KR20190086115A - 소화 기능을 구비한 배터리 시스템 - Google Patents

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.

Description

소화 기능을 구비한 배터리 시스템{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.

종래 고전압 배터리 시스템은 배터리 모듈내 배터리 셀 냉각을 위해 공냉식 또는 수냉식 구조를 통해 배터리 셀 냉각을 위한 유로를 형성하고 있다.

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.

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.

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.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

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.

본 발명의 일 실시예에 채용된 상기 소화액 저장부는, 몸체가 열전도성을 보장하면서 화재 온도에 의해 용융될 수 있는 소재인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 소화액은, 발화 부위에 분사된 후 점착되는 것이 바람직하다.

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.

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.

그리고, 상기 소화액 순환기는, 상기 압력센서로부터 소화액의 압력이 감소할 경우, 배터리 관리 시스템에 압력 정보를 보고할 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

복수개의 배터리 셀(100)은 기설정된 거리를 두고 배열되어 설치된다. 이러한 복수개의 배터리 셀(100)들은 버스바(110)를 통해 연결되는 것이 바람직하다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 기능을 구비한 배터리 시스템의 모니터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

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.

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).

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.

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.

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.

100 : 배터리 셀 200 : 소화액 저장부
300 : 소화액 유로 400 : 소화액 순환기
500 : 압력센서

Claims (6)

1. 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 포함하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 소화액 저장부는,
   몸체가 열전도성을 보장하면서 화재 온도에 의해 용융될 수 있는 소재인 것을 특징으로 하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   제 1항에 있어서,
   상기 소화액은,
   발화 부위에 분사된 후 점착되는 것을 특징으로 하는 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.
   
4. 제 1항에 있어서,
   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.
   
5. 제 4항에 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.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 소화액 순환기는,
   상기 압력센서로부터 소화액의 압력이 감소할 경우, 배터리 관리 시스템에 압력 정보를 보고하는 것인 소화 기능을 구비한 배터리 시스템.
   
   

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