KR20220150785A - Chamber for testing a thermal propagation - Google Patents
Chamber for testing a thermal propagation Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220150785A KR20220150785A KR1020210058169A KR20210058169A KR20220150785A KR 20220150785 A KR20220150785 A KR 20220150785A KR 1020210058169 A KR1020210058169 A KR 1020210058169A KR 20210058169 A KR20210058169 A KR 20210058169A KR 20220150785 A KR20220150785 A KR 20220150785A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- space
- chamber
- heat transfer
- paragraph
- chamber body
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 33
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 24
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 16
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- G01M99/002—Thermal testing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
본 발명은 열전달 실험용 챔버에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전지 모듈 및 전지 팩에 대하여 열전달 실험을 보다 다양하고 안전하게 행할 수 있는 열전달 실험용 챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a chamber for heat transfer experiments, and more particularly, to a chamber for heat transfer experiments capable of more diversely and safely performing heat transfer experiments with respect to battery modules and battery packs.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.As the use of portable devices such as mobile phones, laptop computers, camcorders, and digital cameras has become commonplace in modern society, development of technologies in fields related to the above mobile devices has become active. In addition, secondary batteries capable of charging and discharging are a solution to air pollution, such as existing gasoline vehicles using fossil fuels, electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles ( P-HEV), etc., the need for development of secondary batteries is increasing.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. , it is in the limelight due to its very low self-discharge rate and high energy density.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체 및 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator therebetween, and a battery case in which the electrode assembly is sealed and housed together with an electrolyte solution.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.In general, lithium secondary batteries can be classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of an exterior material.
소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 전지셀들이 배치되나, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 이용되는 이차 전지의 경우는, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈(Battery module)이 이용된다. 이러한 전지 모듈은 다수의 전지셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지셀 적층체를 형성함으로써 용량 및 출력이 향상된다. 하나 이상의 전지 모듈은 BDU(Battery Disconnect Unit), BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지팩을 형성할 수 있다.In the case of secondary batteries used in small devices, 2-3 battery cells are disposed, but in the case of secondary batteries used in medium-large devices such as automobiles, a battery module electrically connecting multiple battery cells this is used In this battery module, capacity and output are improved by forming a battery cell stack in which a plurality of battery cells are connected in series or parallel to each other. One or more battery modules may be mounted together with various control and protection systems such as a battery disconnect unit (BDU), a battery management system (BMS), and a cooling system to form a battery pack.
한편, 리튬 이차전지는 우수한 전기적 특성을 가지고 있음에 반해 안전성이 낮다는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 과충전, 과방전, 고온에서의 노출, 전기적 단락 등 비정상적인 작동 상태에서 전지 구성 요소들인 활물질, 전해질 등의 분해반응이 유발되어 열과 가스를 발생하고, 이로 인해 초래된 고온 고압의 조건은 상기 분해반응을 더욱 촉진하여 급기야 발화 또는 폭발을 초래하기도 한다.On the other hand, the lithium secondary battery has a problem of low safety while having excellent electrical characteristics. For example, lithium secondary batteries generate heat and gas due to decomposition reactions of active materials and electrolytes, which are battery components, during abnormal operating conditions such as overcharge, overdischarge, exposure to high temperatures, and electrical short circuits. The high-pressure condition further promotes the decomposition reaction and eventually causes ignition or explosion.
이러한 리튬 이차전지의 안전성 문제는 다수의 전지 셀을 사용하는 중대형 셀 모듈에서 더욱 심각하다. 즉, 중대형 셀 모듈에서는 다수의 전지 셀들이 사용됨으로써, 일부 전지 셀에서의 작동 이상은 다른 전지 셀들로 연쇄반응을 유발할 수 있으며, 그로 인한 발화 및 폭발은 자칫 대형 사고로 초래할 수 있기 때문이다.The safety problem of the lithium secondary battery is more serious in a medium or large-sized cell module using a plurality of battery cells. That is, since a large number of battery cells are used in a medium-large cell module, abnormal operation of some battery cells may cause a chain reaction in other battery cells, and the resulting ignition and explosion may lead to a large-scale accident.
이로 인하여, 중대형 셀 모듈의 과충전, 고온 노출 등에 따른 안전성 평가에 대한 필요성이 점점 커지고 있으며, 특히 중대형 셀 모듈의 폭발 시 압력 등에 대한 측정의 필요성이 대두되고 있다. For this reason, the need for safety evaluation due to overcharging, exposure to high temperatures, etc. of medium and large sized cell modules is increasing, and in particular, the need for measuring pressure and the like during explosion of medium and large sized cell modules is emerging.
도 1은 종래의 열전달 모사 실험을 위한 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a device for a conventional heat transfer simulation experiment.
도 1을 참조하면, 종래 전지 모듈과 전지팩의 안전성 평가를 단일 실험으로 확인하기 위한 열전달 모사 실험 장치(1)는, 3개의 전지 셀(21, 22, 23)을 한 쌍의 알루미늄 플레이트(11, 12) 사이에 적층시킨 상태에서 제1 전지셀(21)의 하단에 가열 패드(40)를 두고 국부적으로 열을 가하도록 구성된다. 제2 전지셀(22)은 이와 같이 직접 가열되는 제1 전지셀(21)과 인접하여 배치되어, 인접한 전지 셀에 대한 영향성을 확인할 수 있고, 이는 모듈 단위에서의 열전달로 모사될 수 있다. 또한 제3 전지셀(23)은, 제2 전지셀(22)과 단열 부재(30)를 사이에 두고 배치되어 있기 문에 서로 격리된 전지 셀 사이의 영향성을 확인할 수 있고, 이는 전지 팩 단위에서의 열전달로 모사될 수 있다.Referring to FIG. 1, a heat transfer
또한 각 층 마다 온도 센서(60)를 부착하여 가열에 따른 전지 셀의 온도 및 열폭주 등을 확인할 수 있고, 또한 압력 센서(50)를 추가하여 전지 셀이 받는 압력을 측정하는 것에 의해 각 단계에서의 영향성을 확인할 수 있다. 이 때 압력 센서(50) 대신 로드 셀을 구비하여 압력 부하를 측정할 수도 있다.In addition, the
그러나, 이와 같은 실험 장치의 경우, 개방된 상태에서 실험을 진행하기 때문에 실험 진행시 폭발 압력을 측정하기 어렵고 폭발 등의 위험성으로부터 측정자 및 측정 장치의 안전성 확보를 하기 어렵다. 또한, 온도 및 압력 측정시에도 외부의 영향을 차단할 수 없어 측정 결과가 정확하지 않을 수 있고, 사용되는 알루미늄 플레이트(11, 12)를 매 실험마다 교체해야 해서 과다한 비용이 발생한다는 문제가 있다.However, in the case of such an experimental device, since the experiment is conducted in an open state, it is difficult to measure the explosion pressure during the experiment and it is difficult to secure the safety of the measurer and the measuring device from dangers such as explosion. In addition, even when measuring temperature and pressure, external influences cannot be blocked, resulting in inaccurate measurement results, and excessive costs arise because the aluminum plates 11 and 12 used must be replaced for every experiment.
이에, 안전한 환경에서 재사용이 가능하며 정확하게 측정 가능한 열전달 실험 장치의 개발이 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a need to develop a heat transfer test apparatus that can be reused in a safe environment and can accurately measure heat transfer.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전지 모듈 또는 전지 팩에 대한 열전달 실험 장치를 개선하여, 안전상 문제가 없고 실험 장치 내부에서의 온도 및 압력을 정확하게 검출 가능하며 재사용이 가능하여 비용 절감이 가능한 열전달 실험용 챔버를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to improve a heat transfer experiment device for a battery module or battery pack, so that there is no safety problem, the temperature and pressure inside the experiment device can be accurately detected, and the heat transfer experiment that can be reused to reduce costs is possible. to provide a chamber.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and can be variously extended within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전달 실험용 챔버는, 상부가 개방된 개방부를 갖는 챔버 본체로서, 전지셀 적층체를 수용하기 위한 제1 공간 및 상기 제1 공간과 격벽에 의해 분리된 제2 공간을 포함하는 챔버 본체, 및 상기 챔버 본체의 개방부를 덮도록 결합하는 상부 플레이트를 포함한다.A chamber for heat transfer experiment according to an embodiment of the present invention is a chamber body having an open top, and includes a first space for accommodating a battery cell stack and a second space separated from the first space by a partition wall. A chamber body including a chamber body, and an upper plate coupled to cover an open portion of the chamber body.
상기 챔버 본체 상기 상부 플레이트 사이에 개재되는 보강 플레이트를 더욱 포함할 수 있다.The chamber body may further include a reinforcing plate interposed between the upper plates.
상기 챔버 본체는 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간을 둘러싸도록 하부면 및 측면을 포함하고, 상기 하부면과 마주하는 상부가 개방부를 구성하며, 상기 개방부의 가장자리를 둘러싸고 상기 측면으로부터 수직하게 연장되는 제1 프레임부를 포함할 수 있다.The chamber body includes a lower surface and a side surface so as to surround the first space and the second space, and an upper portion facing the lower surface constitutes an opening portion, enclosing an edge of the opening portion and extending vertically from the side surface portion. It may include a first frame portion.
상기 보강 플레이트는 상기 제1 프레임부와 중첩하는 제2 프레임부를 포함할 수 있다.The reinforcing plate may include a second frame portion overlapping the first frame portion.
상기 보강 플레이트는 상기 제1 공간과 대응하는 부분에서는 상기 개방부를 덮는 보강층을 포함할 수 있다.The reinforcing plate may include a reinforcing layer covering the opening at a portion corresponding to the first space.
상기 보강 플레이트는 상기 제2 공간과 대응하는 부분에서는 상기 개방부를 덮디 않고 제2 공간과 연통하는 개구부를 포함할 수 있다.The reinforcing plate may include an opening communicating with the second space at a portion corresponding to the second space without covering the opening.
상기 제2 프레임부는 상기 제1 공간 내부의 구성과 전기적으로 연결되는 배선이 지나는 공간을 형성하도록 함몰된 홈부를 포함할 수 있다.The second frame portion may include a groove portion recessed to form a space through which a wire electrically connected to a component inside the first space passes.
상기 챔버 본체, 상기 보강 플레이트, 및 상기 상부 플레이트는 상기 제1 및 제2 프레임부에 각각 대응하여 형성된 복수의 제1 체결홀 및 제2 체결홀과, 상기 제2 프레임부에 대응하는 위치에서 상기 상부 플레이트의 가장자리를 따라 상기 제2 체결홀에 대응하여 형성된 복수의 제3 체결홀을 관통하는 체결 부재에 의해 결합될 수 있다.The chamber body, the reinforcing plate, and the upper plate have a plurality of first fastening holes and second fastening holes respectively formed to correspond to the first and second frame parts, and at positions corresponding to the second frame part. It may be coupled by a fastening member passing through a plurality of third fastening holes formed along the edge of the upper plate to correspond to the second fastening holes.
상기 격벽에는, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 연결홀이 형성되고, 상기 연결홀은 한 쌍의 셔터에 의해 차단될 수 있다.A connection hole between the first space and the second space may be formed in the barrier rib, and the connection hole may be blocked by a pair of shutters.
상기 한 쌍의 셔터 각각은, 상기 격벽의 양면에 부착되어 상기 연결홀을덮도록 결합하고, 상기 한 쌍의 셔터와 상기 격벽을 관통하는 복수의 결합홀에 복수의 결합 부재를 결합하는 것에 의해 고정될 수 있다.Each of the pair of shutters is attached to both sides of the partition wall and coupled to cover the connection hole, and is fixed by coupling a plurality of coupling members to a plurality of coupling holes penetrating the pair of shutters and the partition wall. It can be.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전지 모듈 또는 전지 팩에 대한 열전달 실험 시 실험 장치 내부에서의 평가가 가능하며 온도 상승에 따른 영향성을 정확하게 검출할 수 있고 내부 압력 측정을 통한 폭발 압력 측정도 가능한 동시에 안전상 문제가 없고 비용 절감이 가능한 열전달 실험용 챔버를 제공할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, during a heat transfer experiment on a battery module or battery pack, it is possible to evaluate inside the test apparatus, accurately detect the effect of temperature rise, and measure the explosion pressure through internal pressure measurement. At the same time, it is possible to provide a chamber for heat transfer experiments that has no safety problems and can reduce costs.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 종래의 열전달 모사 실험을 위한 장치의 개략도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달 실험용 챔버의 분해 사시도이다.
도 3는 도 2의 열전달 실험용 챔버를 조립한 상태의 사시도이다.
도 4는 도 2의 구성 중 격벽을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 격벽을 정면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 격벽의 단면을 도시한 도면이다. 1 is a schematic diagram of a device for a conventional heat transfer simulation experiment.
2 is an exploded perspective view of a chamber for a heat transfer experiment according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of an assembled state of the heat transfer experiment chamber of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view illustrating a partition wall in the configuration of FIG. 2 .
FIG. 5 is a view showing a front view of the bulkhead of FIG. 4 .
FIG. 6 is a cross-sectional view of the partition wall of FIG. 4;
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where there is another part in the middle. . Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between. In addition, to be "on" or "on" a reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily be located "on" or "on" in the opposite direction of gravity does not mean not.
또한, 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.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
이하에서 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달 실험용 챔버에 대해 설명한다.Hereinafter, a chamber for a heat transfer experiment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6 .
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달 실험용 챔버의 분해 사시도이다. 도 3는 도 2의 열전달 실험용 챔버를 조립한 상태의 사시도이다. 도 4는 도 2의 구성 중 격벽을 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4의 격벽을 정면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 4의 격벽의 단면을 도시한 도면이다. 2 is an exploded perspective view of a chamber for a heat transfer experiment according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view of an assembled state of the heat transfer experiment chamber of FIG. 2; FIG. 4 is a perspective view illustrating a partition wall in the configuration of FIG. 2 . FIG. 5 is a view showing a front view of the bulkhead of FIG. 4 . FIG. 6 is a cross-sectional view of the partition wall of FIG. 4;
도 2 및 도 3을 참조하면, 전지셀 적층체(200)를 수용하도록 상부가 개방된하는 개방부(115)를 포함하는 챔버 본체(110), 챔버 본체(110)의 개방부(115)를 덮는 상부 플레이트(130)를 포함한다. 이 때, 챔버 본체(110)의 내부 공간이 격벽(112)에 의해 분리되어 전지셀 적층체(200)를 수용하는 제1 공간(110a)과, 제1 공간(110a)과 인접하는 제2 공간(110b)을 포함한다. 또한 챔버 본체(110)와 상부 플레이트(130) 사이에 배치되는 보강 플레이트(120)를 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the
챔버 본체(110)는, 제1 공간(110a) 및 제2 공간(110b)을 형성하도록 하부면(114) 및 하부면(114)의 네 변으로부터 수직으로 연장된 측면(113)을 포함한다. 측면(113)의 상단부(즉, z축 방향의 상부)의 네 변이 둘러싸는 부분, 즉 하부면(114)과 마주하는 부분이 개방부(115)를 구성한다. 개방부(115)의 가장자리는 제1 프레임부(111)에 의해 둘러싸여 있다. 제1 프레임부(111)는 측면(113)의 상단부로부터 수직한 방향으로 외측으로 연장(즉, 도면에서 x축 및 y축 방향)되어 구성될 수 있다.The
챔버 본체(110)의 내측 공간은, 격벽(112)에 의해 제1 공간(110a) 및 제2 공간(110b)으로 구획된다. 제1 공간(110a)에는 테스트 용 전지 셀 적층체(200)가 수용될 수 있으며, 따라서 그 크기는 전지 셀 적층체(200)의 가로 또는 세로 방향의 배치를 고려하여 적절하게 정해질 수 있다. 테스트 용 전지셀 적층체(200)는 2개 이상의 전지셀이 적층되어 이루어질 수 있다. 아울러 전지셀 적층체(200)의 일측에는, 전지셀 적층체와 유사한 형태로 제작된 가열 부재(500)가 배치될 수 있다. 가열 부재(500)의 양단은 내부 배선(301)에 의해 연결된 Thermocouple일 수 있으며, 이에 의해 전지 셀 적층체(200)를 가열하면서 온도를 감지할 수 있다. 또한 예를 들면, 전지셀 적층체(200)의 어느 하나의 전지셀과 접촉하도록 형성된 히트 패드(예를 들면, 구리선을 코일로 감은 형태의 패드)에 전류를 인가하여 이와 접촉하고 있는 전지셀의 일면을 가열하는 것에 의해 강제로 셀을 발화시킬 수 있다.The inner space of the
제2 공간(110b)은 제1 공간(110a)과 분리된 공간으로서, 제1 공간(110b)에 배치된 전지 셀 적층체(200)와 외부의 제어 및 측정 장비 (도시하지 않음) 등과 연결하기 위한 배선(300)을 정리하여 외부로 인출하기 위한 공간이다. 배선(300)은 전압선, 온도 감지선등을 포함할 수 있으며, 제1 공간(110a) 내부에 배치된 전지 셀 적층체(200)에 대해 측정/적용하고자 하는 실험 내용에 따라 다양하게 추가 가능하다. The
이와 같이 제1 공간(110a)에 배치된 전지 셀 적층체(200)와 분리된 제2 공간(110b)을 챔버 본체(110)에 구비함으로써, 전지 셀 적층체(200)에서 폭발 등이 발생하더라도 격벽(112)에 의해 열과 화염 등의 전파를 차단하여 제2 공간(110b)의 손상을 방지할 수 있고 또한 외부로의 전파 역시 차단 가능하여 작업자의 안전을 보장할 수 있다. 아울러 제2 공간(110b) 내부에 배치된 배선(300) 등의 손상 역시 방지할 수 있다.In this way, by providing the
한편, 챔버 본체(110)와 상부 플레이트(130) 사이에 배치되는 보강 플레이트(120)는, 제1 프레임부(111)와 중첩하는 제2 프레임부(121)를 포함하고, 제2 프레임부(121) 내부에서 제1 공간(110a)에 대응하여 제1 공간(110a)을 덮도록 배치되는 보강층(120a)을 포함한다. 이러한 보강층(120a)은 제2 프레임부(121)와 일체로 형성될 수도 있고 별도로 형성되어 끼워질 수도 있으며 특별히 한정되지 않는다. 제1 공간(110a)에 대응하여 보강층(120a)을 구비하는 것에 의해, 상부 플레이트(130)의 한 겹으로 전지셀 적층체(200)가 배치된 공간을 덮는 것에서 나아가 해당 공간을 두 겹의 덮개(즉, 보강층(120a) 및 상부 플레이트(130))로 덮도록 구성되기 때문에, 전지 셀 적층체(200)에서 폭발이 일어나더라도 외부로의 영향을 최소화할 수 있다.Meanwhile, the reinforcing
제2 프레임부(121)에는 제1 공간(110a)의 내부의 구성과 전기적으로 연결되는 배선(300)이 지날 수 있도록 함몰된 홈부(122)가 형성된다. 즉, 배선(300)은 제1 공간(110a) 내부의 전지 셀 적층체(200) 및 이에 설치된 압력 센서, 온도 센서 등의 장치들로부터 연장되어, 격벽(112)의 연결홀(1124, 후술함)을 지나 제2 공간(110b)에서 정리되어 홈부(122)를 통해 챔버(100)외측의 장비와 연결될 수 있다. 이와 같이 배선(300)이 지나는 홈부(122)를 챔버 본체(110)와 상부 플레이트(130) 사이에 배치된 보강 플레이트(120)의 제2 프레임부(121)에 형성함으로써, 배선(300)을 효율적으로 정리하고 조립성을 향상시킬 수 있다.A recessed
또한 폭발 발생의 위험이 없고 폭발의 영향으로부터 분리되어 있는 제2 공간(110b) 상부에는 제1 공간(110a)에 대응한 바와 같은 보강이 필요하지 않은바, 제2 공간(110b)과 대응하는 부분에서는, 보강층(120a)이 형성되지 않고 제2 공간(110b)과 연통하는 개구부(120b)를 포함한다. 이러한 개구부(120b)를 포함함으로써 홈부(122)를 통해 정리되어 외부로 인출되는 배선(300)의 정리 공간 등을 더욱 확보할 수 있어서 바람직하다.In addition, there is no risk of explosion and the upper portion of the
보강 플레이트(120) 상부에는 상부 플레이트(130)가 배치된다. 상부 플레이트(130), 보강 플레이트(120) 및 챔버 본체(110)는 각각에 형성된 제1 내지 제3 체결홀(110h, 120h, 130h)에 체결 부재(도시하지 않음)를 삽입하여 체결하는 것에 의해 결합될 수 있다. 즉, 챔버 본체(110)의 제1 프레임부(111)에 제1 체결홀(110h)이 형성되며, 이에 대응하여 보강 플레이트(120)의 제2 프레임부(121)에 제2 체결홀(120h)이 형성되고, 제2 체결홀(120h)에 대응하여 상부 플레이트(130)의 가장자리에 제3 체결홀(130h)이 형성된다. 이러한 제1 내지 제3 체결홀(110h, 120h, 130h)은 각각 복수로 형성되어, 복수개의 지점에서 체결이 이루어지도록 할 수 있으며, 이에 의해 챔버(100)의 강도를 향상시킬 수 있다. 이와 같은 체결은, 예를 들면, 볼트와 너트의 체결에 의해 이루어질 수 있다.An
챔버 본체(110), 보강 플레이트(120) 및 상부 플레이트(130)는 각각 알루미늄으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 실험 내용에 따라 그 재질을 다양하게 변경할 수 있다. 또한 각 부분의 두께는 5cm 이상이 될 수 있으며, 이 역시 실험 내용에 따라 적절하게 변경할 수 있다.The
다음으로, 도 4 내지 도 6을 더욱 참조하여 격벽(112)의 구성에 대해 보다 상세하게 설명한다. Next, with further reference to FIGS. 4 to 6 , the configuration of the
도 4는 도 2의 구성 중 격벽을 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4의 격벽을 정면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 4의 격벽을 측면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a perspective view illustrating a partition wall in the configuration of FIG. 2 . FIG. 5 is a view showing a front view of the bulkhead of FIG. 4 . 6 is a view showing a state in which the bulkhead of FIG. 4 is viewed from the side.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 판 형상으로 형성된 격벽 본체(1121)는 제1 공간(110a)과 제2 공간(110b)을 구획하도록 챔버 본체(110) 내부에 고정된다. 격벽 본체(1121)는, 제1 공간(110a)으로부터의 열 또는 화염이 제2 공간(110b)으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록, 알루미늄 등으로 이루어질 수 있으며, 이 때, 격벽 본체(1121)의 하부에는 연결홀(1124, 도 5, 6)아 형성되고 연결홀(1124)은 한 쌍의 셔터(1122)에 의해 차단되도록 형성된다. As shown in FIGS. 4 to 6 , a
연결홀(1124)을 통해, 제1 공간(110a)으로부터 인출되어 제2 공간(110b)을 지나 외부와 연결되는 배선(300)이 연결될 수 있다. 아울러 이와 같이 배선(300)이 연결되는 최소한의 공간을 제외하고는, 한 쌍의 셔터(1122)에 의해 차단될 수 있다. 이와 같이 차단되는 것에 의해, 연결홀(1124)에 의해서 화염이나 열이 전파되는 것을 방지할 수 있는 것이다.Through the
셔터(1122)는 한 쌍으로 구비되어 각각 제1 공간(110a) 측과 제2 공간(110b) 측에서 연결홀(1124)을 차단하도록 배치된다. 격벽 본체(1121)에는, 연결홀(1124)의 주위에 복수의 결합홀(1125)이 형성되고, 셔터(1122)에도 이에 대응한 결합홀이 형성되어, 이들을 관통하는 결합 부재(1123)에 의해 셔터(1122)가 고정될 수 있다. The
셔터(1122)에 의해 제1 공간(110a) 내부의 전지셀 적층체(200)에서 폭발이 발생할 경우, 그 폭발압을 측정할 수 있다. 즉, 셔터(1122)를 구비하는 것에 의해, 제1 공간(110a) 내부의 전지셀 적층체(200)가 닫힌 계 내에 존재하는 환경을 구비할 수 있고, 따라서 이러한 상태에서 전지셀 적층체(200)에 포함된 일부 전지셀이 폭발할 경우 폭발압을 측정할 수 있다. 종래에는, 전지 셀 적층체의 열전달 실험이 열린 계에서 이루어졌기 때문에, 이와 같은 폭발시의 압력을 측정하는 것이 불가능하고 단지 발화의 상태, 온도, 전파 시간 등의 정보만을 얻을 수 있었으나, 본 발명에서는 전지셀 적층체(200)를 닫힌 계에 배치하여 실험을 진행하는바, 폭발압의 측정 역시 가능하다. 또한 셔터(1122)에 의해 제1 공간(110a)을 필요에 따라 닫힌 계 또는 일부 열린계로 조정하는 것이 가능하므로 다양한 조건의 다양한 실험이 가능하다.When an explosion occurs in the
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 닫힌 형태의 열전달 실험 챔버(100)를 이용하고 특히 이 때 내부에서의 공간을 구획하여 일 공간 내에만 전지 셀 적층체를 배치하여 실험을 진행함으로써, 실험에 의해 폭발 등이 발생하더라도 외부로의 영향을 차단하여 안전을 확보할 수 있고, 아울러 실험 후의 열전달 실험 챔버를 재사용할 수 있기 때문에 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, by using the closed heat
본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.In this embodiment, terms indicating directions such as front, back, left, right, up, and down are used, but these terms are only for convenience of description and may vary depending on the location of the target object or the location of the observer. .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of
100 열전달 실험용 챔버
110 챔버 본체
120 상부 플레이트
130 보강 플레이트
112 격벽
200 전지 셀 적층체
110a 제1 공간
110b 제2 공간Chamber for 100 heat transfer experiments
110 chamber body
120 top plate
130 reinforcement plate
112 bulkhead
200 battery cell stack
110a first space
110b second space
Claims (10)
상기 챔버 본체의 개방부를 덮도록 결합하는 상부 플레이트를 포함하는 열전달 실험용 챔버.A chamber body having an open top, a chamber body including a first space for accommodating a battery cell stack and a second space separated from the first space by a partition wall, and
A heat transfer experiment chamber including an upper plate coupled to cover the opening of the chamber body.
상기 챔버 본체 상기 상부 플레이트 사이에 개재되는 보강 플레이트를 더욱 포함하는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 1,
The heat transfer experiment chamber further comprising a reinforcing plate interposed between the chamber body and the upper plate.
상기 챔버 본체는 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간을 둘러싸도록 하부면 및 측면을 포함하고, 상기 하부면과 마주하는 상부가 개방부를 구성하며,
상기 개방부의 가장자리를 둘러싸고 상기 측면으로부터 수직하게 연장되는 제1 프레임부를 포함하는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 2,
The chamber body includes a lower surface and a side surface to surround the first space and the second space, and an upper portion facing the lower surface constitutes an opening,
A chamber for a heat transfer experiment including a first frame part surrounding an edge of the opening and extending vertically from the side surface.
상기 보강 플레이트는 상기 제1 프레임부와 중첩하는 제2 프레임부를 포함하는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 3,
The reinforcing plate is a heat transfer experiment chamber including a second frame portion overlapping the first frame portion.
상기 보강 플레이트는 상기 제1 공간과 대응하는 부분에서는 상기 개방부를 덮는 보강층을 포함하는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 3,
The reinforcing plate includes a reinforcing layer covering the opening in a portion corresponding to the first space.
상기 보강 플레이트는 상기 제2 공간과 대응하는 부분에서는 상기 개방부를 덮디 않고 제2 공간과 연통하는 개구부를 포함하는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 3,
The reinforcing plate includes an opening communicating with the second space without covering the opening at a portion corresponding to the second space.
상기 제2 프레임부는 상기 제1 공간 내부의 구성과 전기적으로 연결되는 배선이 지나는 공간을 형성하도록 함몰된 홈부를 포함하는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 4,
The second frame part includes a groove part recessed to form a space through which a wire electrically connected to a configuration inside the first space passes.
상기 챔버 본체, 상기 보강 플레이트, 및 상기 상부 플레이트는 상기 제1 및 제2 프레임부에 각각 대응하여 형성된 복수의 제1 체결홀 및 제2 체결홀과, 상기 제2 프레임부에 대응하는 위치에서 상기 상부 플레이트의 가장자리를 따라 상기 제2 체결홀에 대응하여 형성된 복수의 제3 체결홀을 관통하는 체결 부재에 의해 결합되는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 4,
The chamber body, the reinforcing plate, and the upper plate have a plurality of first fastening holes and second fastening holes respectively formed to correspond to the first and second frame parts, and at positions corresponding to the second frame part. A heat transfer experiment chamber coupled by a fastening member passing through a plurality of third fastening holes formed along the edge of the upper plate to correspond to the second fastening holes.
상기 격벽에는, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 연결홀이 형성되고, 상기 연결홀은 한 쌍의 셔터에 의해 차단되어 있는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 1,
A heat transfer experiment chamber wherein a connection hole between the first space and the second space is formed in the partition wall, and the connection hole is blocked by a pair of shutters.
상기 한 쌍의 셔터 각각은, 상기 격벽의 양면에 부착되어 상기 연결홀을 덮도록 결합하고, 상기 한 쌍의 셔터와 상기 격벽을 관통하는 복수의 결합홀에 복수의 결합 부재를 결합하는 것에 의해 고정되는 열전달 실험용 챔버.In paragraph 8,
Each of the pair of shutters is attached to both sides of the partition wall and coupled to cover the connection hole, and is fixed by coupling a plurality of coupling members to a plurality of coupling holes penetrating the pair of shutters and the partition wall. chamber for heat transfer experiments.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210058169A KR20220150785A (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Chamber for testing a thermal propagation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210058169A KR20220150785A (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Chamber for testing a thermal propagation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220150785A true KR20220150785A (en) | 2022-11-11 |
Family
ID=84042979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210058169A KR20220150785A (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Chamber for testing a thermal propagation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20220150785A (en) |
-
2021
- 2021-05-04 KR KR1020210058169A patent/KR20220150785A/en active Search and Examination
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN216698555U (en) | Battery module and battery pack including the same | |
EP4148861A1 (en) | Battery assembly and battery pack having the same | |
US20230318128A1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
WO2022250287A1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
US20220294075A1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
KR20220150785A (en) | Chamber for testing a thermal propagation | |
US20220093987A1 (en) | Apparatus for insulating battery of electric vehicle | |
WO2021221310A1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
KR20220135081A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
KR20220067119A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
KR20210046339A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
EP4250452A1 (en) | Battery pack and device including same | |
US20220384923A1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
EP4148882A1 (en) | Battery pack | |
US20240030531A1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
US20240063484A1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
WO2022158765A1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
KR20220125097A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
US20230275300A1 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
WO2022080909A1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
KR20220129323A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
KR20220144717A (en) | Battery pack and device including the same | |
KR20220152845A (en) | Battery pack and device including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |