KR20230061077A - 공냉식 배터리 팩 - Google Patents

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KR20230061077A
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exhaust fan
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박성종
박어진
유종근
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

공냉식 배터리 팩이 개시된다. 공냉식 배터리 팩은, 내부에 배터리가 설치되며, 배터리의 냉각을 위한 에어가 유입되는 유입부와, 유입된 에어가 배출되는 배기부가 형성된 하우징과, 하우징의 상기 배기구에 슬라이딩 가능하게 설치되는 배기팬 모듈과, 배기팬 모듈의 상부에서 배기구의 내벽면에 회전 가능하게 설치되어 배기팬 모듈의 미이동시에 배기팬 모듈의 상부에 지지되고 배기팬 모듈이 배기구의 외측으로 이동시에 회전되어 상기 배기구를 폐쇄하는 회전 개폐부를 포함한다.

Description

공냉식 배터리 팩{AIR COOLING TYPE BATTERY PACK}
본 발명은 폭발 등에 의한 유해 가스의 배출이 방지되는 공냉식 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 환경 오염에 대한 우려와 함께 세계적으로 에너지 저장 장치의 개발이 가속화되고 있으며, 다양한 종류의 배터리가 에너지 저장 장치로서 사용되고 있다.
리튬-이온 배터리는 다른 배터리와 비교하여 에너지 밀도가 높고 주기적으로 완전 방전할 필요가 없다.
또한, 리튬-이온 배터리는 유지보수가 적으며 충전이 빠르며 자체 방전이 낮습니다.
그러나 리튬-이온 배터리는 고온에서는 성능이 저하되며 적절하게 냉각되지 않으면 온도가 지속적으로 상승하면서 열에너지 발생 속도가 증가해 열폭주 현상이 발생되며, 아울러 고압의 독성 가스가 발생된다.
이러한 열폭주가 발생되는 경우, 고압의 독성 가스가 발생하며 이는 외부로 배출되어야하는데, 실내로 배출되는 경우 독성 가스에 의해 안전 사고가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 제1 실시예는, 배터리팩의 폭발 등에 의한 열폭주 발생시에 실내로 독성 가스가 유입되지 않도록 하는 공냉식 배터리 팩을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 내부에 배터리가 설치되며, 배터리의 냉각을 위한 에어가 유입되는 유입부와, 유입된 에어가 배출되는 배기부가 형성된 하우징과, 하우징의 상기 배기구에 슬라이딩 가능하게 설치되는 배기팬 모듈과, 배기팬 모듈의 상부에서 배기구의 내벽면에 회전 가능하게 설치되어 배기팬 모듈의 미이동시에 배기팬 모듈의 상부에 지지되고 배기팬 모듈이 배기구의 외측으로 이동시에 회전되어 상기 배기구를 폐쇄하는 회전 개폐부를 포함한다.
회전 개폐부는, 일단은 배기팬 모듈의 상부에서 배기구의 내벽면에 힌지에 의해 회전 가능하게 연결되며, 배기팬 모듈의 미이동시 배기팬 모듈의 상부에 측면이 지지되어 배기구를 개방 상태로 유지하고. 배기팬 모듈이 배기구의 외측으로 이동시에 자중에 의해 회전되어 배기구를 폐쇄할 수 있다.
배기구의 저면에는 배기팬 모듈이 설정된 거리를 초과하여 이동되는 것을 제한하는 스토퍼 돌기가 돌출될 수 있다.
배기팬 모듈의 하부에는 스토퍼 돌기가 삽입되는 스토퍼 홈이 형성될 수 있다.
회전 개폐부의 가장자리 둘레에는 실링부재가 부착될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 배터리 폭발에 의한 열폭주가 발생되는 경우, 회전 개폐부에 의해 실내 방향으로 설치된 배기구의 안정적인 폐쇄 작동이 가능하여, 배터리 폭발시 발생된 유해 가스가 실내로 유입되는 것을 방지하여 유해 가스 흡입에 의한 안전사고가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공냉식 배터리 팩을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 개폐부의 개방 상태를 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 3은 도 2의 회전 개폐부의 폐쇄 작동 상태를 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전 개폐부의 개방 상태를 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공냉식 배터리 팩을 개략적으로 도시한 요부 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 개폐부의 개방 상태를 개략적으로 도시한 요부 도면이며, 도 3은 도 2의 회전 개폐부의 폐쇄 작동 상태를 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공냉식 배터리 팩(100)은, 내부에 배터리가 설치되며 배터리의 냉각을 위한 에어가 유입되는 유입부(11)와 유입된 에어가 배출되는 배기구(13)가 형성된 하우징(10)과, 하우징(10)의 배기구(13)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 배기팬 모듈(20)과, 배기팬 모듈(20)의 상부에서 배기구(13)의 내벽면에 회전 가능하게 설치되어 배기팬 모듈(20)의 미이동시에 배기팬 모듈(20)의 상부에 지지되고, 배기팬 모듈(20)이 배기구(13)의 외측으로 이동시에 회전되어 배기구(13)를 폐쇄하는 회전 개폐부(30)를 포함한다.
하우징(10)은 내부에 배터리가 저장되는 설치 공간이 형성되는 것으로, 단일개 또는 복수개의 배터리가 저장 가능하도록 설치될 수 있다.
이러한 하우징(10)에는 내부에 저장된 배터리의 냉각을 위한 에어의 공급이 가능하도록 에어가 유입되는 유입부(11)와, 에어가 배출되는 배기구(13)가 형성될 수 있다.
즉, 하우징(10)은 내부에 저장된 배터리의 공냉식 냉각을 위해 에어가 유출입돠는 유입부(11)와 배기구(13)가 각각 형성되는 바, 배터리팩의 작동 과정에서 이상 작동이 발생되지 않은 상태로 안정적인 구동이 가능하도록 설치될 수 있다.
이러한 배기구(13)에는 하우징(10)의 내부에 설치된 배터리의 이상 폭발에 의해 발생되는 소정의 독성 가스가 배기구(13)를 통과하여 실내로 배출되는 것을 방지하는 배기팬 모듈(20)과 회전 개폐부(30)가 설치될 수 있다.
배기팬 모듈(20)은 배기구(13)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로, 하우징(10)의 내부에서 배터리 폭발 등의 이상이 발생되는 경우 발생된 고압의 가스 압력에 따라 배기구(13)의 출구 방향으로 일정 거리 슬라이딩될 수 있다.
이와 같이, 배기팬 모듈(20)이 슬라이딩되는 것은, 후술하는 회전 개폐부(30)의 개폐 작동을 위함이다. 이에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명한다.
배기팬 모듈(20)은 배기구(13)의 내벽면에 저면이 안착된 상태에서 하우징(10)의 내부에서 폭발 압력에 의한 고압의 가스 압력이 발생되는 경우, 압력에 따라 이렁거리 슬라이딩될 수 있다.
여기서, 배기구(13)의 저면에는 배기팬 모듈(20)이 배기구(13)외 외부 방향으로 과도하게 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼 돌기(40)가 돌출될 수 있다.
스토퍼 돌기(40)는 배기구(13)의 저면에 단일개로 돌출되어 배기팬 모듈(20)의 과도한 이동을 제한할 수 있다. 배기팬 모듈(20)의 하부에는 스토퍼 돌기(40)가 고정되는 스토퍼 홈(41)이 형성될 수 있다.
스토퍼 돌기(40)는 배기구(13)의 저면에 단일개로 돌출되는 것을 예시적으로 설명하지만. 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 적어도 2개 이상의 복수개로 돌출되는 것도 가능하다.
한편 회전 개폐부(30)는 배기팬 모듈(20)이 배기구(13)의 외측 방향으로 슬라이딩되는 경우, 배기구(13)를 폐쇄하도록 작동될 수 있다. 회전 개폐부(30)는 배기구(13)의 직경에 대응하는 크기의 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 회전 개폐부(30)는, 일단은 배기팬 모듈(20)의 상부에서 배기구(13)의 내벽면에 힌지(31)에 의해 회전 가능하게 연결될 수 있다.
즉, 회전 개폐부(30)는, 배기팬 모듈(20)의 미이동시 배기팬 모듈(20)의 상부에 측면이 지지되어 배기구(13)를 개방 상태로 유지할 수 있다.
그리고 회전 개폐부(30)는 하우징(10)의 내부에서 배터리 폭발 등에 의한 고압의 가스가 발생되어 배기팬 모듈(20)이 배기구(13)의 외측으로 이동되는 경우, 배기구(13)를 폐쇄하도록 회전 작동될 수 있다.
즉, 회전 개폐부(30)는 최초 배기팬 모듈(20)의 상부에서 배기구(13)의 내벽면의 상부에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 배기팬 모듈(20)의 상부면에 지지된 상태로 설치될 수 있다.
따라서 회전 개폐부(30)는 배기팬 모듈(20)이 배기구(13)의 출구 방향으로 이동되는 경우, 배기팬 모듈(20)에 의해 지지되지 않는 바, 자중에 의해 배기구(13)를 패쇄 하도록 회전 작동될 수 있다.
이에 따라, 회전 개폐부(30)는 배터리 등의 폭발이 발생되는 경우, 배기구(13)를 안정적으로 폐쇄하도록 자중에 의해 회전 작동되어 별도의 구동력의 제공없이 안정적으로 배기구(13)의 폐쇄 작동이 가능하다.
이와 같이, 배터리 폭발에 의한 열폭주가 발생되는 경우, 회전 개폐부(30)에 의해 배기구(13)의 안정적인 폐쇄 작동이 가능하여, 배터리 폭발시 발생된 유해 가스가 실내로 유입되는 것을 방지하여 유해 가스 흡입에 의한 안전사고가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전 개폐부의 개방 상태를 개략적으로 도시한 요부 도면이다. 도 1 내지 도 3과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전 개폐부의 측면에는 실링부재(110)가 부착될 수 있다.
따라서 실링부재(110)는 회전 개폐부의 폐쇄 작동시에 배기구을 안정적으로밀폐하여, 유해 가스가 실내로 배출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...하우징 11...유입부
13...배기구 20...배기팬 모듈
30...회전 개폐부 40...스토퍼 돌기
41...스토퍼 홈 110..실링부재

Claims (5)

  1. 내부에 배터리가 설치되며, 배터리의 냉각을 위한 에어가 유입되는 유입부와, 유입된 에어가 배출되는 배기부가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 상기 배기구에 슬라이딩 가능하게 설치되는 배기팬 모듈;
    상기 배기팬 모듈의 상부에서 상기 배기구의 내벽면에 회전 가능하게 설치되어, 상기 배기팬 모듈의 미이동시에 상기 배기팬 모듈의 상부에 지지되고, 상기 배기팬 모듈이 상기 배기구의 외측으로 이동시에 회전되어 상기 배기구를 폐쇄하는 회전 개폐부;
    를 포함하는, 공냉식 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전 개폐부는,
    일단은 상기 배기팬 모듈의 상부에서 상기 배기구의 내벽면에 힌지에 의해 회전 가능하게 연결되며,
    상기 배기팬 모듈의 미이동시 상기 배기팬 모듈의 상부에 측면이 지지되어 상기 배기구를 개방 상태로 유지하고. 상기 배기팬 모듈이 상기 배기구의 외측으로 이동시에 자중에 의해 회전되어 상기 배기구를 폐쇄하는, 공냉식 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배기구의 저면에는 상기 배기팬 모듈이 설정된 거리를 초과하여 이동되는 것을 제한하는 스토퍼 돌기가 돌출되는, 공냉식 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배기팬 모듈의 하부에는 상기 스토퍼 돌기가 삽입되는 스토퍼 홈이 형성되는, 공냉식 배터리 팩.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 회전 개폐부의 가장자리 둘레에는 실링부재가 부착되는, 공냉식 배터리 팩.
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