일면에 접촉되도록 개재되어 있는 복수개의 냉각부재들을 추가로 포함할 수 있다.In addition, a plurality of cooling members interposed to contact at least one surface of the battery cells may be further included.

또한, 상기 복수개의 냉각부재들은 하나의 상기 전지셀의 양측면에 각각 접촉하는 구조로 개재되어, 인접하는 두 개의 상기 전지셀들 사이에 한쌍의 냉각부재들이 개재되며, 상기 소화 분사기는, 상기 한쌍의 냉각부재들의 외측 단부에 위치할 수 있다.The plurality of cooling members are interposed in a structure in which the cooling members are in contact with both side surfaces of one battery cell so that a pair of cooling members are interposed between two adjacent battery cells, May be located at the outer ends of the cooling members.

또한, 상기 복수개의 냉각부재들은, 제 1 전지셀과 일면이 접촉하는 제 1 냉각부재, 제 2 냉각부재 및 상기 제 1 전지셀과 인접하게 위치하는 제 2 전지셀과 일면이 접촉하는 제 3 냉각부재, 제 4 냉각부재를 포함하고, 상기 제 2 냉각부재 및 제 3 냉각부재의 외측 단부에 상기 소화 분사기가 위치하는 구조일 수 있다.The plurality of cooling members may include a first cooling member, a second cooling member, and a second cooling member, which are in contact with the first battery cell and the second cooling cell, Member, and a fourth cooling member, and the fire extinguisher may be located at an outer end of the second cooling member and the third cooling member.

또한, 상기 소화 분사기는, 상기 제 1 냉각부재 및 상기 제 4 냉각부재의 외측 단부에 추가로 위치하는 구조일 수 있다.In addition, the fire extinguisher may be additionally located at an outer end of the first cooling member and the fourth cooling member.

또한, 상기 복수개의 냉각부재들은, 열전도성 소재의 금속 판재일 수 있다.The plurality of cooling members may be a metal plate of a thermally conductive material.

또한, 상기 비정상 작동 온도는, 90℃ 내지 150℃ 범위일 수 있다.In addition, the abnormal operating temperature may be in the range of 90 ° C to 150 ° C.

또한, 상기 소화 가스는, CO2 가스일 수 있다.Further, the extinguishing gas may be CO 2 gas.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전지 모듈서, 둘 또는 그 이상의 전지셀들이 적층되어 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있는 전지셀 적층체 및 상기 전지셀들과 인접하게 위치하여 정상 작동 온도 범위보다 높은 비정상 작동 온도에서 구동되어 소화 가스를 분사하는 소화 분사기를 포함함으로써, 일부 전지셀에서 발열 또는 화재가 발생하는 경우에도 소화 분사기가 작동되어 인접한 다른 전지셀에 영향을 미치는 현상을 차단하거나 최대한 지연시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, there is provided a battery module comprising a battery cell stack in which two or more battery cells are stacked and arranged so as to be adjacent to each other in the lateral direction, and a battery cell stack disposed adjacent to the battery cells, The fire extinguisher is operated even when a heat or a fire occurs in some of the battery cells, thereby preventing or minimizing a delay in the phenomenon affecting other adjacent battery cells. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다
도 2는 도 1의 전지 모듈에서 소화 분사기가 작동된 상태를 나타내는 단면도이다
도 3은 도 1의 소화 분사기의 구조를 나타내는 확대도이다
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다
도 5은 도 4의 전지 모듈에서 소화 분사기가 작동된 상태를 나타내는 단면도이다1 is a sectional view showing the structure of a battery module according to an embodiment of the present invention
2 is a sectional view showing a state in which the fire extinguisher is operated in the battery module of FIG. 1
3 is an enlarged view showing a structure of the fire extinguisher of FIG. 1
4 is a cross-sectional view illustrating the structure of a battery module according to another embodiment of the present invention
5 is a cross-sectional view illustrating a state in which the fire extinguisher is operated in the battery module of FIG. 4

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and / or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are intended only to describe embodiments of the invention and should in no way be limiting. Unless specifically stated otherwise, the singular form of a term includes plural forms of meaning. In this description, the expressions " comprising " or " comprising " are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, Should not be construed to preclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, operations, elements, portions or combinations thereof.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 구조를 나타내는 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지 모듈에서 소화 분사기가 작동된 상태를 나타내는 단면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 소화 분사기의 구조를 나타내는 확대도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a fire extinguisher is operated in the battery module of FIG. 1 is an enlarged view showing the structure of a fire extinguisher.

먼저, 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 둘 또는 그 이상의 전지셀들(111, 112)이 적층되어 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있는 전지셀 적층체(110), 전지셀들(111, 112)과 인접하게 위치하여 정상 작동 온도 범위보다 높은 비정상 작동 온도에서 구동되어 소화 가스를 분사하는 소화 분사기(130)를 포함할 수 있다.1 and 2, a battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes two or more battery cells 111 and 112 stacked and arranged adjacent to each other in the lateral direction, The stack 110 may include a fire extinguisher 130 positioned adjacent to the battery cells 111 and 112 and driven at an abnormal operating temperature higher than the normal operating temperature range to inject fire extinguishing gas.

전지셀들(111, 112)은, 예를 들어, 전극 리드(141, 142)가 일 방향으로 전지셀들(111, 112)의 상단부 또는 양단부로 돌출되어 있는 장방형 구조로 이루어질 수 있으며, 수지층, 금속층 및 수지층 순서로 이루어진 전지케이스 내부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태에서 상호 접촉하는 부위에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시키는 구조의 파우치형 전지셀일 수 있으나 이것만으로 한정되는 것은 아니다.The battery cells 111 and 112 may have a rectangular structure in which the electrode leads 141 and 142 are protruded to the upper or both ends of the battery cells 111 and 112 in one direction, A pouch-type battery cell having a structure in which resin layers are mutually fused by applying heat and pressure to a mutual contact portion in a state where an electrode assembly (not shown) is mounted in a battery case made up of a metal layer and a resin layer sequence. However, It is not.

이러한 전지셀들(111, 112)은 상호 직렬 또는 병렬로 서로 전기적으로 연결되어 있는 전지 모듈(100) 구조를 이룰 수 있으며, 필요에 따라 전지 모듈(100) 구조를 커버하기 위한 셀 커버들이 부착될 수 있으나 이러한 구조만으로 한정되는 것은 아니다.The battery cells 111 and 112 may have a structure of a battery module 100 that is electrically connected to one another in series or in parallel and may have cell covers for covering the structure of the battery module 100, But it is not limited to this structure.

또한, 전지셀 적층체(110)의 구조는 적용되는 전지셀들(111, 112)의 개수 또는 형상에 따라 다양한 형태로 적층되는 것이 가능함은 물론이다.It is needless to say that the structure of the battery cell stack 110 may be variously stacked depending on the number or shape of the battery cells 111 and 112 to be applied.

한편, 도 3을 참조하면, 소화 분사기(130)는 내부에 상기 소화 가스를 담지하는 본체부(131), 본체부(131)의 일 측 단부에 장착되어 있고, 본체부(131)를 기계적으로 파손 시켜 소화 가스를 외부로 배출시키는 파단부(132) 및 비정상 작동 온도에서 본체부(131)를 기계적으로 파손시키기 위해서 파단부(132)를 본체부(131) 방향으로 이동시키는 구동부(133)를 포함할 수 있다.3, the fire extinguisher 130 includes a main body 131 for supporting the fire extinguishing gas therein, and a main body 131. The main body 131 is mechanically A breaking part 132 for breaking the exhaust gas to the outside and a driving part 133 for moving the breaking part 132 toward the body part 131 in order to mechanically break the body part 131 at an abnormal operating temperature .

구체적으로, 구동부(133)는, 니켈-티타늄합금(Ni-Ti), 구리아연합금(Cu-Zn), 구리아연알루미늄합금(Cu-Zn-Al), 구리카드늄합금(Cu-Cd), 니켈알루미늄합금(Ni-Al), 구리아연알루미늄합금(Cu-Zn-Al) 및 구리알루미늄니켈합금(Cu-Al-Ni)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 형상기억합금일 수 있다.Specifically, the driving unit 133 may be formed of a metal such as a nickel-titanium alloy (Ni-Ti), a copper zinc alloy (Cu-Zn), a copper zinc aluminum alloy (Cu- A shape memory alloy containing at least one selected from the group consisting of aluminum alloys (Ni-Al), copper-zinc-aluminum alloys (Cu-Zn-Al) and copper aluminum nickel alloys (Cu-Al-Ni).

이러한 형상기억합금은 원하는 형상으로 성형한 후에 작동 온도를 기억시키기 위하여 열처리를 선행할 수 있으며, 예를 들어, 앞서 설명한 비정상 작동 온도에서 구동부(133)가 팽창하거나 형상이 변화하여 작동하는 구조일 수 있다.For example, the shape memory alloy may be structured such that, at the abnormal operating temperature, the driving part 133 expands or changes its shape to operate at a predetermined operating temperature have.

이때, 비정상 작동 온도는 전지셀들(111, 112)의 발화가 발생할 수 있는 온도 범위에서 조정되는 것이 가능하며, 예를 들어, 비정상 작동 온도는 90℃ 내지 150℃ 범위일 수 있으나 적용되는 전지셀들(111, 112)의 종류 또는 성능에 따라 조절되는 것이 가능하다.At this time, the abnormal operating temperature can be adjusted in a temperature range in which ignition of the battery cells 111 and 112 can occur. For example, the abnormal operating temperature may be in a range of 90 to 150 ° C, It is possible to adjust it according to the kind or performance of the electrodes 111 and 112.

한편, 구동부(133)의 구조는 파단부(132)를 본체부(131) 방향으로 이동시키기 위한 구조이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 도 3에 예시되어 있는 바와 같이, 파단부(132)를 감싸는 스프링부재일 수 있으며, 도 3(a)에 예시되어 있는 바와 같이, 정상 작동 온도에서 수축되어 있고, 도 3(b)에 예시되어 있는 바와 같이, 비정상 작동 온도에서 팽창하는 구조일 수 있다.The structure of the driving part 133 is not particularly limited as long as the structure for moving the breaking part 132 in the direction of the body part 131 is provided. For example, as illustrated in FIG. 3, And may be a structure that contracts at normal operating temperatures and expands at unusual operating temperatures, as illustrated in FIG. 3 (b), as illustrated in FIG. 3 (a) have.

즉, 상기 구조에서 비정상 작동 온도에서 구동부(133)가 팽창하게 되고, 구동부(133)에 의해 파단부(132)가 본체부(131) 방향으로 이동하여 본체부(131)의 일 측을 기계적으로 파손시키게 되어 내부에 담지되어 있던 소화 가스가 전지셀들(111, 112) 방향으로 분사하는 구조일 수 있다.That is, in the above structure, the driving part 133 is inflated at the abnormal operating temperature, and the breaking part 132 moves in the direction of the main part 131 by the driving part 133, so that one side of the main part 131 is mechanically It may be a structure in which the extinguished gas that has been burnt in the inside is injected in the direction of the battery cells 111 and 112.

이때, 소화 가스는 전지셀들(111, 112)에서 발생되는 발열 또는 발화 등에 대해서 급격한 온도 변화를 완화시키는 기체이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 CO2 일 수 있으나 이러한 기체만으로 한정되는 것은 아니다.In this case, the extinguishing gas is not particularly limited as long as it is a gas that alleviates a sudden temperature change with respect to heat generation or ignition generated in the battery cells 111 and 112, and may be, for example, CO 2 , but is not limited thereto .

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 둘 또는 그 이상의 전지셀들(111, 112)이 적층되어 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있는 전지셀 적층체(110)와 인접하게 위치하여 정상 작동 온도 범위보다 높은 비정상 작동 온도에서 구동되어 전지셀들(111, 112)에 대해 소화 가스를 분사하는 소화 분사기(130)를 포함함으로써, 일부 전지셀(111)에서 발열 또는 화재가 발생하는 경우에도 소화 분사기(130)에 의해 인접한 다른 전지셀(112)에 영향을 미치는 현상을 차단하거나 최대한 지연시킬 수 있는 바, 일부 전지셀(111)에서 발생한 발열 또는 화재로 인하여 전지 모듈(100) 전체에 발열 또는 화재가 일어나는 문제를 해결할 수 있으며, 이로 인하여 전지 모듈(100)이 적용되는 차량 등에서 화재가 발생하는 환경에서도 최대한 대피할 시간을 확보할 수 있고 인명 피해를 최소화할 수 있다.Therefore, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention is configured such that two or more battery cells 111 and 112 are stacked and adjacent to the battery cell stack 110 arranged to be adjacent to each other in the lateral direction And a fire extinguisher 130 which is driven at an abnormal operating temperature higher than the normal operating temperature range and injects a fire extinguishing gas to the battery cells 111 and 112, It is possible to block or maximally delay the phenomenon affecting other adjacent battery cells 112 by the fire extinguisher 130. As a result of heat generation or fire in some of the battery cells 111, It is possible to solve the problem that the entire heat is generated or the fire is generated. Therefore, it is possible to secure the time for the maximum evacuation even in an environment where a fire occurs in a vehicle or the like to which the battery module 100 is applied It can minimize the damage and casualties.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 모듈의 구조를 나타내는 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 전지 모듈에서 소화 분사기가 작동된 상태를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a battery module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the operation of the fire extinguisher in the battery module of FIG.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 모듈(200)은 냉각부재들(221, 222)이 하나의 전지셀(211)의 양측면에 각각 접촉하는 구조로 개재되어 있고, 냉각부재들(223, 224)이 전지셀(211)과 인접하게 위치하는 전지셀(212)의 양측면에 각각 접촉하는 구조로 개재되어 인접하는 두 개의 전지셀들(211, 212) 사이에 한쌍의 냉각부재들(222, 223)이 개재되며, 소화 분사기(230)는, 한쌍의 냉각부재들(222, 223)의 외측 단부에 위치하는 구조일 수 있다.4, the battery module 200 according to another embodiment of the present invention is interposed in a structure in which the cooling members 221 and 222 are in contact with both side surfaces of one battery cell 211 And the cooling members 223 and 224 are disposed in contact with both side surfaces of the battery cell 212 positioned adjacent to the battery cell 211 so that a pair of adjacent battery cells 211 and 212 The cooling members 222 and 223 of the cooling members 222 and 223 are interposed and the fire extinguisher 230 may be located at the outer ends of the pair of cooling members 222 and 223. [

이때, 냉각부재들(221, 222, 223, 224)은 높은 냉각 효율성의 발현을 위한 열전도성이 우수한 소재이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 높은 열전도성을 가진 금속 소재로 이루어진 금속 판재일 수 있고, 알루미늄 또는 구리 소재의 금속 판재일 수 있다.In this case, the cooling members 221, 222, 223, and 224 are not particularly limited as long as they are materials having excellent thermal conductivity for high cooling efficiency. For example, the cooling members 221, 222, 223, and 224 may be metal plates And may be a metal plate material of aluminum or copper.

즉, 도 4에 예시되어 있는 바와 같이, 전지셀들(211, 212)의 표면과 직접 접촉하여 전지셀들(211, 212)에서 발생되는 열을 방출하는 구조로서, 냉각부재들(221, 222, 223, 224)의 내측 또는 외주변에 냉각 효율성을 높이기 위한 냉매가 유동되는 구조를 추가로 포함할 수 있으며, 냉각부재들(221, 222, 223, 224)의 일측에서 상호 연결하는 구조의 방열 구조를 추가로 포함할 수 있다.That is, as illustrated in FIG. 4, as a structure that directly contacts the surfaces of the battery cells 211 and 212 to emit heat generated in the battery cells 211 and 212, cooling members 221 and 222 223, and 224 may include a structure in which a coolant flows to increase the cooling efficiency. In addition, the cooling members 221, 222, 223, Structure. ≪ / RTI >

한편, 도 5에 예시되어 있는 바와 같이, 냉각부재들(221, 222, 223, 224)은, 제 1 전지셀(211)과 일면이 접촉하는 제 1 냉각부재(221), 제 2 냉각부재(222) 및 제 1 전지셀(211)과 인접하게 위치하는 제 2 전지셀(212)과 일면이 접촉하는 제 3 냉각부재(223), 제 4 냉각부재(224)를 포함할 수 있고, 제 2 냉각부재(222) 및 제 3 냉각부재(223)의 외측 단부에 소화 분사기(230)가 위치하는 구조일 수 있다.5, the cooling members 221, 222, 223, and 224 include a first cooling member 221 and a second cooling member 221 that are in contact with the first battery cell 211, 222 and a third cooling member 223 and a fourth cooling member 224 that are in contact with the second battery cell 212 positioned adjacent to the first battery cell 211, The fire extinguisher 230 may be located at the outer end of the cooling member 222 and the third cooling member 223. [

즉, 소화 분사기(230)는 제 1 전지셀(211) 및 제 2 전지셀(212)이 배열되어 있는 절지셀 적층체(210)에서 각각의 제 1 전지셀(211) 및 제 2 전지셀(212)과 인접하게 위치할 수 있으며, 마찬가지로, 소화 분사기(230)가 제 1 냉각부재(221) 및 제 4 냉각부재(224) 각각의 외측 단부에 추가로 위치하여 이어서 인접하게 배열되는 다른 전지셀들(도시하지 않음) 사이에서 개재되는 구조일 수 있다.That is, the fire extinguisher 230 is installed in each of the first battery cell 211 and the second battery cell 211 in the insulation cell stack body 210 in which the first battery cell 211 and the second battery cell 212 are arranged, The fire extinguisher 230 may be located adjacent to the outer end of each of the first cooling member 221 and the fourth cooling member 224, (Not shown).

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

100, 200: 전지 모듈
110, 210: 전지셀 적층체
111, 112: 전지셀
130, 230: 소화 분사기
131: 본체부
132: 파단부
133: 구동부
141, 142, 241, 242: 전극 리드
211: 제 1 전지셀
212: 제 2 전지셀
221: 제 1 냉각부재
222: 제 2 냉각부재
223: 제 3 냉각부재
224: 제 4 냉각부재100, 200: Battery module
110, 210: Battery cell laminate
111, 112: Battery cell
130, 230: fire extinguisher
131:
132:
133:
141, 142, 241, 242: electrode lead
211: first battery cell
212: second battery cell
221: first cooling member
222: second cooling member
223: third cooling member
224: fourth cooling member

Claims (11)

둘 또는 그 이상의 전지셀들이 적층되어 측면방향으로 상호 인접하도록 배열되어 있는 전지셀 적층체; 및
상기 전지셀들과 인접하게 위치하여 정상 작동 온도 범위보다 높은 비정상 작동 온도에서 구동되어 소화 가스를 분사하는 소화 분사기;
를 포함하는, 전지 모듈.
A battery cell laminate in which two or more battery cells are stacked and arranged so as to be adjacent to each other in a lateral direction; And
A fire extinguisher which is located adjacent to the battery cells and is driven at an abnormal operating temperature higher than a normal operating temperature range to emit fire extinguishing gas;
And a battery module.
청구항 1에 있어서,
상기 소화 분사기는, 내부에 상기 소화 가스를 담지하는 본체부;
상기 본체부의 일 측 단부에 장착되어 있고, 상기 본체부를 기계적으로 파손 시켜 상기 소화 가스를 외부로 배출시키는 파단부; 및
비정상 작동 온도에서 상기 본체부를 기계적으로 파손시키기 위해서 상기 파단부를 상기 본체부 방향으로 이동시키는 구동부;
를 포함하는, 전지 모듈.
The method according to claim 1,
The fire extinguisher includes a main body for supporting the extinguishing gas therein;
A rupturing unit mounted on one end of the main body and mechanically breaking the main body to discharge the extinguishing gas to the outside; And
A driving part for moving the break part toward the main body part to mechanically break the main body part at an abnormal operating temperature;
And a battery module.
청구항 2에 있어서,
상기 구동부는, 니켈-티타늄합금(Ni-Ti), 구리아연합금(Cu-Zn), 구리아연알루미늄합금(Cu-Zn-Al), 구리카드늄합금(Cu-Cd), 니켈알루미늄합금(Ni-Al), 구리아연알루미늄합금(Cu-Zn-Al) 및 구리알루미늄니켈합금(Cu-Al-Ni)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 형상기억합금을 포함하는, 전지 모듈.
The method of claim 2,
The driving unit may include at least one of a Ni-Ti alloy, a Cu-Zn alloy, a Cu-Zn-Al alloy, a Cu-Cd alloy, Wherein the shape memory alloy includes at least one selected from the group consisting of aluminum (Al), copper-zinc-aluminum alloy (Cu-Zn-Al), and copper aluminum-nickel alloy (Cu-Al-Ni).
청구항 2에 있어서,
상기 구동부는, 상기 파단부를 감싸는 스프링부재로서, 정상 작동 온도에서 수축되어 있고, 비정상 작동 온도에서 팽창하는, 전지 모듈.
The method of claim 2,
Wherein the drive portion is a spring member that surrounds the rupture portion and contracts at a normal operating temperature and expands at an abnormal operating temperature.
청구항 1에 있어서,
상기 전지셀들의 적어도 일면에 접촉되도록 개재되어 있는 복수개의 냉각부재들을 추가로 포함하는, 전지 모듈.
The method according to claim 1,
Further comprising a plurality of cooling members interposed to contact at least one side of the battery cells.
청구항 5에 있어서,
상기 복수개의 냉각부재들은 하나의 상기 전지셀의 양측면에 각각 접촉하는 구조로 개재되어, 인접하는 두 개의 상기 전지셀들 사이에 한쌍의 냉각부재들이 개재되며,
상기 소화 분사기는, 상기 한쌍의 냉각부재들의 외측 단부에 위치하는, 전지 모듈.
The method of claim 5,
The plurality of cooling members are interposed in a structure in which the cooling members are in contact with both side surfaces of one battery cell, a pair of cooling members are interposed between two adjacent battery cells,
Wherein the fire extinguisher is located at an outer end of the pair of cooling members.
청구항 6에 있어서,
상기 복수개의 냉각부재들은, 제 1 전지셀과 일면이 접촉하는 제 1 냉각부재, 제 2 냉각부재 및 상기 제 1 전지셀과 인접하게 위치하는 제 2 전지셀과 일면이 접촉하는 제 3 냉각부재, 제 4 냉각부재를 포함하고, 상기 제 2 냉각부재 및 제 3 냉각부재의 외측 단부에 상기 소화 분사기가 위치하는, 전지 모듈.
The method of claim 6,
The plurality of cooling members may include a first cooling member having a first surface contacting the first battery cell, a second cooling member, a third cooling member having a first surface contacting the second battery cell positioned adjacent to the first battery cell, Wherein the fire extinguisher is located at an outer end of the second cooling member and the third cooling member.
청구항 7에 있어서,
상기 소화 분사기는, 상기 제 1 냉각부재 및 상기 제 4 냉각부재의 외측 단부에 추가로 위치하는, 전지 모듈.
The method of claim 7,
Wherein the fire extinguisher is further located at an outer end of the first cooling member and the fourth cooling member.
청구항 2에 있어서,
상기 복수개의 냉각부재들은, 열전도성 소재의 금속 판재인, 전지 모듈.
The method of claim 2,
Wherein the plurality of cooling members are metal plate members of a thermally conductive material.
청구항 1에 있어서,
상기 비정상 작동 온도는, 90℃ 내지 150℃ 범위인, 전지 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the abnormal operating temperature is in the range of 90 占 폚 to 150 占 폚.
청구항 1에 있어서,
상기 소화 가스는, CO2 가스인, 전지 모듈.

The method according to claim 1,
Wherein the extinguishing gas is CO 2 gas.

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