KR20210115085A

KR20210115085A - 차량의 화재 진압 장치

Info

Publication number: KR20210115085A
Application number: KR1020200029921A
Authority: KR
Inventors: 강경완
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-27
Also published as: CN113384835B; DE102020130730A1; US11602650B2; CN113384835A; US20210283437A1

Abstract

차량에 탑재된 탑재물의 상태를 감지하기 위한 센서; 상기 센서에 의해 감지된 탑재물의 상태로부터 정해진 화재 발생 조건을 만족하는지를 판단하고, 상기 화재 발생 조건을 만족하는 경우 화재 진압을 위한 제어신호를 출력하는 제어기; 및 상기 제어기의 제어신호에 따라 탑재물을 향해 스프레드 백을 전개하도록 차량에 설치되어, 상기 전개된 스프레드 백이 탑재물을 덮어 밀폐함으로써 탑재물의 화재를 진압할 수 있도록 된 스프레드 백 장치를 포함하는 차량의 화재 진압 장치가 개시된다.

Description

차량의 화재 진압 장치{Fire extinguishing system for vehicle}

본 발명은 차량의 화재 진압 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 탑재된 배터리 등의 탑재물에서 발생한 화재를 화염 확산 전에 효과적으로 진압할 수 있는 차량의 화재 진압 장치에 관한 것이다.

오늘날 전 세계적으로 환경규제로 인해 모터로 주행하는 친환경차량의 보급이 활발해지고 있다.

친환경차량으로는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 배터리 전기자동차(Battery Electric Vehicle, BEV), 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등이 있다.

이 중 하이브리드 자동차로는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-in HEV, PHEV)가 알려져 있고, 이 플러그-인 하이브리드 자동차와 배터리 전기자동차는 외부로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전하는 전기자동차이다.

이들 친환경차량은 차량을 구동하는 구동장치로 모터를 구비하고 있으면서 모터에 전력을 공급하는 배터리를 가진다는 공통점이 있다.

친환경차량에서 배터리에 화재가 발생할 경우 배터리 내부 구조물 및 구성물질로 인해 짧은 시간 내에 화재가 확산할 수 있는데, 차량에서 화재에 대응할 수 있는 방법으로 소화기를 비치하여 사용하는 정도의 대응 방법이 널리 알려져 있다.

그러나 운전자가 소화기를 제때 사용하지 못하면 초기 진화에 실패하여 차량 전체로 화재가 확산할 수 있고, 특히 배터리에서 발생한 화재의 경우 배터리 내부 물질로 인해 소형 소화기를 이용하거나 소화약제를 분사하는 것만으로는 진압이 사실상 불가하다.

더욱이 버스와 같은 대중교통 차량은 많은 승객이 탑승하기 때문에 승객 안전을 위한 신속한 화재 대응이 필수적이고, 초기 대응에 실패하면 대형 참사로 이어질 수 있다.

또한, 차량 주행 중에는 운전자가 실내에 있기 때문에 배터리에서 화재가 발생하더라도 연기가 다량 발생하기 전에는 화재 발생을 쉽게 알아차리기 어렵고, 승용차와 달리 버스의 경우 차체가 크고 길기 때문에 화재 발생을 알기가 더욱 어렵다.

따라서, 화재 발생 초기에 운전자가 신속한 진화 작업을 실시하지 못하고 화재가 확산하여 차량 전소로 이어질 수 있고, 인명피해가 발생할 위험이 높아진다.

차량 실내의 운전자나 승객이 화재 발생을 빠르게 인지하였다 하더라도 차량에 비치된 소형의 소화기만으로는 배터리 화재를 초기에 신속히 진압하는데 어려움이 있다.

최근 친환경자동차의 이용이 늘면서 배터리나 주변의 고전압 전기배선에서 외부 충격이나 내부 단락 등으로 인해 화재가 발생할 수 있는 위험이 증가하고 있다.

하지만, 아직까지는 배터리에 발생한 화재를 진압할 수 있는 효과적인 방법이 부재하여 차량이 전소하거나 인명피해가 크게 발생할 수 있는 등 위험이 존재하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 차량에 탑재된 배터리 등의 탑재물에서 발생한 화재를 화염 확산 전에 효과적으로 진압할 수 있는 차량의 화재 진압 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 차량에 탑재된 탑재물의 상태를 감지하기 위한 센서; 상기 센서에 의해 감지된 탑재물의 상태로부터 정해진 화재 발생 조건을 만족하는지를 판단하고, 상기 화재 발생 조건을 만족하는 경우 화재 진압을 위한 제어신호를 출력하는 제어기; 및 상기 제어기의 제어신호에 따라 탑재물을 향해 스프레드 백을 전개하도록 차량에 설치되어, 상기 전개된 스프레드 백이 탑재물을 덮어 밀폐함으로써 탑재물의 화재를 진압할 수 있도록 된 스프레드 백 장치를 포함하는 차량의 화재 진압 장치를 제공한다.

여기서, 상기 탑재물이 차량에 탑재된 배터리일 수 있고, 더 구체적으로는 상기 차량이 모터로 구동하는 차량일 수 있으며, 이때 상기 탑재물이 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리일 수 있다.

또한, 상기 센서가 탑재물의 온도를 감지하는 온도센서일 수 있고, 상기 제어기는 온도센서에 의해 감지된 탑재물의 온도를 기준온도와 비교하여, 탑재물의 온도가 기준온도 이상이면 상기 화재 발생 조건을 만족하는 것으로 판단하도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 스프레드 백 장치는, 차량에서 상기 탑재물의 상측에 위치하도록 설치되고, 상기 스프레드 백을 탑재물을 향해 하방으로 전개하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 스프레드 백 장치는, 차량에 설치되는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되어 제어기의 제어신호에 따라 가스를 발생시키도록 작동하는 인플레이터 모듈; 및 상기 하우징 내부에 접힌 상태로 수납되고 인플레이터 모듈에서 발생한 가스가 내부에 채워지면서 전개되는 스프레드 백을 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징은, 상기 인플레이터 모듈 및 스프레드 백이 수납되는 내부공간을 가지는 하우징 본체; 및 상기 하우징 본체에 상기 수납된 스프레드 백을 지지하도록 결합되는 커버를 포함할 수 있고, 상기 스프레드 백은 전개 과정에서 상기 커버를 하우징 본체로부터 분리시켜 하우징 본체를 개방한 뒤 하우징 본체의 개방된 부분을 통해 하우징 외측으로 전개하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 인플레이터 모듈은, 상기 제어기에서 인가되는 제어신호에 의해 작동하도록 구비된 스퀴브; 상기 스퀴브의 작동시 점화되는 점화제; 및 상기 점화제의 점화에 의해 연소되고 연소시 발생하는 팽창 가스를 스프레드 백 내부로 주입할 수 있도록 구비된 가스발생제를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 인플레이터 모듈은 하우징 내부에 설치되어 상기 스퀴브와 점화제, 가스발생제가 내부에 배치되는 케이스를 더 포함할 수 있고, 상기 스프레드 백은 일측이 케이스 외측면에 리테이너를 매개로 고정된 상태로 상기 케이스와 하우징 사이의 공간에 수납될 수 있다.

또한, 상기 케이스에는 가스발생제에서 발생한 가스를 스프레드 백에 주입하는 복수 개의 주입포트가 설치되고, 상기 각 주입포트가 스프레드 백의 주입구에 가스를 주입할 수 있도록 결합될 수 있다.

또한, 상기 스프레드 백이 팽창하여 전개하는 동안, 상기 복수 개의 주입포트 중 적어도 일부는 스프레드 백의 형상 변경에 의해 스프레드 백의 주입구로부터 분리되도록 구비되어, 스프레드 백의 내부에 채워진 가스가 상기 주입포트가 분리된 주입구를 통해 스프레드 백의 외부로 배출되도록 할 수 있다.

또한, 상기 인플레이터 모듈은 케이스 내부에 가스발생제 주변을 둘러싸도록 설치되어 가스발생제에서 발생한 가스 중 이물질을 제거하는 필터를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 화재 진압 장치는, 차량에 설치되어 배터리 팩을 덮도록 전개된 스프레드 백의 위로 냉각수를 뿌려주는 냉각수 공급장치를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 냉각수 공급장치는, 차량에서 배터리 팩 상측 위치로 연장되도록 설치되어 냉각수가 공급되는 분사관; 상기 분사관에 설치되어 분사관의 냉각수를 배터리 팩을 덮도록 전개된 스프레드 백 위로 분출하도록 구비되는 노즐; 및 상기 제어기가 출력하는 냉각수 분사를 위한 제어신호에 따라 분사관 또는 노즐의 냉각수 통로를 개폐하도록 설치되는 전자식 밸브를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 스프레드 백을 전개하도록 스프레드 백 장치를 작동시킨 후 설정시간이 경과하면 상기 냉각수 분사를 위한 제어신호를 출력하여 냉각수가 분출되도록 할 수 있다.

이로써 본 발명에 따른 본 발명에 따른 차량의 화재 진압 장치에서는 화재 진압을 위해 발화 부분을 단열 재질의 백으로 덮어 산소가 차단되도록 밀폐하는 방식을 적용함으로써, 기존의 소화제나 물을 뿌려주는 방식으로는 화재 진압이 어려웠던 차량의 탑재물들, 예를 들어 배터리에서 발생한 화재를 더욱 신속하고 효과적으로 진압할 수 있고, 화재 확산을 확실히 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 화재 진압 장치는 전기자동차에서 배터리의 화재를 지압하는데 이용될 수 있으며, 저비용으로 가성비가 뛰어난 화재 진압 장치로서 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 스프레드 백 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 스프레드 백 장치의 하우징을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 스프레드 백이 팽창하여 하측의 배터리 팩을 덮고 있는 상태를 나타내는 작동상태도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 차량에 탑재된 배터리 등의 탑재물에서 화재가 발생한 경우 화염 확산 전에 화재를 효과적으로 진압할 수 있는 차량의 화재 진압 장치에 관한 것이다.

본 발명의 화재 진압 장치는 차량에 탑재된 탑재물의 상태를 모니터링하여 탑재물의 상태가 화재 발생 조건을 만족하는지 판단하고, 화재 발생 조건을 만족할 경우 스프레드 백을 전개하여 탑재물 위를 덮도록 구성됨으로써, 자동으로 산소 차단에 의한 화재 진압을 수행할 수 있도록 된 것에 주된 특징이 있다.

여기서, 탑재물은 차량에 탑재된 배터리일 수 있고, 본 발명에서 배터리는 팩 단위의 배터리, 즉 배터리 팩일 수 있다.

또한, 차량은 배터리의 전력으로 모터를 구동하여 주행하는 친환경차량일 수 있고, 이때 탑재물은 모터에 전력을 공급하는 배터리일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치의 구성에 대해 상세히 설명하기로 하며, 탑재물이 배터리 팩인 예를 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치를 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치는, 배터리 팩(3)의 상태를 감지하기 위한 센서(10), 상기 센서(10)의 신호를 수신하여 배터리 팩(3)에서의 정해진 화재 발생 조건을 만족하는지를 판단하는 제어기(20), 그리고 상기 제어기(20)의 제어신호에 따라 작동하는 스프레드 백 장치(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 센서(10)는 배터리 팩(3)의 온도를 측정하여 측정값에 따른 신호를 출력하는 온도센서일 수 있고, 이 온도센서(10)는 배터리 팩(3)에 설치된 상태로 제어기(20)에 신호 전달 가능하게 연결된다.

제어기(20)는 온도센서(10)에서 출력되는 신호를 수신하여 그 신호가 나타내는 배터리 팩(3)의 온도로부터 배터리팩에서의 화재 발생 조건을 만족하는지를 판단한다.

여기서, 배터리 팩(3)에서의 화재 발생 조건을 만족한다는 것은, 배터리 팩(3)에 현재 화재가 발생한 상태인 것을 의미할 수 있고, 이에 더하여 배터리 팩(3)의 온도가 화재가 발생할 수 있는 온도에 도달한 것을 의미할 수도 있다.

이와 같이 배터리 팩(3)에서의 화재 발생 조건을 만족한다는 것은, 배터리 팩(3)의 온도가 화재가 발생할 수 있는 온도에 도달한 상태, 즉 배터리 팩(3)에 아직 화재가 발생하지 않았으나 화재 발생 위험이 있는 높은 온도 조건을 만족하는 상태를 포함하는 의미일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제어기(20)는 온도센서(10)에 의해 측정된 배터리 팩(3)의 온도를 미리 설정된 기준온도와 비교하여 배터리 팩(3)의 온도가 기준온도 이상이면, 배터리 팩(3)에서의 화재 발생 조건을 만족하는 것으로 판단하도록 설정될 수 있다.

즉, 제어기(20)가 실시간 측정되는 배터리 팩의 온도와 기준온도를 비교하여 배터리 팩(3)에서 화재가 발생할 수 있는 온도에 도달했거나 현재 화재가 발생한 상태인지를 판단하는 것이다.

이와 같이 화재 발생 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우, 제어기는 화재 진압을 위한 제어신호, 즉 스프레드 백(42)을 전개하여 배터리 팩(3)을 밀폐하기 위한 제어신호를 출력한다.

이로써 스프레드 백 장치(30)는 제어기(20)가 출력하는 제어신호에 따라 배터리 팩(3)을 밀폐하도록 스프레드 백(42)을 전개하는 작동을 하게 된다.

결국, 전개된 스프레드 백(42)이 배터리 팩(3)을 덮어 밀폐함으로써 배터리 팩에서의 화재 발생 내지 화재 확산이 억제될 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 차량에서 배터리 팩(3)이 차체(미도시)에 고정된 마운트 구조물(2)에 지지되어 장착된 것을 볼 수 있고, 이때 차체 패널(1)이 배터리 팩(3)의 상측에 배터리 팩(3)을 덮고 있는 형태가 되도록 설치된 것을 볼 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에서 스프레드 백 장치의 내부 구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에서 스프레드 백 장치의 하우징을 도시한 단면도이다.

도 3은 커버(32b)가 하우징 본체(32a)에서 스프레드 백(42)의 팽창력에 의해 회전됨으로써 하우징(31)이 개방된 상태를 보여주고 있다.

본 발명의 실시예에서, 스프레드 백 장치(30)는, 배터리 팩(3)의 상측에 위치하도록 차체 패널(1)에 설치되는데, 차체 패널(1)에 고정 설치되는 하우징(31), 하우징(31)의 내부에 설치되어 제어기(20)의 제어신호에 따라 가스를 발생시키도록 작동하는 인플레이터 모듈(33), 그리고 하우징(31)의 내부에 접힌 상태로 수납되어 인플레이터 모듈(33)에서 발생한 가스가 내부에 채워지면서 배터리 팩(3)을 덮어 밀폐하도록 팽창 및 전개되는 스프레드 백(42)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 하우징(31)은 소정 용적의 내부공간을 가지는 하우징 본체(32a)와, 상기 하우징 본체(32a)의 하단부에 하우징 본체의 내부공간을 밀폐하면서 스프레드 백(42)을 지지하도록 결합되는 커버(32b)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하우징 본체(32a)는 인플레이터 모듈(33)과 스프레드 백(42)이 설치될 수 있는 공간을 제공하고, 상기 커버(32b)는, 하우징 본체(32a) 내 스프레드 백(42)이 전개될 때, 상기 전개되는 스프레드 백(42)에 의해 하우징 본체(32a)의 하단부로부터 분리될 수 있도록 결합된다.

본 발명의 실시예에서, 하우징 본체(32a)와 커버(32b) 사이에는, 차량의 승객 구속 장치 중 하나인 에어백 장치의 에어백 도어와 유사하게, 전개 작동하는 스프레드 백(42)의 팽창력에 의해 파단될 수 있는 절개 라인이 상기 커버(32b)의 적어도 일부를 제외한 나머지 둘레 부분을 따라 형성될 수 있다.

이에 따라 스프레드 백(42)의 팽창력, 즉 팽창하는 스프레드 백(42)의 강한 힘이 커버(32b)에 작용할 때, 절개 라인이 형성되지 않은 둘레 부분을 힌지부로 하여 상기 커버(32b)가 회전하여 하우징 본체(32a)를 개방할 수 있게 된다.

이와 같이 스프레드 백(42)은 전개시에 커버(32b)를 하우징 본체(32a)로부터 분리시켜 하우징 본체를 개방한 뒤, 상기 하우징 본체의 개방된 부분(도면에서 하우징의 하면 부분)을 통해 하우징(31)의 외측으로 팽창하여 배터리 팩(3)을 덮도록 전개된다.

인플레이터 모듈(33)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어기(20)로부터 인가되는 제어신호(즉, 점화신호)에 의해 폭발 작동하도록 구비된 스퀴브(squib, 작약)(37), 상기 스퀴브(37)의 폭발시 점화되는 점화제(38), 및 점화제(38)의 점화에 의해 연소되어 팽창 가스를 발생시키는 가스발생제(39)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에서, 스퀴브(37)와 점화제(38), 가스발생제(39)는 하우징(31)의 내부공간에 설치된 별도 케이스(34) 내에 설치될 수 있는데, 스퀴브(37)와 점화제(38), 가스발생제(39)가 케이스(34)의 내부공간에서 각각 정해진 위치에 배치된다.

이때, 스프레드 백(42)은 하우징(31)과 케이스(34) 사이의 공간, 즉 하우징(31)의 내부공간에서도 케이스(34)의 외부공간에 접힌 상태로 수납된다.

도 2에서 도면부호 40은 팽창 가스 중 이물질을 제거하기 위한 필터로서, 이 필터(30)는 케이스(34)의 내부에서 가스발생제(39) 주변을 둘러싸도록 설치될 수 있다.

또한, 스프레드 백(42)은 일측이 케이스(34)에 설치된 리테이너(36)에 고정된 상태로 상기 하우징(31)과 케이스(34) 사이의 공간에 수납되고, 이때 스프레드 백(42)의 일측이 케이스(34)의 외측면, 구체적으로는 케이스(34) 하면부의 외측면에 리테이너(36)를 매개로 고정될 수 있다.

도 2를 참조하면, 가스발생제(39)가 스퀴브(37) 및 점화제(38)를 중심으로 좌우로 나뉘어 배치됨을 볼 수 있으며, 예시된 바와 같이 가스발생제(39)는 케이스(34)의 내부공간에서 복수의 위치에 나뉘어 분산 배치될 수 있다.

상기 스퀴브(37)는 제어기(20)로부터 제어신호, 즉 인플레이터 모듈(33)의 가스 발생 작동을 위한 전기적인 신호(점화신호)를 인가받도록 되어 있으며, 이를 위해 커넥터(미도시) 및 와이어(41)를 통해 제어기(20)에 연결된다.

또한, 스퀴브(37)에서 작은 폭발이 발생하였을 때 점화제(38)가 점화될 수 있도록 스퀴브(37)와 점화제(38)가 케이스(34)의 내부공간에서 서로 연결된 상태로 배치될 수 있고, 점화제(38)의 점화에 의해 가스발생제(39)의 연소가 시작될 수 있도록 점화제(38)와 가스발생제(39)가 케이스(34)의 내부공간에서 서로 연결된 상태로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 가스발생제(39)로는 연소시 질소를 생성할 수 있는 이지드화 나트륨(Sodium Azide)이 사용될 수 있고, 이지드화 나트륨은 차량의 승객 구속 장치인 에어백 장치에서도 사용되는 것으로, 연소시 질소와 나트륨으로 분해된다.

이와 같이 가스발생제(39)에서 발생하는 고압의 질소는 접힌 상태의 스프레드 백(42) 내부로 주입되어 충전되는데, 이때 고압의 질소가 충전되는 스프레드 백(42)이 순간적으로 팽창하여 전개된다..

본 발명에서 인플레이터 모듈(33)이 제어기(20)의 제어신호에 의해 팽창 가스를 발생시키도록 작동하게 되면, 인플레이터 모듈(33)의 가스발생제(39)에서 발생하는 팽창 가스인 질소가 케이스(34)의 내부에서 스프레드 백(42)의 내부로 주입되어야 하고, 이를 위해 가스발생제(39)가 위치된 케이스 부분에는 스프레드 백(42)의 내부공간에 연결되는 주입포트(35)가 구비된다.

본 발명의 실시예에서, 주입포트(35)는 케이스(34)의 정해진 위치마다 하나씩 설치되어 케이스 전체에 복수 개의 주입포트가 설치될 수 있고, 각 주입포트(35)는 그 출구가 스프레드 백(42)의 주입구(43)에 결합될 수 있다.

이에 인플레이터 모듈(33)의 점화제(38)가 스퀴브(37)에 의해 점화되고 점화제(38)에 의해 가스발생제(39)의 연소가 시작되면, 가스발생제(39)의 연소 동안 발생하는 팽창 가스(질소)가 복수 개의 주입포트(35)를 통해 스프레드 백(42)의 내부로 충전되면서 스프레드 백(42)이 순간적으로 팽창하게 된다.

상기 복수 개의 주입포트(35) 중, 케이스(34)의 하면부 중앙에 위치된 주입포트(35)는 스프레드 백(42)이 팽창하여 완전 전개될 때까지 계속해서 스프레드 백(42)에 연결된 상태를 유지하도록 되어 있다.

반면, 상기 복수 개의 주입포트(35) 중, 적어도 일부, 예를 들어 케이스(34)의 측면부에 위치된 주입포트(35)의 경우, 스프레드 백(42)이 팽창하여 하우징(31) 하단부의 커버(32b)를 개방한 뒤 계속해서 팽창하는 과정에서 스프레드 백(42)의 주입구(43)로부터 분리될 수 있도록 구비된다.

이와 같이 인플레이터 모듈(33)의 주입포트(35) 중 일부가 스프레드 백(42)의 주입구(43)로부터 분리될 수 있는 것은, 스프레드 백(42)이 팽창하면서 그 형상이 변화하는 것에 기인한다.

좀 더 설명하면, 도 4는 본 발명의 실시예에서 스프레드 백(42)이 팽창하여 하측의 배터리 팩(3)을 덮고 있는 전개된 상태를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 개방된 하우징(31)의 하면을 통해 스프레드 백(42)이 하방으로 팽창할 때, 스프레드 백(42)의 상부가 케이스(34)의 하면부에 위치된 리테이너(36)에 고정되어 있으므로, 케이스(34)의 하면부에 위치된 단수 또는 복수 개의 주입포트(35)는 스프레드 백(42)의 상부에 위치된 주입구(43)에 계속해서 연결된 상태를 유지할 수 있다.

반면, 스프레드 백(42)의 팽창이 어느 정도 진행된 뒤 케이스(34)의 측면부에 위치된 단수 또는 복수 개의 주입포트(35)는 스프레드 백(42)의 다른 부분에 위치된 주입구(43)로부터 분리되어 스프레드 백(42)의 해당 주입구(43)는 열린 상태가 된다.

이때, 팽창되었던 스프레드 백(42)의 내부로부터 고압의 질소가 상기 개방된 주입구(43)를 통해 스프레드 백(42)의 외부로 배출될 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서, 스프레드 백(42)은 팽창시 배터리 팩(3)을 상측에서 덮어 밀폐할 수 있게 전개되는데, 배터리 팩(3)의 주변을 밀봉하여 산소 공급을 차단함으로써 화재를 진압하게 된다.

본 발명의 실시예에서, 스프레드 백(42)은 단열 재질로 제작된 것이 사용될 수 있고, 이에 더하여 방염 및 내화 특성을 가지는 재질로 제작된 것이 사용될 수 있다.

예를 들면, PE(polyethylene), PF(phenol formaldehyde resin), 나일론(nylon), 폴리아라미드(polyaramid), 케볼라(kevlar), 노멕스(nomex) 등으로 제작된 것이 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치는, 팽창하여 배터리 팩(3)을 덮도록 전개된 스프레드 백(42)의 위로 냉각수를 뿌려주는 냉각수 공급장치(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 냉각수 공급장치(50)는, 차체 패널(1)에서 배터리 팩(3)의 상측 위치로 연장되도록 설치되는 분사관(53), 배터리 팩(3)의 상측에 위치하도록 분사관(53)에 설치되어 분사관(53)을 통해 공급되는 냉각수를 하측의 배터리 팩(3) 및 전개된 스프레드 백(42) 위로 분출하도록 구비되는 노즐(54), 및 상기 분사관(53) 또는 노즐(54)의 냉각수 통로를 개폐하도록 설치되는 전자식 밸브(55)를 포함하여 구성될 수 있다.

이에 더하여, 냉각수 공급장치(50)는, 냉각수가 저장되는 탱크(51), 및 탱크(51)에 저장된 냉각수를 상기 분사관(53)에 공급하기 위한 펌프(52)를 더 포함할 수 있고, 탱크(51)에서 펌프(52)에 의해 압송된 냉각수가 분사관(53) 내에 고압으로 충전된 상태에서 전자식 밸브(55)가 개방 작동하게 되면, 분사관(53) 내 냉각수가 노즐(54)을 통해 분출되도록 구성될 수 있다.

상기 펌프(52)와 전자식 밸브(55)는 제어기(20)가 출력하는 제어신호에 따라 작동이 제어되도록 구비되고, 이때 제어기(20)는 스프레드 백(42)의 전개 작동 후 설정시간(예, 10초)이 경과한 시점에서 전자식 밸브(55)를 개방하여 분사관(53)에서 노즐(54)을 통해 냉각수가 분출되도록 한다.

상기 전자식 밸브(55)는 솔레노이드 밸브가 될 수 있다.

도 4에 예시된 바와 같이, 차체 패널(1)에 배관된 분사관(53)은 배터리 팩(3)을 덮도록 전개 작동한 전체 스프레드 백(42) 위로 냉각수를 고르게 뿌려줄 수 있도록 배치되고, 이때 복수 개의 노즐(54)과 전자식 밸브(55)가 분사관(53)에 설치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 도면상 좌측과 우측에 각각 하나씩 총 2개의 노즐(54)과 전자식 밸브(55)가 설치된 것을 볼 수 있으며, 이는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 배터리 팩(3)을 덮도록 전개된 스프레드 백(42) 전체에 냉각수를 고르게 분출할 수 있도록 더 많은 노즐(54)과 전자식 밸브(55)가 차체 패널(1)에 적절히 분산 배치될 수 있다.

상기와 같이 스프레드 백(42)이 전개되고 난 뒤 설정시간 경과 후에 상기 전개된 스프레드 백(42) 위로 냉각수를 뿌려주게 되면, 스프레드 백(42)에 수분이 공급되면서 배터리 팩(3)에 스프레드 백(42)이 더욱 밀착하게 된다.

이와 같이 배터리 팩(3)에 대한 스프레드 백(42)의 밀착성을 높임으로써 배터리 팩의 화재를 효과적으로 진압할 수 있고, 이때 스프레드 백(42)이 배터리 팩(3)에 밀착된 상태로 배터리 팩 주변을 밀봉하고 산소를 차단하게 되면서 화재 확산이 확실히 방지될 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압 장치의 구성에 대해 상술하였는바, 그 작동 상태에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배터리 팩(3)에 설치된 온도센서(10)의 신호가 제어기(20)에 입력되고, 이에 제어기(20)가 온도센서(10)의 신호로부터 배터리 팩(3)의 온도가 기준온도 이상인 조건, 즉 배터리 팩(3)에서의 화재 발생 조건을 만족하는지를 판단하게 된다.

여기서, 배터리 팩(3)의 온도가 기준온도 이상이면, 제어기(20)는 배터리 팩(3)에서의 화재 발생 조건을 만족하는 것으로 판단하여 스프레드 백(42)의 전개 작동을 위한 제어신호를 출력하고, 이에 스퀴브(37)에서 작은 폭발이 발생하여 점화제(38)가 점화된다.

이와 같이 점화제(38)가 점화되면서 가스발생제(39)의 연소가 시작되고, 이어 가스발생제(39)가 연소되면서 고압의 팽창 가스가 발생한다.

결국, 고압의 팽창 가스가 케이스(34)의 주입포트(35) 및 스프레드 백(42)의 주입구(43)를 통해 스프레드 백(42)의 내부로 주입되면서 스프레드 백(42)이 팽창하게 되고, 이때 팽창하는 스프레드 백(42)이 커버(32b)를 열고 배터리 팩(3)의 위를 완전히 덮도록 전개된다.

또한, 스프레드 백(42)이 팽창하여 하우징(31)에서 밖으로 빠져나와 하방으로 전개되는 동안, 케이스(34)에서 구비된 주입포트(35) 중 적어도 일부가 스프레드 백(42)의 주입구(43)에서 분리되는데, 이렇게 주입포트(35)가 분리된 주입구(43)에서는 스프레드 백(42)의 내부에 채워진 팽창 가스가 배출된다.

이와 같이 스프레드 백(42)의 내부에서 팽창 가스 일부가 빠지면서 크게 팽창해있던 스프레드 백(42)이 수축되면서 배터리 백에 좀 더 밀착될 수 있게 되는데, 이러한 스프레드 백(42)의 전개 작동 후 설정시간이 경과하면 제어기(20)가 전자식 밸브(55)를 개방 작동시켜 분사관(53) 내 냉각수를 노즐(54)을 통해 스프레드 백(42) 위로 분출시키게 된다.

배터리 팩(3)을 덮고 있는 스프레드 백(42)에 냉각수를 뿌려주게 되면 스프레드 백(42)에 수분이 공급되면서 배터리 팩(3)과의 밀착성이 높아지며, 더불어 냉각수가 배터리 팩(3)의 온도를 낮추는 작용도 하게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 차량의 화재 진압 장치에서는 화재 진압을 위해 발화 부분을 단열 재질의 백으로 덮어 산소가 차단되도록 밀폐하는 방식이 적용됨으로써, 기존의 소화제나 물을 뿌려주는 방식에 의해서는 화재 진압이 어려웠던 차량의 탑재물, 예를 들어 차량의 배터리에서 발생한 화재를 보다 신속하고 효과적으로 진압할 수 있고, 화재 확산을 확실히 방지할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 차체 패널 2 : 마운트 구조물
3 : 배터리 팩 10 : 센서
20 : 제어기 30 : 스프레드 백 장치
31 : 하우징 32a : 하우징 본체
32b : 커버 32c : 절개 라인
33 : 인플레이터 모듈 34 : 케이스
35 : 주입포트 36 : 리테이너
37 : 스퀴브 38 : 점화제
39 : 가스발생제 40 : 필터
41 : 와이어 42 : 스프레드 백
43 : 주입구 50 : 냉각수 공급장치
51 : 탱크 52 : 펌프
53 : 분사관 54 : 노즐
55 : 전자식 밸브

Claims

차량에 탑재된 탑재물의 상태를 감지하기 위한 센서;
상기 센서에 의해 감지된 탑재물의 상태로부터 정해진 화재 발생 조건을 만족하는지를 판단하고 상기 화재 발생 조건을 만족하는 경우 화재 진압을 위한 제어신호를 출력하는 제어기; 및
상기 제어기의 제어신호에 따라 탑재물을 향해 스프레드 백을 전개하도록 차량에 설치되어, 상기 전개된 스프레드 백이 탑재물을 덮어 밀폐함으로써 탑재물의 화재를 진압할 수 있도록 된 스프레드 백 장치를 포함하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 탑재물이 차량에 탑재된 배터리인 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 센서가 탑재물의 온도를 감지하는 온도센서이고,
상기 제어기는 온도센서에 의해 감지된 탑재물의 온도를 기준온도와 비교하여, 탑재물의 온도가 기준온도 이상이면 상기 화재 발생 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스프레드 백 장치는,
차량에서 상기 탑재물의 상측에 위치하도록 설치되고,
상기 스프레드 백을 탑재물을 향해 하방으로 전개하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스프레드 백 장치는,
차량에 설치되는 하우징;
상기 하우징 내부에 설치되어 제어기의 제어신호에 따라 가스를 발생시키도록 작동하는 인플레이터 모듈; 및
상기 하우징 내부에 접힌 상태로 수납되고 인플레이터 모듈에서 발생한 가스가 내부에 채워지면서 전개되는 스프레드 백을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 하우징은,
상기 인플레이터 모듈 및 스프레드 백이 수납되는 내부공간을 가지는 하우징 본체; 및
상기 하우징 본체에 상기 수납된 스프레드 백을 지지하도록 결합되는 커버를 포함하고,
상기 스프레드 백은 전개 과정에서 상기 커버를 하우징 본체로부터 분리시켜 하우징 본체를 개방한 뒤 하우징 본체의 개방된 부분을 통해 하우징 외측으로 전개하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 인플레이터 모듈은,
상기 제어기에서 인가되는 제어신호에 의해 작동하도록 구비된 스퀴브;
상기 스퀴브의 작동시 점화되는 점화제; 및
상기 점화제의 점화에 의해 연소되고 연소시 발생하는 팽창 가스를 스프레드 백 내부로 주입할 수 있도록 구비된 가스발생제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 인플레이터 모듈은 하우징 내부에 설치되어 상기 스퀴브와 점화제, 가스발생제가 내부에 배치되는 케이스를 더 포함하고,
상기 스프레드 백은 일측이 케이스 외측면에 리테이너를 매개로 고정된 상태로 상기 케이스와 하우징 사이의 공간에 수납되는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 케이스에는 가스발생제에서 발생한 가스를 스프레드 백에 주입하는 복수 개의 주입포트가 설치되고, 상기 각 주입포트가 스프레드 백의 주입구에 가스를 주입할 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 스프레드 백이 팽창하여 전개하는 동안, 상기 복수 개의 주입포트 중 적어도 일부는 스프레드 백의 형상 변경에 의해 스프레드 백의 주입구로부터 분리되도록 구비되어, 스프레드 백의 내부에 채워진 가스가 상기 주입포트가 분리된 주입구를 통해 스프레드 백의 외부로 배출될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 인플레이터 모듈은 케이스 내부에 가스발생제 주변을 둘러싸도록 설치되어 가스발생제에서 발생한 가스 중 이물질을 제거하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 1에 있어서,
차량에 설치되어 배터리 팩을 덮도록 전개된 스프레드 백의 위로 냉각수를 뿌려주는 냉각수 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 냉각수 공급장치는,
차량에서 배터리 팩 상측 위치로 연장되도록 설치되어 냉각수가 공급되는 분사관;
상기 분사관에 설치되어 분사관의 냉각수를 배터리 팩을 덮도록 전개된 스프레드 백 위로 분출하도록 구비되는 노즐; 및
상기 제어기가 출력하는 냉각수 분사를 위한 제어신호에 따라 분사관 또는 노즐의 냉각수 통로를 개폐하도록 설치되는 전자식 밸브를 포함하는 차량의 화재 진압 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 제어기는 스프레드 백을 전개하도록 스프레드 백 장치를 작동시킨 후 설정시간이 경과하면 상기 냉각수 분사를 위한 제어신호를 출력하여 냉각수가 분출되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 화재 진압 장치.