KR20230135928A - 배터리팩의 화재 대응 시스템 - Google Patents

배터리팩의 화재 대응 시스템 Download PDF

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KR20230135928A KR1020220033507A KR20220033507A KR20230135928A KR 20230135928 A KR20230135928 A KR 20230135928A KR 1020220033507 A KR1020220033507 A KR 1020220033507A KR 20220033507 A KR20220033507 A KR 20220033507A KR 20230135928 A KR20230135928 A KR 20230135928A
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Abstract

본 발명에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템은, 소화용 유체가 수용된 소화용 유체 수용탱크, 배터리팩을 구성하는 복수 개의 배터리모듈 각각에 개별적으로 설치되며, 대응되는 배터리모듈에 화재가 발생 시 진화를 수행하는 복수 개의 화재진압유닛, 상기 소화용 유체 수용탱크로부터 전달된 소화용 유체를 상기 복수 개의 화재진압유닛 측으로 분배하는 유체분배챔버, 상기 복수 개의 배터리모듈에 대한 화재 발생 여부를 감지하는 화재감지부 및 상기 화재감지부에 의해 상기 복수 개의 배터리모듈 중 적어도 어느 하나에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 화재진압유닛을 제어하여 화재가 발생한 배터리모듈의 진화를 수행하도록 구동시키는 제어보드를 포함한다.

Description

배터리팩의 화재 대응 시스템{Fire Responding System for Battery Pack}
본 발명은 배터리팩의 화재 대응 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리팩에 포함된 하나 이상의 배터리모듈에서 화재가 발생한 것으로 판단된 경우 신속하게 화재의 진압을 자동 수행할 수 있는 배터리팩의 화재 대응 시스템에 관한 것이다.
최근에는 산업의 발전에 따라 다양한 모바일 기기들이 양산되고 있으며, 이와 같은 모바일 기기들은 휴대성을 위해 소정 용량의 배터리를 포함하고 있다.
또한 자동차 역시 과거의 화석연료를 이용한 동력 운용 방식에서 벗어나 모터를 이용한 친환경 동력 운용 방식으로 변화하고 있는 추세이며, 이와 같이 전력 소비가 많은 차량 등의 기계장치에는 전력을 충분히 공급할 수 있을 정도의 대량의 배터리모듈을 포함하는 배터리팩이 구비된다.
다만, 이와 같은 배터리는 그 특성 상 저온에서는 그 효율이 떨어지게 되며, 또한 일정 이상의 고온에서는 폭발 및 화재의 위험이 수반된다는 한계점이 있다. 특히 하절기 등에 극한의 고온 환경이 유지되는 도로 등과 같은 차량의 주행 환경에서는 그 위험성이 보다 크다는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 특정 기계장치에 구비되는 배터리 등에 화재 또는 불꽃이 발생할 경우 이를 감지하는 센서 및 감지기가 개발된 바가 있으나, 이는 어디까지나 화재를 감지하는 역할을 수행할 뿐이며 후속 조치가 자동으로 이루어지지 않으므로 위험을 회피하거나 방지하지는 못하는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-2020-0096889호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 소정의 배터리모듈에서 화재가 발생한 것으로 판단된 경우 신속하게 화재의 진압을 자동 수행할 수 있도록 하여 위험을 미연에 방지할 수 있는 배터리팩의 화재 대응 시스템을 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리팩의 화재 대응 시스템은, 소화용 유체가 수용된 소화용 유체 수용탱크, 배터리팩을 구성하는 복수 개의 배터리모듈 각각에 개별적으로 설치되며, 대응되는 배터리모듈에 화재가 발생 시 진화를 수행하는 복수 개의 화재진압유닛, 상기 소화용 유체 수용탱크로부터 전달된 소화용 유체를 상기 복수 개의 화재진압유닛 측으로 분배하는 유체분배챔버, 상기 복수 개의 배터리모듈에 대한 화재 발생 여부를 감지하는 화재감지부 및 상기 화재감지부에 의해 상기 복수 개의 배터리모듈 중 적어도 어느 하나에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 화재진압유닛을 제어하여 화재가 발생한 배터리모듈의 진화를 수행하도록 구동시키는 제어보드를 포함한다.
이때 상기 화재진압유닛은, 상기 유체분배챔버에 의해 분배된 소화용 유체가 수용되는 서브챔버 및 상기 서브챔버로부터 상기 배터리모듈 측으로 연장되며, 끝단부에 제1분사노즐이 형성된 제1유체유동관과, 상기 제어보드에 의해 상기 제1유체유동관의 유로를 개폐 제어 가능하게 구비되는 솔레노이드 밸브를 포함하여, 상기 제어보드의 제어에 의해 상기 서브챔버에 수용된 소화용 유체를 상기 배터리모듈에 분사하도록 형성되는 액티브 소화모듈을 포함할 수 있다.
또한 상기 화재진압유닛은, 상기 서브챔버로부터 상기 배터리모듈 측으로 연장되며, 끝단부에 제2분사노즐이 형성된 제2유체유동관과, 상기 제2유체유동관의 유로를 차폐하도록 구비되되, 상기 배터리모듈의 기 설정된 가용온도범위보다 높은 온도에서 융해되는 유로차폐부재를 포함하여, 상기 가용온도범위보다 높은 온도에서 상기 유로차폐부재가 융해됨에 따라 상기 제2유체유동관의 유로를 개방하도록 형성되어 상기 서브챔버에 수용된 소화용 유체를 상기 배터리모듈에 분사하도록 형성되는 패시브 소화모듈을 더 포함할 수 있다.
더불어 상기 패시브 소화모듈은 상기 화재진압유닛에 복수 개가 구비될 수 있다.
한편 상기 화재감지부는 온도를 기반으로 상기 복수 개의 배터리모듈에 대한 화재 발생 여부를 감지하는 방식을 가지되, 화재가 발생한 것으로 판단하는 화재판단기준온도는 상기 가용온도범위보다 높고 상기 유로차폐부재의 융해점보다 낮은 온도로 설정될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배터리팩의 화재 대응 시스템은, 배터리팩을 구성하는 복수 개의 배터리모듈 각각에 개별적으로 설치되며, 대응되는 배터리모듈에 화재가 발생 시 소화용 유체를 분사함에 따라 진화를 신속하게 수행하는 복수 개의 화재진압유닛을 포함하여, 화재가 확산되는 것을 방지하고 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있다.
특히 본 발명은 화재가 발생한 배터리모듈에서만 개별적으로 화재의 진압을 수행할 수 있으므로, 불필요하고 과도한 진화 작업을 방지할 수 있어 사후 대처를 용이하게 수행할 수 있는 장점을 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템의 전체 구성을 개념적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템에 있어서, 화재진압유닛의 구조를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템을 통해 화재 진압이 이루어지는 과정을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템의 화재진압유닛에 있어서, 패시브 소화모듈의 모습을 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템의 화재진압유닛에 있어서, 패시브 소화모듈의 모습을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템의 전체 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템은 소화용 유체 수용탱크(10), 화재진압유닛(200), 유체분배챔버(20), 화재감지부(30) 및 제어보드(40)를 포함한다.
이와 같은 구성들을 포함하는 배터리팩의 화재 대응 시스템은, 소정의 기계장치, 전자장치 등에 구비되는 배터리팩(100)을 구성하는 복수 개의 배터리모듈(110)에 화재가 발생 시 자동으로 진화를 신속하게 수행하도록 한다.
소화용 유체 수용탱크(10)는 내부에 소화용 유체가 수용되며, 이때 소화용 유체는 액체질소 등과 같은 극저온유체를 비롯하여 다양한 공지의 소화용 유체가 사용될 수 있다. 또한 소화용 유체가 극저온유체에만 한정되는 것은 아님은 물론이다.
그리고 화재진압유닛(200)은 배터리팩(100)을 구성하는 복수 개의 배터리모듈(110) 각각에 개별적으로 설치되며, 대응되는 배터리모듈(110)에 화재가 발생 시 진화를 수행하도록 구비된다. 즉 화재진압유닛(200)은 배터리팩(100)과 동일한 개수로 구비되어 1:1 대응되는 형태로 설치될 수 있다.
유체분배챔버(20)는 소화용 유체 수용탱크(10)로부터 전달된 소화용 유체를 복수 개의 화재진압유닛(200) 측으로 분배하는 구성요소이며, 소화용 유체 수용탱크(10)로부터 유체분배챔버(20)로 소화용 유체가 유동되는 유로 상에는 메인밸브(11)가 구비되어 유체분배챔버(20)로 공급되는 소화용 유체의 공급 여부를 비롯하여 유동량 등을 제어하도록 할 수 있다.
화재감지부(30)는 복수 개의 배터리모듈(110)에 대한 화재 발생 여부를 감지하는 구성으로서, 본 실시예의 경우 해당 기계장치 또는 전자장치에 구비되는 배터리 관리 시스템(Battery Management Systems, BMS)이 화재를 감지하는 역할을 수행하는 것으로 하였다.
다만, 화재감지부(30)는 배터리 관리 시스템 외에도 온도센서, 연기센서 등 화재를 감지할 수 있는 수단이라면 어떤 것이라도 제한없이 적용될 수 있다.
제어보드(40)는 화재감지부(30)에 의해 복수 개의 배터리모듈(110) 중 적어도 어느 하나에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 화재진압유닛(200)을 제어하여 화재가 발생한 배터리모듈(110)의 진화를 수행하도록 구동시킨다.
이와 같은 제어보드(40)는 개별 화재진압유닛(200)을 각각 개별 구동시킬 수도 있으며, 또는 동시에 복수 개의 화재진압유닛(200)을 제어하도록 할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템에 있어서, 화재진압유닛(200)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 화재진압유닛(200)은 서브챔버(210), 액티브 소화모듈(220) 및 패시브 소화모듈(230)을 포함한다.
서브챔버(210)는 유체분배챔버(20)에 의해 분배된 소화용 유체를 내부에 수용하도록 구비된다.
그리고 액티브 소화모듈(220)은, 이와 같은 서브챔버(210)로부터 배터리모듈(110) 측으로 연장되며, 끝단부에 제1분사노즐(222)이 형성된 제1유체유동관(221)과, 제어보드(40)에 의해 제1유체유동관(221)의 유로를 개폐 제어 가능하게 구비되는 솔레노이드 밸브(223)를 포함한다.
이에 따라 액티브 소화모듈(220)은 제어보드(40)의 제어에 의해 서브챔버(210)에 수용된 소화용 유체를 배터리모듈(110)에 분사할 수 있다.
즉 제어보드(40)는 화재감지부(30)에 의해 복수 개의 배터리모듈(110) 중 적어도 어느 하나에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 화재진압유닛(200)에 구비된 액티브 소화모듈(220)의 솔레노이드 밸브(223)를 제어하여 제1유체유동관(221)의 유로를 개방시킴에 따라, 소화용 유체가 배터리모듈(110) 측으로 분사되도록 한다.
또한 패시브 소화모듈(230)은 서브챔버(210)로부터 배터리모듈(110) 측으로 연장되며, 끝단부에 제2분사노즐(232)이 형성된 제2유체유동관(231)과, 제2유체유동관(231)의 유로를 차폐하도록 구비되되, 배터리모듈(110)의 기 설정된 가용온도범위보다 높은 온도에서 융해되는 유로차폐부재(233)를 포함한다.
즉 패시브 소화모듈(230)은 제어보드(40)에 의한 제어와 별도로, 상술한 가용온도범위보다 높은 온도에서 유로차폐부재(233)가 융해됨에 따라 제2유체유동관(231)의 유로를 개방하도록 형성되어 서브챔버(210)에 수용된 소화용 유체를 배터리모듈(110)에 분사하도록 형성된다.
이때 가용온도범위는 배터리모듈(110)에 화재가 발생하지 않은 상태라는 것을 확실하게 특정할 수 있는 온도 범위를 의미하며, 화재감지부(30)는 배터리모듈(110)의 온도가 이와 같은 가용온도범위를 초과하여 벗어난 것으로 확인된 경우 이를 화재가 발생한 것으로 간주하거나, 또는 소정의 버퍼 구간을 더 설정하여 배터리모듈(110)의 온도가 가용온도범위보다 온도가 높게 설정된 버퍼 구간을 넘게 될 경우 이를 화재가 발생한 것으로 간주할 수도 있다.
즉 화재감지부(30)는 온도를 기반으로 복수 개의 배터리모듈(110)에 대한 화재 발생 여부를 감지하는 방식을 가지되, 화재가 발생한 것으로 판단하는 화재판단기준온도는 가용온도범위보다 높고 유로차폐부재(233)의 융해점보다 낮은 온도로 설정될 수 있다.
따라서 본 발명은 화재감지부(30)가 하나 이상의 배터리모듈(110)에 화재가 발생한 것으로 판단한 경우 제어보드(40)가 먼저 액티브 소화모듈(220)의 솔레노이드 밸브(223)를 개방하여 액티브 소화모듈(220)에 의한 소화 작업이 이루어지도록 하는 것을 전제로 한다.
다만, 제어 체계 또는 솔레노이드 밸브(223)의 고장 등의 원인으로 인해 액티브 소화모듈(220)이 작동하지 않을 경우에는 배터리모듈(110)의 온도가 지속적으로 상승하게 되며, 이와 같은 경우 패시브 소화모듈(230)에 구비되는 유로차폐부재(233)의 융해점에 도달하게 되므로 제2유체유동관(231)의 유로가 개방되어 서브챔버(210)에 수용된 소화용 유체는 배터리모듈(110)에 분사될 수 있다.
즉 본 발명은 액티브 소화모듈(220)의 구동이 이루어지지 않을 경우에도 일정 시점 이후 패시브 소화모듈(230)이 작동하게 되므로, 높은 신뢰도로 화재가 확산되는 것을 방지하고 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있다.
또한 패시브 소화모듈(230)은 반드시 액티브 소화모듈(220)이 작동되지 않을 경우에 한해서 동작하는 것은 아니며, 액티브 소화모듈(220)이 동작되고 있으나 진화에 필요한 유량이 충분히 공급되지 않을 경우에도 배터리모듈(110)의 온도가 상승하게 되므로, 이와 같은 경우에도 동작하여 액티브 소화모듈(220)과 함께 작동하여 유량을 증가시키도록 할 수 있다.
그리고 패시브 소화모듈(230)은 화재진압유닛(200)에 복수 개가 구비될 수도 있다.
더불어 유로차폐부재(233)는 합성수지, 금속, 합금 등 다양한 재질이 적용될 수 있으며, 이는 유로차폐부재(233)의 융해점을 고려하여 적절하게 정해질 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템을 통해 화재 진압이 이루어지는 과정을 나타낸 도면이며, 이와 같은 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템을 통해 화재 진압이 이루어지는 과정을 정리하면 다음과 같다.
먼저, 화재감지부(30)에 의해 각각의 배터리팩(110)에 대한 화재 모니터링이 수행된다. 이와 같은 동작은 기 설정된 시간 간격으로 이루어질 수 있으며, 화재가 감지되는 시점까지 유지될 수 있다.
만일 화재감지부(30)에 의해 임의의 배터리팩(110)에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 제어보드(40)는 화재가 발생한 배터리모듈(110)을 식별하고, 식별된 배터리모듈(110)의 액티브 소화모듈(220)에 구비된 솔레노이드 밸브(223)를 개방 제어하게 된다.
이후 화재감지부(30)는 소화가 이루어졌는지를 판단하게 되며, 소화가 이루어진 것으로 판단된 경우에는 화재 진압 절차가 종료된다.
다만, 일정 시점 이후에도 소화가 이루어지지 않을 경우에는 액티브 소화모듈(220)에 이상이 발생하였거나 진화에 필요한 소화용 유체의 유량이 충분히 분사되지 않는 것으로 판단하여, 패시브 소화모듈(230)의 작동 여부를 확인하게 된다.
이후 패시브 소화모듈(230)이 작동되어 소화가 이루어진 것으로 판단된 경우, 마찬가지로 화재 진압 절차가 종료된다.
이상과 같이, 본 발명은 배터리팩(100)을 구성하는 복수 개의 배터리모듈(110) 각각에 개별적으로 설치되며, 대응되는 배터리모듈(110)에 화재가 발생 시 소화용 유체를 분사함에 따라 진화를 신속하게 수행하는 복수 개의 화재진압유닛(200)을 포함하여, 화재가 확산되는 것을 방지하고 인명피해 및 재산피해를 최소화할 수 있다.
특히 본 발명은 화재가 발생한 배터리모듈(110)에서만 개별적으로 화재의 진압을 수행할 수 있으므로, 불필요하고 과도한 진화 작업을 방지할 수 있어 사후 대처를 용이하게 수행할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템의 화재진압유닛(200)에 있어서, 패시브 소화모듈(230)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 패시브 소화모듈(230)은 하나의 화재진압유닛(200)에 복수 개가 구비되며, 이때 각각의 패시브 소화모듈(230)에 구비되는 유로차폐부재(233a, 233b)의 규격은 서로 다르게 형성된다.
구체적으로 본 실시예의 화재진압유닛(200)에는 A타입의 패시브 소화모듈(230) 및 B타입의 패시브 소화모듈(230)이 구비되며, A타입의 패시브 소화모듈(230)에는 제1유로차폐부재(233a)가, B타입의 패시브 소화모듈(230)에는 제2유로차폐부재(233b)가 동일한 내경의 제2유체유동관(231) 내에 구비된다.
이때 제1유로차폐부재(233a)은 제1높이(h1)를 가지며, 제2유로차폐부재(233b)는 제1높이(h1)보다 작은 제2높이(h2)를 가지도록 형성된다. 즉 제1유로차폐부재(233a) 제2유로차폐부재(233b)는 동일한 내경의 제2유체유동관(231) 내에서 서로 다른 부피를 가지도록 형성되며, 이에 따라 제2유로차폐부재(233b)는 제1유로차폐부재(233a)보다 먼저 융해되어 제2유체유동관(231)을 개방시키게 된다.
이와 같이 본 실시예는 유로차폐부재(233a, 233b)의 높이를 다르게 하여 A타입의 패시브 소화모듈(230)과 B타입의 패시브 소화모듈(230) 각각의 개방 시점을 조절할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리팩의 화재 대응 시스템의 화재진압유닛에 있어서, 패시브 소화모듈(230)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우 역시 전술한 제2실시예와 마찬가지로, 패시브 소화모듈(230)은 하나의 화재진압유닛(200)에 복수 개가 구비되며, 이때 각각의 패시브 소화모듈(230)에 구비되는 유로차폐부재(233c, 233d)의 규격은 서로 다르게 형성된다.
구체적으로 본 실시예의 화재진압유닛(200)에는 C타입의 패시브 소화모듈(230) 및 D타입의 패시브 소화모듈(230)이 구비되며, C타입의 패시브 소화모듈(230)에는 제3유로차폐부재(233c)가, D타입의 패시브 소화모듈(230)에는 제4유로차폐부재(233d)가 구비된다.
이때 본 실시예의 경우 제3유로차폐부재(233c)와 제4유로차폐부재(233d)의 높이는 서로 동일하게 형성되나, 제3유로차폐부재(233c)은 제1폭(w1)를 가지며, 제4유로차폐부재(233d)는 제1폭(w1)보다 작은 제2폭(w2)을 가지도록 형성된다.
즉 C타입의 패시브 소화모듈(230)과 D타입의 패시브 소화모듈(230)은 서로 제2유체유동관(231)의 내경이 다르게 형성되며, 이에 따라 제3유로차폐부재(233c)와 제4유로차폐부재(233d)의 폭도 달라지게 된다.
결과적으로 본 실시예의 경우 제4유로차폐부재(233d)는 제3유로차폐부재(233c)보다 먼저 융해되어 제2유체유동관(231)을 개방시키게 된다.
이와 같이 본 실시예는 유로차폐부재(233c, 233d)의 폭을 다르게 하여 C타입의 패시브 소화모듈(230)과 D타입의 패시브 소화모듈(230) 각각의 개방 시점을 조절할 수 있도록 한다.
도 6 (a)는 본 발명의 소화용 유체 수용탱크 및 메인밸브의 구성을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 메인밸브(11)는 일반적인 밸브 또는 극저온용 밸브가 사용될 수 있으나, 전기 기계적인 문제로 작동 오류가 발생할 경우 밸브에 의한 소화용 유체 수용탱크 내의 유체가 원활하게 공급되지 않을 수 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 기계적인 방법에 의해 확실하게 유체를 공급할 수 있는 구성을 제공하고자 한다.
본 발명에서는 상기 메인밸브(11)를 대체할 수 있는 기계적 밸브가 구비될 수 있다.
상기 기계적 밸브는 펀칭핀(300), 펀칭 웨이트(400), 웨이트 가이드(500), 브라켓(600)을 포함한다.
상기 펀칭핀(300)은 소화용 유체 수용탱크(10) 내로 삽입되어 유체를 공급하기 위한 것으로, 중공형으로 구성되며 단부가 뾰족하게 형성되어 상기 소화용 유체 수용탱크(10) 내에 삽입되도로 구성된다.
상기 소화용 유체 수용탱크(10)에 삽입되는 부분에는 측면에 관통공(310)이 형성되어 유체가 상기 펀칭핀(300)을 통해 공급될 수 있도록 한다.
한편, 상기 펀칭핀(300)의 몸체는 플렉서블한 튜브로 구성되고, 상기 펀칭핀(300)의 이동 거리를 고려하여 여유있는 길이로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 펀칭핀(300)은 상기 펀칭 웨이트(400)에 결합되어 구성된다.
상기 펀칭 웨이트(400)는 중력에 의해 상기 웨이트 가이드(500)를 따라 상기 소화용 유체 수용탱크(10)로 이동하며, 상기 펀칭 웨이트(400)의 위치 에너지를 이용하여 상기 펀칭핀(300)이 상기 소화용 유체 수용탱크(10)의 상부를 뚫고 삽입될 수 있도록 보조한다.
이때, 상기 소화용 유체 수용탱크(10)의 상부에는 브라켓(600)이 장착된다.
상기 브라켓(600)은 상기 펀칭핀(300)이 상기 펀칭 웨이트(400)의 이동에 의해 상기 브라켓(600)을 뚫고 상기 소화용 유체 수용탱크(10)에 삽욉될 수 있도록, 중심부에 금속막 또는 플라스틱막을 포함할 수 있다.
한편, 상기 웨이트 가이드(500)에는 고정부(510)가 구비되어, 화재 발생 전에는 상기 웨이트가이드(500)를 상기 소화용 유체 수용탱크(10)의 상부에서 소정 거리 이격되어 고정시켜 둘 수 있다.
상기 고정부(510)는 전기적으로 작동하는 밸브 등의 모터 장치일 수 있고, 또는 화약과 같이 순간적으로 폭발하여 제거되는 구성일 수도 있다.
상기와 같은 구성에 의해 화재 발생시 고정부(510)가 제거되며, 펀칭웨이트(400)가 웨이트 가이드(500)를 따라 이동하게 되고, 상기 웨이트 가이드(500)에 고정된 펀칭핀(300)이 상기 브라켓(600)을 뚫고 상기 사화용 유체 수용탱크(10)에 삽입되어, 유체가 공급될 수 있도록 한다.
한편, 상기와 같이 유체가 공급되는 상태에서 웨이트 가이드(500)와 브라켓(600) 사이에서 유체의 누출이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 상기 웨이트 가이드(500)와 브라켓(600) 사이에는 전자석 및 영구자석 등의 자력을 이용하여 상기 웨이트가이드(500)와 브라켓(600) 사이를 강하게 결합시킬 수 있다.
또는, 도 6 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 웨이트가이드(500)와 브라켓(600)의 접촉면을 경사면으로 형성하여, 상기 웨이트 가이드(500)가 낙하하며 상기 브라켓(600)과 경사면을 통해 강하게 결합되돌 할 수 있다.
한편, 모터 등을 이용한 기계적 잠금 및 해제 장치가 이용될 수 있음은 자명한 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 소화용 유체 수용탱크
11: 메인밸브
20: 유체분배챔버
30: 화재감지부
40: 제어보드
100: 배터리팩
110: 배터리모듈
200: 화재진화유닛
210: 서브챔버
220: 액티브 소화모듈
221: 제1유체유동관
222: 제1분사노즐
223: 솔레노이드 밸브
230: 패시브 소화모듈
231: 제2유체유동관
232: 제2분사노즐
233: 유로차폐부재

Claims (5)

  1. 소화용 유체가 수용된 소화용 유체 수용탱크;
    배터리팩을 구성하는 복수 개의 배터리모듈 각각에 개별적으로 설치되며, 대응되는 배터리모듈에 화재가 발생 시 진화를 수행하는 복수 개의 화재진압유닛;
    상기 소화용 유체 수용탱크로부터 전달된 소화용 유체를 상기 복수 개의 화재진압유닛 측으로 분배하는 유체분배챔버;
    상기 복수 개의 배터리모듈에 대한 화재 발생 여부를 감지하는 화재감지부; 및
    상기 화재감지부에 의해 상기 복수 개의 배터리모듈 중 적어도 어느 하나에 화재가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 화재진압유닛을 제어하여 화재가 발생한 배터리모듈의 진화를 수행하도록 구동시키는 제어보드;
    를 포함하는,
    배터리팩의 화재 대응 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화재진압유닛은,
    상기 유체분배챔버에 의해 분배된 소화용 유체가 수용되는 서브챔버; 및
    상기 서브챔버로부터 상기 배터리모듈 측으로 연장되며, 끝단부에 제1분사노즐이 형성된 제1유체유동관과, 상기 제어보드에 의해 상기 제1유체유동관의 유로를 개폐 제어 가능하게 구비되는 솔레노이드 밸브를 포함하여, 상기 제어보드의 제어에 의해 상기 서브챔버에 수용된 소화용 유체를 상기 배터리모듈에 분사하도록 형성되는 액티브 소화모듈;
    을 포함하는,
    배터리팩의 화재 대응 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화재진압유닛은,
    상기 서브챔버로부터 상기 배터리모듈 측으로 연장되며, 끝단부에 제2분사노즐이 형성된 제2유체유동관과, 상기 제2유체유동관의 유로를 차폐하도록 구비되되, 상기 배터리모듈의 기 설정된 가용온도범위보다 높은 온도에서 융해되는 유로차폐부재를 포함하여, 상기 가용온도범위보다 높은 온도에서 상기 유로차폐부재가 융해됨에 따라 상기 제2유체유동관의 유로를 개방하도록 형성되어 상기 서브챔버에 수용된 소화용 유체를 상기 배터리모듈에 분사하도록 형성되는 패시브 소화모듈을 더 포함하는,
    배터리팩의 화재 대응 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 패시브 소화모듈은 상기 화재진압유닛에 복수 개가 구비되는,
    배터리팩의 화재 대응 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 화재감지부는 온도를 기반으로 상기 복수 개의 배터리모듈에 대한 화재 발생 여부를 감지하는 방식을 가지되, 화재가 발생한 것으로 판단하는 화재판단기준온도는 상기 가용온도범위보다 높고 상기 유로차폐부재의 융해점보다 낮은 온도로 설정되는,
    배터리팩의 화재 대응 시스템.
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