KR20220166677A - Battery pack to prevent the spread of fire - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a battery pack for easily preventing spread of fire, which can prevent the spread of a fire, has excellent cooling performance, and can achieve weight reduction, in which the battery pack comprises: a housing for accommodating a plurality of battery modules in a lower space; a cooling unit provided inside the housing and configured to cool the battery modules; a fire detection unit provided at a position close to the battery modules to determine whether the fire has occurred; and a fire extinguishing unit provided above the housing and spraying a fire extinguishing agent toward the battery modules when the fire detection unit determines that the fire has occurred.

Description

화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩{Battery pack to prevent the spread of fire}Battery pack to prevent the spread of fire {Battery pack to prevent the spread of fire}

본 발명은 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩에 관한 것으로서, 구체적으로는 화재의 확산을 방지함은 물론 냉각 성능이 우수하며 경량화를 달성할 수 있는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack that can easily prevent the spread of fire, and more specifically, to a battery pack that can prevent the spread of fire, has excellent cooling performance, and can achieve weight reduction.

최근 전기차 시장이 점차 확대되면서 전기차의 동력원인 리튬이온 배터리에 대한 관심도 증가하는 추세이다. 특히 전기차는 화석연료를 사용하지 않고, 매연이 발생하지 않아 대기오염을 줄일 수 있어 친환경 자동차로 각광 받고 있고, 전기차의 시장 점유율도 점차 높아지고 있는 상황이다.Recently, as the electric vehicle market gradually expands, interest in lithium-ion batteries, which are the power source of electric vehicles, is also increasing. In particular, electric vehicles are in the limelight as eco-friendly vehicles because they do not use fossil fuels and do not emit smoke, thereby reducing air pollution, and the market share of electric vehicles is gradually increasing.

이러한 상황에서 배터리 팩의 중요성은 더욱이 부각되고 있으며, 더욱 안전하고 고효율의 배터리 팩을 개발하기 위한 노력이 계속되고 있다.In this situation, the importance of the battery pack is being further emphasized, and efforts are being made to develop safer and more efficient battery packs.

전기차의 가동을 위해서는 스마트폰의 수천 배에 달하는 엄청난 양의 전력이 필요하다. 따라서 배터리 셀이 수십 개에서 많게는 수천 개까지 필요하게 된다. 전기차의 종류에 따라 구성이 조금씩 차이가 있을 수 있지만, 일반적으로, 전기차의 배터리는 셀(Cell) < 모듈(Module) < 팩(Pack)으로 구성되고, 위의 나열 순으로 구성단위체의 상위 개념으로 크기가 증가하게 된다. 수많은 배터리 셀을 안전하게, 그리고 효율적으로 관리하기 위해 모듈과 팩이라는 형태를 거쳐 전기차에 탑재하게 되는 것이다.An electric car requires an enormous amount of power thousands of times that of a smartphone to operate. Therefore, dozens to thousands of battery cells are required. Although the composition may vary slightly depending on the type of electric vehicle, in general, the battery of an electric vehicle is composed of cells < modules < packs, and the upper concept of the constituent units in the order listed above. size will increase. In order to safely and efficiently manage numerous battery cells, they are installed in electric vehicles in the form of modules and packs.

구체적으로, 셀, 모듈, 팩은 배터리를 모으는 단위로, 배터리 셀을 여러 개 묶어서 모듈을 만들고, 모듈을 여러 개 묶어서 팩을 만들게 되는 것이다. 전기차에는 최종적으로 배터리가 하나의 팩 형태로 탑재되게 된다.Specifically, a cell, module, or pack is a unit that collects batteries, and a module is made by tying a plurality of battery cells, and a pack is made by tying a plurality of modules. In an electric vehicle, the battery is finally installed in the form of a single pack.

배터리의 기본이 되는 셀은 자동차 내 제한된 공간에서 최대한의 성능을 발현할 수 있도록 단위 부피당 높은 용량을 지녀야 하고, 일반 모바일 기기용 배터리에 비해 훨씬 긴 수명이 필요하다. 또한, 주행중에 전달되는 충격을 견디고, 저온 또는 고온에서도 정상작동 할 수 있는 높은 신뢰성과 안정성을 지녀야 한다.The cell, which is the basis of a battery, must have a high capacity per unit volume to achieve maximum performance in a limited space in a vehicle, and a much longer lifespan than a battery for general mobile devices. In addition, it must have high reliability and stability that can withstand impact transmitted during driving and operate normally even at low or high temperatures.

여러 개의 셀을 열과 진동 등 외부 충격에서 좀 더 보호될 수 있도록 하나의 프레임에 모으게 되고, 이 형태를 모듈이라고 부른다. 그리고 모듈 여러 개를 모아 배터리의 온도나 전압 등을 관리해 주는 배터리 관리시스템(BMS, Battery Management System)과 냉각장치 등을 추가한 것이 배터리 팩이 되는 것이다.Several cells are gathered in one frame to be more protected from external shocks such as heat and vibration, and this form is called a module. In addition, a battery pack is a battery management system (BMS) that manages the temperature or voltage of a battery by gathering several modules and adding a cooling device.

이와 같은 방식으로 전기차에는 배터리 셀 여러 개가 하나의 팩 형태로 탑재되게 된다. 이와 관련하여 배터리 업계에서는 전기차의 주행가능 거리를 늘리기 위해 같은 부피에 더 많은 에너지를 넣을 수 있는 고 에너지 밀도 배터리 셀을 개발하는데 치중해왔고, 이에 따라 고 에너지 밀도 및 고 안전성을 확보하는 쪽으로 개발 방향이 정립되었다.In this way, several battery cells are mounted in an electric vehicle in the form of a single pack. In this regard, the battery industry has been focusing on developing high energy density battery cells that can put more energy into the same volume in order to increase the driving distance of electric vehicles, and accordingly, the direction of development is toward securing high energy density and high safety. has been established

한편, 최근에는 모듈과 팩을 얼마나 더 효율적으로 설계하고 구성하느냐에 대한 관심이 커지고 있는 상황이다. 전기차에 최종적으로 탑재되는 형태는 팩 형태이기 때문에, 배터리 팩의 스펙이 전기차의 전반적인 성능 및 디자인과 긴밀한 관계를 갖게 되기 때문이다. 즉, 전기차에 탑재되는 배터리 팩이 얼마나 더 고효율에 슬림한 디자인을 갖추느냐에 따라 전기차의 주행성능 및 디자인이 달라지게 된다. 따라서 최근에는 배터리 모듈 및 팩의 연구개발이 활발하게 일어나고 있는 상황이다.On the other hand, there is a growing interest in how to design and configure modules and packs more efficiently. This is because the battery pack specifications are closely related to the overall performance and design of the electric vehicle, since the form that is finally mounted on the electric vehicle is in the form of a pack. In other words, the driving performance and design of an electric vehicle will change depending on how much higher efficiency and slim design the battery pack mounted on the electric vehicle is. Therefore, in recent years, research and development of battery modules and packs have been actively taking place.

하지만 여전히 가벼우면서, 충격, 진동, 화재 등으로부터 강하고, 배터리에서 발생하는 열을 냉각하여 배터리 효율을 높여주는 배터리 팩을 개발하는 것은 쉽지 않은 과제이고, 이에 따라 경량화, 고 안전화 및 고 냉각 효율이 달성되는 배터리 팩의 개발이 필요한 실정이다.However, it is not an easy task to develop a battery pack that is still lightweight, strong against shock, vibration, fire, etc., and that improves battery efficiency by cooling the heat generated from the battery. As a result, lightweight, high safety, and high cooling efficiency are achieved. It is necessary to develop a battery pack that can be used.

종래의 기술 대한민국 등록특허 제10-1364184호는 전기자동차 중대형 배터리의 부분 냉각 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 배터리 셀이 적층된 구조의 다수개의 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈 수에 맞게 각각의 배터리 모듈에 설치되는 냉각팬; 상기 다수개의 배터리 모듈에 각각 설치되는 수냉판; 상기 수냉판과 수로에 의해 연결되어 각각의 수로를 통해 상기 수냉판으로 유체를 분배하는 매니폴드; 상기 수냉판과 상기 매니폴드 사이의 수로의 압력을 일정하게 유지시키는 유량제어밸브; 및 냉각 시스템의 상태를 감지하는 각종 센서로부터 전송되는 냉각 시스템 상태 데이터를 수신하여 냉각 시스템의 구동 상태에 따라 상기 유량제어밸브와 각 배터리 모듈에 설치되는 냉각팬을 제어하는 제어기를 포함한다. Prior Art Republic of Korea Patent Registration No. 10-1364184 relates to a system and method for partial cooling of a mid- or large-sized battery of an electric vehicle, comprising: a plurality of battery modules having a structure in which battery cells are stacked; cooling fans installed in each battery module according to the number of the battery modules; water cooling plates respectively installed in the plurality of battery modules; a manifold connected to the water cooling plate by water channels to distribute fluid to the water cooling plates through respective water channels; a flow control valve for maintaining constant pressure in the water path between the water cooling plate and the manifold; and a controller for receiving cooling system state data transmitted from various sensors for detecting the state of the cooling system and controlling the flow control valve and the cooling fan installed in each battery module according to the driving state of the cooling system.

위와 같은 종래의 기술에 의하면, 배터리 셀 온도가 설정 온도 값에 다다르지 않는 부분까지 에너지를 소비하며 냉각을 할 필요 없이 설정 온도 값을 초과한 배터리 셀과 모듈에만 냉각을 수행하게 됨으로써 부수적 에너지 손실을 최소화할 수 있고, 배터리 셀 간 온도를 평형화(equalizing)할 수 있는 효과가 있는 것을 제시하고 있으나, 수냉을 통한 냉각 방식으로 인해 배터리 팩의 경량화를 달성하기에는 어렵고 화재가 발생시 확산을 억제하기 힘든 문제점이 있다.According to the above conventional technology, energy is consumed until the battery cell temperature does not reach the set temperature value, and cooling is performed only for battery cells and modules that exceed the set temperature value without cooling, thereby reducing incidental energy loss. However, it is difficult to achieve weight reduction of the battery pack due to the cooling method through water cooling, and it is difficult to suppress the spread in case of fire. there is.

대한민국 등록특허 제10-1364184호Republic of Korea Patent No. 10-1364184

앞선 배경기술에서 도출된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 배터리 팩의 경량화를 통해 전체적인 무게를 감소시켜 친환경 자동차의 고 연비 효율의 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the problems derived from the foregoing background art is to provide a battery pack that can easily prevent fire spread with high fuel efficiency of an eco-friendly vehicle by reducing the overall weight through lightening of the battery pack.

또한, 본 발명의 목적은, 배터리 팩 내에 내충격 및 내진동이 확보하여 배터리 모듈의 안전성을 향상시킬 수 있도록 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a battery pack that can easily prevent the spread of fire so that shock resistance and vibration resistance can be secured in the battery pack to improve the safety of the battery module.

또한, 본 발명의 목적은, 충격이나 발열 등으로 인한 배터리 모듈에서의 화재 징후 발생시 화재가 확산되는 것을 최대한 억제하고 화재가 발생하더라도 배터리 팩 내부에서 진화될 수 있도록 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is a battery pack that can easily prevent the spread of fire, which suppresses the spread of fire as much as possible when signs of fire occur in the battery module due to shock or heat, and can be extinguished inside the battery pack even if a fire occurs. is to provide

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems to be solved by the present invention that are not mentioned here are those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be clearly understandable.

상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, 하부 공간에 복수개의 배터리 모듈을 수용하는 하우징; 상기 하우징 내부에 마련되어 상기 배터리 모듈을 냉각시킬 수 있게 구성되는 냉각부; 상기 배터리 모듈과 근접한 위치에 마련되어 화재 발생 여부를 판단하는 화재감지부; 및 상기 하우징의 상부에 마련되며, 상기 화재감지부에서 화재가 발생했다고 판단하면 상기 배터리 모듈 방향으로 소화약제를 분사하는 소화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩에 의해 달성될 수 있다.The above object, according to an embodiment of the present invention, the housing for accommodating a plurality of battery modules in the lower space; a cooling unit provided inside the housing and configured to cool the battery module; a fire detection unit provided at a location close to the battery module to determine whether or not a fire has occurred; and a fire extinguishing unit disposed on an upper portion of the housing and spraying an extinguishing agent toward the battery module when the fire detection unit determines that a fire has occurred. can be achieved

바람직하게는, 상기 냉각부는, 상기 하우징의 상부에 설치되어 내부 공간을 냉각시키는 펠티어소자와, 상기 펠티어소자와 상기 배터리 모듈를 서로 다른 공간부로 분리시키도록 상기 하우징의 내부를 구획하며, 복수개의 소화구멍이 형성되는 냉각커버, 및 상기 냉각커버에서 하방으로 연장되어 상기 배터리 모듈과 연접하도록 구성되는 냉각링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the cooling unit divides the inside of the housing so as to separate a Peltier element installed on the top of the housing to cool the internal space, the Peltier element and the battery module into different spaces, and a plurality of fire extinguishing holes. It is characterized in that it includes a cooling cover formed thereon, and a cooling link extending downward from the cooling cover and configured to be in contact with the battery module.

바람직하게는, 상기 냉각커버를 기준으로 하부 공간부에는 난연성 우레탄 발포체가 충전되어 상기 배터리 모듈을 감싸도록 구성되며, 상기 냉각커버를 기준으로 상부 공간부에는 불활성기체가 충전되는 것을 특징으로 한다.Preferably, a flame retardant urethane foam is filled in the lower space based on the cooling cover to surround the battery module, and an inert gas is filled in the upper space based on the cooling cover.

바람직하게는, 상기 소화부는, 냉각, 질식, 제거 및 억제 형태의 소화약제 중 적어도 하나 이상의 소화약제를 저장 및 공급하는 소화약제공급탱크와, 상기 냉각커버의 소화구멍과 대응하도록 복수개 배치되어 상기 소화구멍 방향으로 근접하거나 멀어지는 방향으로 왕복 이동하며, 내부에는 상기 소화약제공급부와 연통하는 관로가 형성된 구동부재, 및 상기 구동부재의 끝단부에 형성되어 상기 관로를 거쳐 제공되는 소화약제를 압출 분사하는 복수개의 제1소화노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the fire extinguishing unit includes a fire extinguishing agent supply tank for storing and supplying at least one fire extinguishing agent in the form of cooling, suffocation, removal and suppression, and a plurality of fire extinguishing agents disposed to correspond to the fire extinguishing hole of the cooling cover. A driving member that reciprocates in a direction approaching or moving away from the hole, and has a conduit communicating with the fire extinguishing agent supply unit formed therein, and a plurality of extruding and spraying extinguishing agents provided through the conduit formed at the end of the driving member. It is characterized in that it includes a first fire extinguishing nozzle.

바람직하게는, 상기 제1소화노즐이 상기 냉각커버의 소화구멍에 진입하기 전에는 복수개의 제1소화노즐이 다발 형태로 나란히 뭉쳐진 상태를 유지하며, 상기 제1소화노즐이 상기 소화구멍의 일정 지점 통과하면 복수개의 제1소화노즐이 방사상으로 펼쳐진 상태로 소화약제를 압출 분사하는 것을 특징으로 한다.Preferably, before the first fire extinguishing nozzle enters the fire extinguishing hole of the cooling cover, a plurality of first fire extinguishing nozzles are kept together in a bundle form, and the first fire extinguishing nozzle passes through a certain point of the fire extinguishing hole When the plurality of first fire extinguishing nozzles are characterized in that the fire extinguishing agent is extruded and sprayed in a radially spread state.

상기한 실시예에 따른 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention according to the above embodiment, the following effects can be expected.

첫째, 배터리 모듈의 외부를 우레탄으로 감싸도록 구성함으로써 내충격 및 내진동을 확보하여 배터리 모듈의 안정성을 향상시킬 수 있음은 물론 배터리 팩의 전체적인 무게를 감소시켜 친환경 자동차의 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.First, by wrapping the outside of the battery module with urethane, it is possible to improve the stability of the battery module by securing shock and vibration resistance, as well as reducing the overall weight of the battery pack to improve the fuel efficiency of eco-friendly vehicles. there is.

둘째, 배터리 모듈의 외부를 난연성 우레탄으로 감싸도록 구성하고 나머지 공간부는 불활성 기체를 충전함으로써 초기 화재 발생시 확산을 억제할 수 있는 효과가 있다.Second, by configuring the outside of the battery module to be wrapped with flame retardant urethane and filling the remaining space with an inert gas, there is an effect of suppressing the spread of an initial fire.

셋째, 배터리 모듈에서 화재가 발생하더라도 난연성 우레탄과 불활성 기체를 통해 확산을 크게 억제할 수 있으며, 나아가 소화약제를 분사하는 소화부를 통해 화재가 배터리 팩 내부에서 진화될 수 있는 효과가 있다.Third, even if a fire occurs in the battery module, the spread can be greatly suppressed through flame retardant urethane and an inert gas, and furthermore, the fire can be extinguished inside the battery pack through a fire extinguishing unit spraying an extinguishing agent.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩의 사시도이고,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩의 내부 구성을 설명하기 위한 개념도이고,
도3은 본 발명의 작동 원리를 설명하기 위한 개념도이고,
도4는 본 발명의 구체적인 작동 원리 및 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a perspective view of a battery pack that can easily prevent fire spread according to an embodiment of the present invention;
2 is a conceptual diagram for explaining the internal configuration of a battery pack that can easily prevent the spread of fire according to an embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram for explaining the operating principle of the present invention,
4 is a conceptual diagram for explaining a specific operating principle and another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 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 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the person of the scope of the invention. And terms used in this specification are for describing the embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the drawings and detailed descriptions of configurations and their actions and effects, which can be easily known by those skilled in the art, are simplified or omitted, and will be described in detail focusing on parts related to the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩은, 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 하우징(100)과 냉각부(300) 그리고 화재감지부(500) 및 소화부(700)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 3 , a battery pack that can easily prevent fire spread according to an embodiment of the present invention includes a housing 100, a cooling unit 300, a fire detection unit 500, and a fire extinguishing unit 700. ).

먼저, 하우징(100)은 하부 공간에 복수개의 배터리 모듈(10)을 수용하는 구조로 이루어진다.First, the housing 100 has a structure for accommodating a plurality of battery modules 10 in a lower space.

여기서, 상기 배터리 모듈(10)은 배터리들 사이에 절연막을 개재시키면서 복수의 배터리를 단순 적층한 구조를 가질 수 있다.Here, the battery module 10 may have a structure in which a plurality of batteries are simply stacked with an insulating film interposed between the batteries.

다른 예로, 배터리 모듈은 절연막의 상부 및/또는 하부에 배터리를 적절한 간격으로 배열한 후 절연막을 배터리와 함께 한쪽 방향으로 폴딩하여 폴딩된 절연막 사이 사이에 배터리가 삽입되어 있는 스택 폴딩 구조를 가질 수 있다.As another example, the battery module may have a stack folding structure in which the battery is inserted between the folded insulation films by arranging batteries at appropriate intervals above and/or below the insulation film and then folding the insulation film together with the battery in one direction. .

또 다른 예로, 배터리는 파우치형 배터리이고 배터리 모듈은 파우치형 배터리 조립체일 수 있다. 파우치형 배터리는 양극판, 분리막 및 음극판 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 배터리케이스의 내부에 밀봉되어 있는 배터리로서, 전체적으로 폭 대비 두께가 얇은 대략 직육면체 구조인 판상형으로 이루어질 수 있다. 이러한 파우치형 배터리는 일반적으로 파우치형의 배터리케이스로 이루어져 있으며, 상기 배터리케이스는 내구성이 우수한 고분자 수지로 이루어진 외부 피복층, 수분, 공기 등에 대해 차단성을 발휘하는 금속 소재로 이루어진 차단층, 및 열융착될 수 있는 고분자 수지로 이루어진 내부 실란트층이 순차적으로 적층되어 있는 라미네이트 시트 구조로 구성되어 있다. 상기 파우치형 배터리에서 케이스는 다양한 구조로 이루어질 수 있으며, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 배터리케이스에 전극조립체를 내장한 상태에서 배터리케이스의 외주면을 열융착하여 밀봉한 구조일 수 있다. 이때, 열융착된 외주면은 배터리들을 각각 고정하여 배터리 모듈을 형성하는 카트리지들 사이에 고정될 수 있다.As another example, the battery may be a pouch type battery and the battery module may be a pouch type battery assembly. A pouch-type battery is a battery in which an electrode assembly having a structure of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate is sealed inside a battery case together with an electrolyte solution, and may be formed in a plate shape having a substantially rectangular parallelepiped structure having a thin thickness compared to a width as a whole. These pouch-type batteries generally consist of a pouch-type battery case, and the battery case includes an outer coating layer made of a polymer resin with excellent durability, a barrier layer made of a metal material that exhibits barrier properties against moisture, air, etc., and thermal fusion. It is composed of a laminate sheet structure in which internal sealant layers made of polymeric resins are sequentially stacked. In the pouch-type battery, the case may have various structures, and may have a structure in which the outer circumferential surface of the battery case is heat-sealed and sealed in a state in which the electrode assembly is embedded in the battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. At this time, the heat-sealed outer circumferential surface may be fixed between cartridges forming a battery module by fixing the batteries, respectively.

그리고 본 발명에 적용 될 수 있는 배터리는 양극판, 분리막 및 음극판으로 구성된 전극조립체를 포함하며, 각 배터리의 양극판과 음극판으로부터 돌출된 다수의 양극 탭 및 음극 탭에 각각 양극 리드 및 음극 리드가 전기적으로 접속된 것일 수 있다.In addition, the battery that can be applied to the present invention includes an electrode assembly composed of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate, and a positive electrode lead and a negative lead are electrically connected to a plurality of positive electrode tabs and negative electrode tabs protruding from the positive electrode plate and the negative electrode plate of each battery, respectively. may have been

상기 양극판의 재질은 알루미늄이 주로 이용된다. 대안적으로, 상기 양극판은 스테인리스 스틸, 니켈, 티탄 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있다. 나아가, 배터리의 화학적 변화를 야기하지 않고 높은 도전성을 갖는 재질이라면 양극판으로 사용하는데 제한이 없다.As the material of the positive electrode plate, aluminum is mainly used. Alternatively, the positive plate may be surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like on the surface of stainless steel, nickel, titanium, or aluminum or stainless steel. Furthermore, there is no limit to use as a positive electrode if the material does not cause chemical change of the battery and has high conductivity.

상기 양극판의 일부 영역에는 양극 탭이 구비되는데 양극 탭은 상기 양극판이 연장되는 형태로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 양극판의 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접 등을 통하여 접합하는 형태로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 양극 재료를 상기 양극판 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하여 양극 탭을 형성하여도 무방하다.A positive electrode tab is provided in a portion of the positive electrode plate, and the positive electrode tab may be formed in a form in which the positive electrode plate is extended. Alternatively, it is also possible to configure a form in which a member of a conductive material is joined to a predetermined portion of the positive electrode plate through welding or the like. In addition, the positive electrode tab may be formed by coating and drying a positive electrode material on a portion of the outer circumferential surface of the positive electrode plate.

상기 양극판에 대응되는 음극판은 주로 구리 재질이 이용된다. 대안적으로, 음극판은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있고, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.A negative electrode plate corresponding to the positive electrode plate is mainly made of copper. Alternatively, the negative plate may be stainless steel, aluminum, nickel, titanium, copper or stainless steel surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like, and an aluminum-cadmium alloy or the like may be used.

상기 음극판 또한 일부 영역에 음극 탭이 구비되며, 앞서 설명된 양극 탭과 같이 상기 음극판에서 연장되는 형태로 구현될 수 있음은 물론, 음극판 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접하는 등의 방법으로 접합할 수도 있으며, 음극 재료를 상기 음극판 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하는 방식 등으로 형성하는 것도 가능하다.The negative electrode plate is also provided with a negative electrode tab in a partial area, and can be implemented in a form extending from the negative electrode plate like the positive electrode tab described above, and can be joined to a predetermined portion of the negative electrode plate by a method such as welding a member of a conductive material. Alternatively, it is also possible to form the negative electrode material by coating and drying a portion of the outer circumferential surface of the negative electrode plate.

상기 양극 리드는 상기 양극판에 구비된 양극 탭에, 음극 리드는 상기 음극판에 구비된 음극 탭에 전기적으로 접속된다. 바람직하게, 상기 양극 리드 및 상기 음극 리드는 각각 복수의 양극 탭 및 복수의 음극 탭과 접합된다.The positive lead is electrically connected to the positive tab provided on the positive electrode plate, and the negative lead is electrically connected to the negative tab provided on the negative electrode plate. Preferably, the positive electrode lead and the negative electrode lead are bonded to a plurality of positive electrode tabs and a plurality of negative electrode tabs, respectively.

상기 양극판과 상기 음극판에는 각각 양극 활물질과 음극 활물질이 코팅되어 있다. 일 예로, 상기 양극 활물질은 리튬 계열의 활물질이고, 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFePO4 또는 Li1+zNi1-xyCoxMyO2(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, 0≤z≤1, M은 Al, Sr, Mg, La, Mn 등의 금속) 등의 금속 산화물이 사용될 수 있다. 상기 음극 활물질은 탄소 계열의 활물질이고, 상기 음극 활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속, 리튬 합금 등이 사용될 수 있다. 상기 양극 활물질과 음극활물질의 종류와 화학적 조성은 배터리의 종류에 따라 얼마든지 달라질 수 있으므로 상기에서 열거한 구체적인 예는 하나의 예시에 불과하다는 것을 이해하여야 한다.The positive electrode plate and the negative electrode plate are coated with a positive active material and a negative active material, respectively. For example, the cathode active material is a lithium-based active material, and representative examples include LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFePO4, or Li1+zNi1-xyCoxMyO2 (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤ A metal oxide such as 1, 0≤z≤1, M is a metal such as Al, Sr, Mg, La, Mn) may be used. The anode active material is a carbon-based active material, and as the anode active material, carbon materials such as crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composites, and carbon fibers, lithium metal, and lithium alloys may be used. Since the type and chemical composition of the cathode active material and the anode active material may vary depending on the type of battery, it should be understood that the specific examples listed above are only examples.

상기 분리막은 다공성 재질을 가진 것이라면 특별히 제한이 없다. 상기 분리막은 다공성이 있는 고분자막, 예컨대 다공성 폴리올레핀막, 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로 프로필렌, 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈렌, 부직포막, 다공성 웹(web) 구조를 가진 막 또는 이들의 혼합체 등으로 이루어질 수 있다. 상기 분리막의 단면 또는 양면에는 무기입자가 결착되어 있을 수 있다.The separator is not particularly limited as long as it has a porous material. The separator is a porous polymer membrane, such as a porous polyolefin membrane, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl Pyrrolidone, polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butylate, cellulose acetate propionate, cyanoethyl pullulan, cyanoethyl polyvinyl alcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl cellulose Noethyl sucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile styrene butadiene copolymer, polyimide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polyether ether ketone, polyether sulfone , polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalene, a nonwoven fabric film, a film having a porous web structure, or a mixture thereof. Inorganic particles may be bound to one or both surfaces of the separation membrane.

상기 무기 입자는 5 이상의 고유전율 상수를 갖는 무기 입자가 바람직하며, 10 이상의 유전율 상수를 가지며 밀도가 낮은 무기 입자가 더욱 바람직하다. 이는 배터리 내에서 이동하는 리튬 이온을 용이하게 전달할 수 있기 때문이다. 5 이상의 고유전율 상수를 갖는 무기 입자의 비제한적인 예로는 Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), BaTiO3, HfO2, SrTiO3, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3 또는 이들의 혼합체 등이 있다.The inorganic particles are preferably inorganic particles having a high dielectric constant of 5 or more, more preferably inorganic particles having a dielectric constant of 10 or more and a low density. This is because lithium ions moving in the battery can be easily transferred. Non-limiting examples of inorganic particles having a high dielectric constant of 5 or more include Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), BaTiO3, HfO2, SrTiO3, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3 or mixtures thereof.

다음으로, 냉각부(300)는 상기 하우징(100) 내부에 마련되어 상기 배터리 모듈(10)을 냉각시킬 수 있게 구성된다.Next, the cooling unit 300 is provided inside the housing 100 and configured to cool the battery module 10 .

구체적으로 상기 냉각부(300)는, 상기 하우징(100)의 상부에 설치되어 내부 공간을 냉각시키는 펠티어소자(320)와, 상기 펠티어소자(320)와 상기 배터리 모듈(10)를 서로 다른 공간부로 분리시키도록 상기 하우징(100)의 내부를 구획하며, 복수개의 소화구멍(342)이 형성되는 냉각커버(340), 및 상기 냉각커버(340)에서 하방으로 연장되어 상기 배터리 모듈(10)과 연접하도록 구성되는 냉각링크(360)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the cooling unit 300 is installed on the upper part of the housing 100 to cool the inner space, the Peltier element 320, the Peltier element 320 and the battery module 10 to different spaces. A cooling cover 340 that divides the inside of the housing 100 so as to be separated and has a plurality of fire extinguishing holes 342 formed therein, and extends downward from the cooling cover 340 to be in contact with the battery module 10 It is characterized in that it comprises a cooling link 360 configured to.

상기 펠티어소자(320)에는 냉각 표면적을 넓혀 냉각 효과를 증대시키기 위한 냉각핀이 형성될 수 있다. 이러한 냉각핀은 상기 펠티어소자(320)의 발열면과 냉각면 중 냉각면에 연장되어 형성되는 것으로 상기 하우징(100)의 내부 공간에 위치하게 된다.A cooling fin may be formed in the Peltier element 320 to increase a cooling effect by increasing a cooling surface area. These cooling fins are formed extending from the cooling surface among the heating surface and the cooling surface of the Peltier element 320 and are located in the inner space of the housing 100 .

상기 냉각커버(340)는 냉각 효율을 높이기 위해 열전도도가 높은 금속으로 마련되는 것이 바람직한데, 가격 및 무게를 고려하면 구리로 이루어지는 것이 바람직하다. The cooling cover 340 is preferably made of a metal having high thermal conductivity in order to increase cooling efficiency. Considering price and weight, it is preferably made of copper.

상기 냉각링크(360)도 상기 냉각커버(340)와 마찬가지로 열전도도가 높은 구리로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 냉각링크(360)는 상기 배터리 모듈(10)을 감싸 덮을 수 있도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 상기 배터리 모듈(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 냉각링크(360)로 배터리 모듈(10)의 강제 냉각이 가능하므로 과열로 인해 배터리 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Like the cooling cover 340, the cooling link 360 is also preferably made of copper having high thermal conductivity. The cooling link 360 may be configured to surround and cover the battery module 10, and through this, it is possible to prevent the battery module 10 from being separated. In addition, since the battery module 10 can be forcibly cooled by the cooling link 360 , degradation of battery efficiency due to overheating can be prevented.

한편, 상기 냉각커버(340)를 기준으로 하부 공간부에는 난연성 우레탄 발포체가 충전되어 상기 배터리 모듈(10)을 감싸도록 구성되며, 상기 냉각커버(340)를 기준으로 상부 공간부에는 불활성기체가 충전되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a flame retardant urethane foam is filled in the lower space portion based on the cooling cover 340 to surround the battery module 10, and an inert gas is filled in the upper space portion based on the cooling cover 340 characterized by being

냉각커버(340)를 기준으로 하부 공간부에 충전되는 난연성 우레탄 발포체는 배터리 모듈(10)을 감싸 충격 및 진동으로부터 보호할 수 있으며, 배터리 팩의 경량화가 가능하고, 배터리에서 발생하는 고주파의 소음을 차음할 수 있는 효과가 있다.The flame retardant urethane foam filled in the lower space based on the cooling cover 340 can protect the battery module 10 from impact and vibration, and can reduce the weight of the battery pack and reduce high-frequency noise generated from the battery. It has a soothing effect.

또한, 요구 성능에 따라 조성물질 변형이 가능한데, 고분자 화학물의 합성으로 기능성의 부여가 가능한 장점이 있으며, 난연성과 자기 소화성이 뛰어나 배터리 모듈(10) 간 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the composition can be modified according to the required performance, and it has the advantage of being able to impart functionality by synthesizing polymeric chemicals, and has excellent flame retardancy and self-extinguishing properties, so that fire can be prevented from spreading between battery modules 10.

기존 배터리 팩의 경우 박스 모듈 집합체의 형태로 상부 접점으로 열발생, 수냉장치 등에 의한 부식에 취약, 과충전시 열분산 취약, 금속 무게가 전체 무게의 2/3를 차지하는 등의 문제점이 있었으나 내충격성 등에 강점이 있어 지속적으로 사용되어 왔다. 하지만 우레탄 소재를 기반으로 필러 등의 보강재를 활용하면 무게 감소 및 높은 강도를 유지할 수 있는 장점이 있다.In the case of existing battery packs, in the form of a box module assembly, there were problems such as heat generation at the upper contact point, vulnerability to corrosion by water cooling devices, vulnerability to heat dissipation when overcharged, and metal weight accounting for 2/3 of the total weight. It has its strengths and has been used continuously. However, using reinforcement materials such as fillers based on urethane materials has the advantage of reducing weight and maintaining high strength.

이와 같이, 본 발명은 배터리 팩의 내진동, 내충격성, 난연성, 자기소화성을 향상시키기 위해 난연성 우레탄 발포체를 적용할 수 있고, 이를 통해 효과적으로 내진동, 내충격성, 난연성, 자기소화성을 향상 시킬 뿐만 아니라, 기존의 금속 고정대에 비해 중량이 적어 배터리 팩 전체의 중량 감소를 도모할 수 있다.As such, the present invention can apply flame retardant urethane foam to improve vibration resistance, impact resistance, flame retardancy, and self-extinguishing properties of a battery pack, thereby effectively improving vibration resistance, impact resistance, flame retardancy, and self-extinguishing properties. , The weight of the entire battery pack can be reduced because the weight is less compared to the existing metal holder.

냉각커버(340)를 기준으로 상부 공간부에 충전되는 불활성기체는 배터리 팩 내에 화재가 발생할 시, 불활성기체에 의해 추가적인 산소유입이 차단되어 화재의 확산을 막을 수 있다.When a fire occurs in the battery pack, the inert gas charged in the upper space portion based on the cooling cover 340 prevents the spread of fire by blocking additional oxygen inflow by the inert gas.

구체적으로, 상기 불활성기체는 질소가 선택될 수 있다. 이러한 질소는 불활성 기체로 화재의 확산을 방지할 수 있으며, 공간부 내에 수증기 함량을 제한할 수 있으므로 냉각 작동 시 응결 현상을 방지할 수 있다.Specifically, nitrogen may be selected as the inert gas. Since nitrogen is an inert gas, it is possible to prevent the spread of fire, and since it is possible to limit the water vapor content in the space, it is possible to prevent condensation during cooling operation.

상기 질소는 펠티어소자(320)에 의해 냉각되는 냉매 유체 역할을 함으로써 상기 냉각커버(340)를 직접적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉매로 질소를 사용하여 배터리 팩의 무게를 감소시킬 수 있다.The nitrogen can directly cool the cooling cover 340 by serving as a refrigerant fluid cooled by the Peltier element 320, and the weight of the battery pack can be reduced by using nitrogen as a refrigerant.

화재감지부(500)는 배터리 모듈(10)과 근접한 위치에 마련되어 화재 발생 여부를 판단한다. 이러한 화재감지부(500)는 정온식, 차동식, 보상식 형태의 열감지기나 광전식 또는 이온화식의 연기감지기가 선택될 수 있으며, 이외 다양한 방식으로 단독 또는 복합적으로 사용 가능하다.The fire detection unit 500 is provided at a location close to the battery module 10 to determine whether a fire has occurred. The fire detection unit 500 may be a constant temperature type, differential type, compensation type heat sensor or a photoelectric type or ionization type smoke sensor, and may be used alone or in combination in various ways.

소화부(700)는 상기 하우징(100)의 상부에 마련되며, 상기 화재감지부(500)에서 화재가 발생했다고 판단하면 상기 배터리 모듈(10) 방향으로 소화약제를 분사한다.The fire extinguishing unit 700 is provided on the upper part of the housing 100, and when the fire detection unit 500 determines that a fire has occurred, it sprays an extinguishing agent toward the battery module 10.

구체적으로 상기 소화부(700)는, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 냉각, 질식, 제거 및 억제 형태의 소화약제 중 적어도 하나 이상의 소화약제를 저장 및 공급하는 소화약제공급탱크(720)와, 상기 냉각커버(340)의 소화구멍(342)과 대응하도록 복수개 배치되어 상기 소화구멍(342) 방향으로 근접하거나 멀어지는 방향으로 왕복 이동하며, 내부에는 상기 소화약제공급탱크(720)와 연통하는 관로가 형성된 구동부재(740), 및 상기 구동부재(740)의 끝단부에 형성되어 상기 관로를 거쳐 제공되는 소화약제를 압출 분사하는 복수개의 제1소화노즐(760)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the fire extinguishing unit 700 is a fire extinguishing agent supply tank 720 for storing and supplying at least one fire extinguishing agent among cooling, suffocation, removal and suppression types of fire extinguishing agents. And, a plurality of them are arranged to correspond to the fire extinguishing hole 342 of the cooling cover 340 and reciprocate in a direction closer to or away from the fire extinguishing hole 342, and communicate with the fire extinguishing agent supply tank 720 inside. It is characterized in that it includes a driving member 740 having a conduit, and a plurality of first fire extinguishing nozzles 760 formed at the end of the driving member 740 and extruding and spraying the fire extinguishing agent provided through the conduit. .

여기서, 도3 및 도4를 참조하면, 상기 제1소화노즐(760)이 상기 냉각커버(340)의 소화구멍(342)에 진입하기 전에는 복수개의 제1소화노즐(760)이 다발 형태로 나란히 뭉쳐진 상태를 유지하며, 상기 제1소화노즐(760)이 상기 소화구멍의 일정 지점 통과하면 복수개의 제1소화노즐(760)이 방사상으로 펼쳐진 상태로 소화약제를 압출 분사하여 화재가 완전히 진화될 수 있도록 한다.Here, referring to FIGS. 3 and 4, before the first fire extinguishing nozzle 760 enters the fire extinguishing hole 342 of the cooling cover 340, a plurality of first fire extinguishing nozzles 760 are arranged side by side in a bundle form. Maintaining a united state, and when the first fire extinguishing nozzle 760 passes through a certain point of the fire extinguishing hole, the plurality of first fire extinguishing nozzles 760 extrude and spray the fire extinguishing agent in a radially spread state to completely extinguish the fire let it be

한편, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 상기 구동부재(740)의 측면에는 상기 관로와 연통하는 제2소화노즐(770)이 복수개 형성되어 소화약제를 압출 분사할 수 있다. 이러한 제2소화노즐(770)은 냉각커버(340)를 기준으로 상부 공간부에 소화약제를 분사하여 화재가 진화될 수 있도록 한다.Meanwhile, as shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of second fire extinguishing nozzles 770 communicating with the conduit are formed on the side surface of the drive member 740 to extrude and spray the fire extinguishing agent. The second fire extinguishing nozzle 770 injects the fire extinguishing agent into the upper space with respect to the cooling cover 340 so that the fire can be extinguished.

즉, 상기 제1소화노즐(760)은 냉각커버(340)를 기준으로 하부 공간부에 소화약제를 압출 분사하고, 상기 제2소화노즐(770)은 냉각커버(340)를 기준으로 상부 공간부에 소화약제를 압출 분사한다. 따라서, 하우징(100) 내부 전체에 소화약제가 고루 분사되도록 함으로써 화재의 발생 부위에 상관없이 화재가 진화될 수 있도록 하고, 화재의 확산 자체를 미연에 차단될 수 있도록 한다.That is, the first fire extinguishing nozzle 760 extrudes and sprays the fire extinguishing agent to the lower space with respect to the cooling cover 340, and the second fire extinguishing nozzle 770 to the upper space with respect to the cooling cover 340 The fire extinguishing agent is extruded and sprayed. Therefore, by evenly spraying the fire extinguishing agent throughout the inside of the housing 100, the fire can be extinguished regardless of where the fire occurs, and the spread of the fire itself can be blocked in advance.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention described so far, the following effects are obtained.

첫째, 배터리 모듈의 외부를 우레탄으로 감싸도록 구성함으로써 내충격 및 내진동을 확보하여 배터리 모듈의 안정성을 향상시킬 수 있음은 물론 배터리 팩의 전체적인 무게를 감소시켜 친환경 자동차의 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.First, by wrapping the outside of the battery module with urethane, it is possible to improve the stability of the battery module by securing shock and vibration resistance, as well as reducing the overall weight of the battery pack to improve the fuel efficiency of eco-friendly vehicles. there is.

둘째, 배터리 모듈의 외부를 난연성 우레탄으로 감싸도록 구성하고 나머지 공간부는 불활성 기체를 충전함으로써 초기 화재 발생시 확산을 억제할 수 있는 효과가 있다.Second, by configuring the outside of the battery module to be wrapped with flame retardant urethane and filling the remaining space with an inert gas, there is an effect of suppressing the spread of an initial fire.

셋째, 배터리 모듈에서 화재가 발생하더라도 난연성 우레탄과 불활성 기체를 통해 확산을 크게 억제할 수 있으며, 나아가 소화약제를 분사하는 소화부를 통해 화재가 배터리 팩 내부에서 진화될 수 있는 효과가 있다.Third, even if a fire occurs in the battery module, the spread can be greatly suppressed through flame retardant urethane and an inert gas, and furthermore, the fire can be extinguished inside the battery pack through a fire extinguishing unit spraying an extinguishing agent.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the scope of the invention which follows may be better understood. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 배터리 모듈
100: 하우징
300: 냉각부
320: 펠티어소자
340: 냉각커버
342: 소화구멍
360: 냉각링크
500: 화재감지부
700: 소화부
720: 소화약제공급탱크
740: 구동부재
760: 제1소화노즐
770: 제2소화노즐
10: battery module
100: housing
300: cooling unit
320: Peltier element
340: cooling cover
342: digestive hole
360: cooling link
500: fire detection unit
700: digestion unit
720: fire extinguishing agent supply tank
740: driving member
760: first fire extinguishing nozzle
770: second fire extinguishing nozzle

Claims (5)

하부 공간에 복수개의 배터리 모듈을 수용하는 하우징;
상기 하우징 내부에 마련되어 상기 배터리 모듈을 냉각시킬 수 있게 구성되는 냉각부;
상기 배터리 모듈과 근접한 위치에 마련되어 화재 발생 여부를 판단하는 화재감지부; 및
상기 하우징의 상부에 마련되며, 상기 화재감지부에서 화재가 발생했다고 판단하면 상기 배터리 모듈 방향으로 소화약제를 분사하는 소화부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩.
A housing accommodating a plurality of battery modules in a lower space;
a cooling unit provided inside the housing and configured to cool the battery module;
a fire detection unit provided at a location close to the battery module to determine whether a fire has occurred; and
a fire extinguishing unit disposed on an upper portion of the housing and injecting an extinguishing agent toward the battery module when the fire detection unit determines that a fire has occurred;
A battery pack that is easy to prevent fire spread, characterized in that it comprises a.
제1항에 있어서,
상기 냉각부는,
상기 하우징의 상부에 설치되어 내부 공간을 냉각시키는 펠티어소자와,
상기 펠티어소자와 상기 배터리 모듈를 서로 다른 공간부로 분리시키도록 상기 하우징의 내부를 구획하며, 복수개의 소화구멍이 형성되는 냉각커버, 및
상기 냉각커버에서 하방으로 연장되어 상기 배터리 모듈과 연접하도록 구성되는 냉각링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩.
According to claim 1,
the cooling unit,
A Peltier element installed on the upper part of the housing to cool the inner space;
A cooling cover partitioning the inside of the housing to separate the Peltier element and the battery module into different spaces and having a plurality of fire extinguishing holes formed therein, and
A battery pack that is easy to prevent the spread of fire, characterized in that it comprises a cooling link configured to extend downward from the cooling cover and connect to the battery module.
제2항에 있어서,
상기 냉각커버를 기준으로 하부 공간부에는 난연성 우레탄 발포체가 충전되어 상기 배터리 모듈을 감싸도록 구성되며,
상기 냉각커버를 기준으로 상부 공간부에는 불활성기체가 충전되는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩.
According to claim 2,
A flame retardant urethane foam is filled in a lower space based on the cooling cover to surround the battery module,
A battery pack that is easy to prevent fire spread, characterized in that an inert gas is charged in the upper space based on the cooling cover.
제3항에 있어서,
상기 소화부는,
냉각, 질식, 제거 및 억제 형태의 소화약제 중 적어도 하나 이상의 소화약제를 저장 및 공급하는 소화약제공급탱크와,
상기 냉각커버의 소화구멍과 대응하도록 복수개 배치되어 상기 소화구멍 방향으로 근접하거나 멀어지는 방향으로 왕복 이동하며, 내부에는 상기 소화약제공급부와 연통하는 관로가 형성된 구동부재, 및
상기 구동부재의 끝단부에 형성되어 상기 관로를 거쳐 제공되는 소화약제를 압출 분사하는 복수개의 제1소화노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩.
According to claim 3,
The digestion unit,
A fire extinguishing agent supply tank for storing and supplying at least one fire extinguishing agent in the form of cooling, suffocation, removal and suppression;
A driving member arranged in plurality to correspond to the fire extinguishing hole of the cooling cover, reciprocating in a direction approaching or moving away from the fire extinguishing hole, and having a conduit communicating with the fire extinguishing agent supply unit formed therein; and
A battery pack that is easy to prevent fire spread, characterized in that it comprises a plurality of first fire extinguishing nozzles formed at the end of the driving member and extruding and spraying the fire extinguishing agent provided through the pipe.
제4항에 있어서,
상기 제1소화노즐이 상기 냉각커버의 소화구멍에 진입하기 전에는 복수개의 제1소화노즐이 다발 형태로 나란히 뭉쳐진 상태를 유지하며,
상기 제1소화노즐이 상기 소화구멍의 일정 지점 통과하면 복수개의 제1소화노즐이 방사상으로 펼쳐진 상태로 소화약제를 압출 분사하는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지가 용이한 배터리 팩.
According to claim 4,
Before the first fire extinguishing nozzle enters the fire extinguishing hole of the cooling cover, a plurality of first fire extinguishing nozzles are kept together in a bundle form,
A battery pack that is easy to prevent fire spread, characterized in that when the first fire extinguishing nozzle passes through a certain point of the fire extinguishing hole, the plurality of first fire extinguishing nozzles extrudes and sprays the fire extinguishing agent in a radially spread state.
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