KR20230158284A - 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 - Google Patents

배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230158284A
KR20230158284A KR1020220057811A KR20220057811A KR20230158284A KR 20230158284 A KR20230158284 A KR 20230158284A KR 1020220057811 A KR1020220057811 A KR 1020220057811A KR 20220057811 A KR20220057811 A KR 20220057811A KR 20230158284 A KR20230158284 A KR 20230158284A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
conduit
battery module
cover
fire extinguishing
Prior art date
Application number
KR1020220057811A
Other languages
English (en)
Inventor
황태신
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020220057811A priority Critical patent/KR20230158284A/ko
Priority to EP23172662.1A priority patent/EP4276979A3/en
Priority to US18/195,523 priority patent/US20230369717A1/en
Priority to CN202310532119.2A priority patent/CN117059995A/zh
Publication of KR20230158284A publication Critical patent/KR20230158284A/ko

Links

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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
    • A62C31/28—Accessories for delivery devices, e.g. supports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/58—Pipe-line systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244—Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/251—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for stationary devices, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273—Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/35—Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
    • H01M50/358—External gas exhaust passages located on the battery cover or case
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/673—Containers for storing liquids; Delivery conduits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 운송 및 핸들링시 소화약제 분사용 도관의 파손을 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템을 제공한다.
일 예로, 배터리 모듈은 개구를 갖고 내부에 수용 공간을 갖는 트레이; 상기 트레이에 수용된 다수의 배터리 셀; 상기 트레이의 상부에 결합되어 개구를 폐쇄하는 커버; 및 상기 커버의 상기 배터리 셀을 향하는 면에 상기 배터리 셀의 배치와 대응되는 형상을 갖는 도관을 포함하는 배터리 모듈이 개시된다.

Description

배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템{Battery Module And Energy Storage System including The Same}
본 발명은 운송 및 핸들링시 소화약제 분사용 도관의 파손을 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 잉여 전기를 저장하거나, 신재생 에너지를 활용해 생산된 전기를 저장할 수 있는 시스템이다. 에너지 저장 시스템을 활용하여 전기 수요가 적은 시간 대에 유휴 전력을 저장했다가 전기 수요가 많은 시간 대에 전기를 공급하여 전력 수급을 원활하게 제어할 수 있다.
에너지 저장 시스템이 설치되어 운용되는 공간 또는 시설에는 감전, 단락, 외부 서지 등으로 인한 화재 발생에 따른 배터리 화재를 억제하기 위한 설비를 의무적으로 구비해야 한다. 일반적인 소화 시스템은 화재 감지 센서, 배터리 랙 주변이나 천장 등에 설치되는 스프링 쿨러나 소화약제 분사기 등으로 구성된다.
이러한 소화 시스템은 배터리 화재 시 배터리에 근접하여 또는 배터리가 설치된 전체 영역에 물이나 소화약제를 분사하는 간접 분사 방식이다. 그러나 배터리의 에너지 밀도가 지속적으로 증가함에 따라 배터리 셀의 벤트에서 화염량과 분출 압력이 상승하고 있어 일반적인 화재 억제 설비로는 화재의 조기 진압이나 억제가 어려운 실정이다. 따라서 에너지 저장 시스템에 대해서 다수의 배터리 화재를 효과적으로 억제하고, 고압 화재 발생 시 조기 진압이 가능한 소화 시스템에 대한 요구가 점차 증가되고 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 목적은 운송 및 핸들링시 소화약제 분사용 도관의 파손을 방지할 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은 개구를 갖고 내부에 수용 공간을 갖는 트레이; 상기 트레이에 수용된 다수의 배터리 셀; 상기 트레이의 상부에 결합되어 개구를 폐쇄하는 커버; 및 상기 커버의 상기 배터리 셀을 향하는 면에 상기 배터리 셀의 배치와 대응되는 형상을 갖는 도관을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도관은 상기 커버와 일체로 형성될 수 있다.
그리고 상기 도관은 상기 배터리 셀의 벤트에 대응되는 위치로 배치될 수 있다.
또한, 상기 도관은 일단에 상기 커버의 외부로 노출된 인렛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 도관은 상기 커버의 면적에 대해 'ㄷ'자 형상으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 커버는 상기 배터리 셀을 향하는 면에 상기 도관을 고정시키는 고정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정부는 상기 배터리 셀에 대응되는 영역에 상대적으로 얇은 두께를 갖는 변형부를 구비하여 상기 도관을 커버할 수 있다.
또한, 상기 커버는 상면에 상기 홈에 대응되는 위치에 상부홀을 더 구비할 수 있다.
더불어, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 장치는 앞서 언급한 어느 하나의 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 장치는 소화 약제를 구비하는 소화 약제부; 상기 소화 약제부에 연결되는 공급 파이프; 및 상기 공급 파이프에 연결되는 다수의 배터리 모듈을 포함하는 적어도 하나의 배터리 랙을 포함하고, 상기 공급 파이프는 상기 배터리 모듈에 대해 플렉서블 튜브를 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 공급 파이프는 상기 배터리 랙 내에서 상기 배터리 모듈이 스택된 방향을 따라 형성된 모듈 배관부를 포함하고, 상기 모듈 배관부는 상기 배터리 모듈 각각에 대응하여 형성된 연결구를 포함하며, 상기 연결구는 상기 플렉서블 튜브와 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 배터리 모듈을 구성하는 커버를 도관과 인서트 사출을 통해 일체로 제조함으로써, 도관이 커버 내에서 위치가 고정될 수 있도록 하고, 도관의 운송이나 핸들링 시의 도관(314)의 파손이 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 소화 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 소화 약제 배관에 배터리 모듈이 결합되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈의 커버를 분리하여 도시한 분해사시도이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈이 커버를 도시한 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈이 커버를 도시한 하부 사시도이다.
도 5c는 도 5b의 B 부분 확대도이다.
도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈의 커버가 결합되는 상태를 도시한 부분 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
또한, 본 발명에 따른 컨트롤러 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 컨트롤러 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 컨트롤러의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 컨트롤러와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 컨트롤러의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 발명의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
일례로, 본 발명에 따른 컨트롤러는 중앙처리장치, 하드디스크 또는 고체상태디스크와 같은 대용량 저장 장치, 휘발성 메모리 장치, 키보드 또는 마우스와 같은 입력 장치, 모니터 또는 프린터와 같은 출력 장치로 이루어진 통상의 상용 컴퓨터에서 운영될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 따른 에너지 저장 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 소화 시스템을 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 소화 약제를 수용하고 있는 소화 약제부(100), 소화 약제부(100)에 연결되어 소화 약제를 공급하는 공급 파이프(200), 공급 파이프(200)에 연결되어 있는 적어도 하나의 배터리 랙(300)을 포함할 수 있다.
여기서, 소화 약제부(100)는 소화 약제가 수용된 약제 용기를 포함할 수 있고, 별도의 밸브를 통해 밸브가 오픈되면 소화 약제가 공급 파이프(200)에 공급되도록 할 수 있다. 약제 용기는 패키지 방식 또는 벽부 고정 방식 등으로 설치 장소에 고정될 수 있다. 예시적으로, 약제 용기는 고압의 소화 약제를 저장하는 압력 용기일 수 있다. 이러한 약제 용기의 내부 압력은 소화 시스템의 적용 국가나 소화 약제의 종류에 따라 달라질 수 있다.
또한, 약제 용기에 저장된 소화 약제로는 트리플루오르멘탄(HFC-23, CHF3) /펜타플루오르에탄(HFC-125, C2HF5) / 헵타플루오르프로판(HFC227ea, CF3CHFCF3) 등의 가스계 소화 약제, 도데카플루오로-2-메틸펜탄-3-원(CF3CF2C(O)CF(CF3)2), 물 등 범용적으로 사용되는 소화 약제가 모두 적용될 수 있다. 소화 약제는 축압식 또는 가압식 등의 방식으로 약제 용기에 저장될 수 있다.
공급 파이프(200)는 소화 약제부(100)와 배터리 랙(300) 내 배터리 모듈(310)을 각각 연결할 수 있다. 이를 위해 공급 파이프(200)는 소화 약제부(100)에 연결되는 메인 배관부(210), 메인 배관부(210)로부터 각 배터리 랙(300)으로 분기되는 분기 배관부(220) 및 분기 배관부(220)로부터 배터리 랙(300)에 포함된 배터리 모듈(310)을 각각 연결하는 모듈 배관부(230)를 포함할 수 있다.
메인 배관부(210)는 소화 약제부(100)에 일단이 연결되고, 이로부터 연장되어 에너지 저장 시스템(10) 내의 모든 배터리 랙(300)의 일측 또는 부근을 지나도록 형성될 수 있다. 따라서, 소화 약제부(100)의 밸브 오픈시 소화 약제가 공급되어야 할 배터리 랙(300)의 근처까지 전달될 수 있다.
분기 배관부(220)는 메인 배관부(210)로부터 분기되며, 특히 해당 배터리 랙(300) 내에서 배터리 모듈(310)이 스택된 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 분기 배관부(220)는 메인 배관부(210)를 따라 배터리 랙(300) 근처까지 이동한 소화 약제를 배터리 랙(300) 내의 배터리 모듈(310)까지 이송하는 경로를 제공할 수 있다.
한편, 모듈 배관부(230)는 분기 배관부(220)와 배터리 모듈(310)을 각각 연결할 수 있다. 모듈 배관부(230)는 분기 배관부(220)의 소화 약제가 배터리 모듈(310) 내에 형성된 도관에 공급되도록 할 수 있다. 이러한 모듈 배관부(230)의 구성은 이후 다시 설명하도록 한다.
배터리 랙(300)은 복수개로 구비될 수 있고, 각각의 배터리 랙(300)은 다수의 배터리 모듈(310)을 포함할 수 있다. 그리고 각 배터리 랙(300) 내에서 배터리 모듈(310)들은 일 방향 예를 들어, 수직 방향을 따라 적층될 수 있다. 이러한 배터리 모듈(310)의 경우, 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결되어 원하는 출력을 낼 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 분기 배관부(220)와 배터리 모듈(310)의 결합을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 소화 약제 배관에 배터리 모듈이 결합되는 상태를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 분기 배관부(220)에는 각 배터리 모듈(310)이 적층되는 수직 방향을 따라 연결구(221)가 구비된다. 즉, 각 연결구(221)의 위치는 각 배터리 모듈(310)의 수직 방향에서의 위치에 각각 대응될 수 있다. 또한, 배터리 모듈(310)은 후술할 바와 같이 각각 커버(313) 내부에 도관이 형성되어 있으며, 각 도관의 인렛인렛(314a)이 커버(313)의 외부로 돌출되어 노출될 수 있다.
또한, 모듈 배관부(230)는 이러한 분기 배관부(220)의 연결구(221)와 각 배터리 모듈(310)의 도관의 인렛(314a) 사이를 연결할 수 있다. 이러한 모듈 배관부(230)는 플렉서블한 튜브로 구비될 수 있으며, 이에 따르면 연결구(221)과 인렛(314a)의 사이의 거리나 높이에서 배터리 모듈(310) 별로 편차가 존재하는 경우에도 유연하게 양자 사이를 연결할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈의 구성을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈의 커버를 분리하여 도시한 분해사시도이다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈이 커버를 도시한 사시도이다. 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈이 커버를 도시한 하부 사시도이다. 도 5c는 도 5b의 B 부분 확대도이다. 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템에서 배터리 모듈의 커버가 결합되는 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 4를 먼저 참조하면, 배터리 모듈(310)은 트레이(311), 배터리 셀(312) 및 커버(313)를 포함할 수 있다.
이 때 트레이(311)는 상부에 개구가 형성되고 내부에 수용 공간을 구비하여, 수용 공간 내에 다수의 배터리 셀(312)이 배열될 수 있다.
배터리 셀(312)들은 도시된 것과 같이 두 줄로 배열될 수 있고, 당업자의 선택에 따라 다양한 형태로 배열될 수 있다. 또한, 각 배터리 셀(312)들은 상호간에 전기적으로 연결될 수 있으며, 연결 방식 또한 직렬, 병렬, 직병렬 등 다양하게 구성될 수 있다.
커버(313)는 트레이(311)의 상부에 결합되어, 트레이(311)의 개구를 밀봉할 수 있다. 커버(313)의 세부 구조는 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명하도록 한다.
커버(313)는 도 5a에서 보듯이, 상면에 다수의 상부홀(313a)이 형성될 수 있다. 상부홀(313a)은 도 5b에서 도시된 커버(313)의 하면에 형성된 도관(314)에 대응하여 배치될 수 있다. 커버(313)의 상부홀(313a)은 후술할 도관(314)을 고정하는 고정부(313b)의 변형부(313c)와 대응되어 형성될 수 있다. 따라서, 만약 이벤트가 발생한 배터리 셀(311)에서의 소화에도 불구하고 벤트 개방에 의해 가스가 배터리 모듈(310) 내에서 퍼지는 상황에서, 해당 홀(313a)을 통해 가스가 배터리 모듈(310)의 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 배터리 셀(311)의 연쇄 반응을 방지하는 것이 가능하다.
도관(314)은 커버(313)의 하면을 따라 대략 'ㄷ'자의 형상으로 구비될 수 있다. 도관(314)의 일단에 위치한 인렛(314a)은 커버(313)의 일측으로 돌출되어 노출될 수 있으며, 상술한 바와 같이 인렛(314a)에 연결된 모듈 배관부(230)을 통해 소화 약제를 공급받을 수 있다. 이러한 인렛(314a)은 도관(314) 하나당 한 개씩 구비될 수 있으며, 인렛(314a)을 통해 공급된 소화 약제는 타 배터리 모듈(310)로 순환하는 것이 아니라 해당 도관(314) 내에서만 분사되어 소모될 수 있다.
또한, 도관(314)은 각 배터리 셀(311)의 벤트 위치에 대응하여, 미리 홀이 형성되어 있을 수 있다. 도관(314)의 홀은 후술할 바와 같이 고정부(313b)에 의해 평상시에 커버된다. 다만, 특정 배터리 셀(311)의 벤트를 통해 분출된 가스에 의해 고정부(313b)의 대응되는 영역이 개방되는 경우, 도관(314)의 홀이 노출되어 소화 약액이 이벤트가 발생한 배터리 셀(311)로 분사될 수 있다.
구체적으로, 도관(314)은 커버(313)의 하면에 위치한 고정부(313b)에 의해 커버(313)에 고정될 수 있다. 고정부(313b)는 각 배터리 셀(311)의 벤트 위치에 대응하여 형성된 상대적으로 얇은 두께의 변형부(313c)를 갖고, 이러한 변형부(313c)를 통해 도관(314)의 홀이 커버될 수 있다. 따라서, 도관(314)의 홀은 평상시 외부로 노출되지 않으므로, 도관(314) 내부의 소화 약액은 도관의 내부에만 위치할 수 있다. 다만, 배터리 셀(311)의 벤트에서 분출되는 가스에 의해 상대적으로 얇은 변형부(313c)가 용융되면, 도관(314)의 홀이 노출되므로, 소화 약액이 배터리 셀(311)의 벤트에 직접 분사될 수 있다. 이러한 변형부(313c)는 가스의 열에 의해 용융되는 형태로 설명했으나, 설계에 따라 가스의 열에 의해 파열 또는 파단되는 등 다양한 형태로 변형되어 도관(314)의 홀을 노출하는 것도 가능하다.
이러한 도관(314)과 커버(313)의 구성은 인서트 사출을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 도관(314)을 사전 제작하고, 커버(313)의 제조시 별도의 클램프(미도시)를 통해 도관(314)을 고정한 상태에서 이용한 인서트 사출을 수행하면, 커버(313)와 도관(314)은 일체의 구조로 형성될 수 있다. 도면에서 도관(314)이 노출되도록 커버(313)에 형성된 홀(313d)은 인서트 사출시 별도의 클램프에 의해 도관(314)이 파지된 영역일 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 도관(314)이 커버(313) 내에서 위치가 고정될 수 있으며, 커버(313)가 배터리 셀(312)을 내장한 트레이(311)와 결합되는 간단한 작업만으로도 배터리 모듈(310)이 완성될 수 있다. 따라서, 도관(314)의 운송이나 핸들링 시의 도관(314)의 파손이 발생하지 않고, 별도의 조립을 필요로 하지 않으면서도 배터리 셀(311)에 대한 도관(314)의 위치를 정확하게 배치할 수 있다.
다만, 경우에 따라, 당업자는 커버(313)에 고정부(313b)가 사전 제작된 상태에서, 도관(314)을 조립하거나, 고정부(313b)와 도관이 결합된 상태에서 커버(313)의 하면에 고정부(313b)가 조립되는 형태로 구성을 변경하는 것도 가능하다.
또한, 각 배터리 셀(311)의 벤트 상부에는 변형부(313c)을 통해 커버된 도관(314)의 홀이 위치하게 되어, 특정 배터리 셀(311)에서 발화 또는 내압 증가에 따른 벤트의 개방과 같은 이벤트가 발생한 경우, 해당 배터리 셀(311)의 상부에 있는 도관(314)의 변형부(313c)가 배터리 셀(311)의 열에 의해 녹게 된다.
결국, 컨트롤러(미도시)의 동작에 의해 소화 약제부(100)의 밸브가 개방되면, 소화 약제는 메인 배관부(210), 분기 배관부(220), 모듈 배관부(230), 도관부(314)를 통해 공급되고, 열에 의해 녹게 된 도관(314)의 변형부(313c)에 대응되는 위치에서 도관(314)의 홀을 통해 소화 약제가 배터리 셀(311)을 향해 분사될 수 있다. 그 결과, 이벤트가 발생된 배터리 셀(311)에 대해 소화 약제가 집중되도록 하여, 효율적이고 지속 가능한 소화가 이루어질 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(10)은 배터리 모듈(310)을 구성하는 커버(313)를 도관(314)과 인서트 사출을 통해 일체로 제조함으로써, 도관(314)이 커버(313) 내에서 위치가 고정될 수 있도록 하고, 도관(314)의 운송이나 핸들링 시의 도관(314)의 파손이 발생하지 않도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10; 에너지 저장 시스템 100; 소화 약제부
200; 공급 파이프 210; 메인 배관부
220; 분기 배관부 221; 연결구
230; 모듈 배관부 300; 배터리 랙
310; 배터리 모듈 311; 트레이
312; 배터리 셀 313; 커버
314; 도관 314a; 인렛

Claims (11)

  1. 개구를 갖고 내부에 수용 공간을 갖는 트레이;
    상기 트레이에 수용된 다수의 배터리 셀;
    상기 트레이의 상부에 결합되어 개구를 폐쇄하는 커버; 및
    상기 커버의 상기 배터리 셀을 향하는 면에 상기 배터리 셀의 배치와 대응되는 형상을 갖는 도관을 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도관은 상기 커버와 일체로 형성된 배터리 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도관은 상기 배터리 셀의 벤트에 대응되는 위치로 배치되는 배터리 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도관은 일단에 상기 커버의 외부로 노출된 인렛을 포함하는 배터리 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도관은 상기 커버의 면적에 대해 'ㄷ'자 형상으로 배치된 배터리 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 배터리 셀을 향하는 면에 상기 도관을 고정시키는 고정부를 포함하는 배터리 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 배터리 셀에 대응되는 영역에 상대적으로 얇은 두께를 갖는 변형부를 구비하여 상기 도관을 커버하는 배터리 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커버는 상면에 상기 홈에 대응되는 상부홀을 더 구비하는 배터리 모듈.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 에너지 저장 장치.
  10. 소화 약제를 구비하는 소화 약제부;
    상기 소화 약제부에 연결되는 공급 파이프; 및
    상기 공급 파이프에 연결되는 다수의 배터리 모듈을 포함하는 적어도 하나의 배터리 랙을 포함하고,
    상기 공급 파이프는 상기 배터리 모듈에 대해 플렉서블 튜브를 통해 연결된 에너지 저장 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공급 파이프는 상기 배터리 랙 내에서 상기 배터리 모듈이 스택된 방향을 따라 형성된 모듈 배관부를 포함하고,
    상기 모듈 배관부는 상기 배터리 모듈 각각에 대응하여 형성된 연결구를 포함하며, 상기 연결구는 상기 플렉서블 튜브와 결합된 에너지 저장 장치.
KR1020220057811A 2022-05-11 2022-05-11 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 KR20230158284A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220057811A KR20230158284A (ko) 2022-05-11 2022-05-11 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
EP23172662.1A EP4276979A3 (en) 2022-05-11 2023-05-10 Battery module and energy storage system including the same
US18/195,523 US20230369717A1 (en) 2022-05-11 2023-05-10 Battery module and energy storage system including the same
CN202310532119.2A CN117059995A (zh) 2022-05-11 2023-05-11 电池模组和包括该电池模组的储能系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220057811A KR20230158284A (ko) 2022-05-11 2022-05-11 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230158284A true KR20230158284A (ko) 2023-11-20

Family

ID=86331199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220057811A KR20230158284A (ko) 2022-05-11 2022-05-11 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230369717A1 (ko)
EP (1) EP4276979A3 (ko)
KR (1) KR20230158284A (ko)
CN (1) CN117059995A (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2660925B1 (en) * 2010-12-27 2015-07-29 Volvo Construction Equipment AB Battery cover provided with fire extinguishing function
CN109985335A (zh) * 2019-04-01 2019-07-09 北京工业大学 一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统
PL3761430T3 (pl) * 2019-07-05 2024-02-12 A.Svensson International Ab Układ tłumienia ognia
KR102149439B1 (ko) * 2020-03-25 2020-08-31 주식회사 지에프아이 소화용 마이크로캡슐을 함유한 소화필름이 구비된 배터리 팩
KR102514682B1 (ko) * 2020-10-19 2023-03-29 주식회사 스탠더드시험연구소 효율과 안전성이 향상된 배터리 열관리방법
KR20220051890A (ko) * 2020-10-19 2022-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템
CN113764772A (zh) * 2021-08-27 2021-12-07 中国第一汽车股份有限公司 一种动力电池包的火灾抑制装置、方法、动力电池包及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
EP4276979A2 (en) 2023-11-15
EP4276979A3 (en) 2023-12-27
CN117059995A (zh) 2023-11-14
US20230369717A1 (en) 2023-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220407173A1 (en) Apparatus for extinguishing fire of electric vehicle and electric vehicle having the same
JP7413436B2 (ja) Ｅｓｓの消火システム
KR102650084B1 (ko) 배터리 랙 및 이러한 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치
KR20210104492A (ko) 화재 발생시 내부에 주수된 소화용수의 외부 유출을 지연시킬 수 있는 구조를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙과 에너지 저장장치
JP7436511B2 (ja) バッテリーラック及びそれを含む電力貯蔵装置
CN111106280B (zh) 电池包
KR20230158284A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
KR102020635B1 (ko) 배터리 팩
JP7417764B2 (ja) バッテリーラック、電力貯蔵装置、及び発電システム
EP2573836B1 (en) Battery unit
CN116195116A (zh) 电池架、能量存储装置和电力产生系统
CN111725278A (zh) Oled显示面板
US20230083113A1 (en) Battery pack having structure with increased movement and ease of assembly and structure with improved safety, and ess comprising same
KR101836900B1 (ko) Ｌｎｇ ｆｐｓｏ의 누출액 처리장치
KR20210020443A (ko) 배터리 케이스
CN216963366U (zh) 一种药剂盒、药剂盒组件及存储装置
CN205385056U (zh) 一种电池托盘
EP3944360A1 (en) Supporting body, and storage battery module
TWM625834U (zh) 具有滅火系統的儲能櫃
EP4321224A1 (en) Fire-extinguishing system of energy storage system
CN116832377A (zh) 一种无源自适应集装箱灭火装置及其使用方法
KR20230166015A (ko) 액체 질소를 이용한 소화 설비가 적용된 에너지 저장 시스템
CN117295542A (zh) 储能装置的灭火系统
CN216319627U (zh) 储能装置和储能系统
CN219163463U (zh) 一种化成柜