KR20240070194A - 배터리 셀용 소화시스템 - Google Patents

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KR20240070194A
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KR1020220151729A
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성주경
김혜정
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양병국
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주식회사 아산에스앤테크
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Abstract

본 발명은 배터리 셀용 소화시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 셀의 열폭주가 발생했을때 단순한 구성으로 열폭주를 진압할 수 있는 배터리 셀용 소화시스템에 대한 것이다.
배터리 셀용 소화시스템은 소화액탱크와, 배관라인과, 분사수단을 포함한다. 상기 소화액탱크는 소화액을 저장한다. 상기 배관라인은 상기 소화액탱크에서 각각의 배터리 셀로 상기 소화액을 공급할 수 있게 연결된다. 상기 분사수단은 분사수단과, 차단막을 구비한다. 상기 분사수단은 상기 배터리 셀로 상기 소화액을 분사할 수 있도록 상기 각각의 배터리 셀로 공급되는 상기 각각의 배관라인에 장착된다. 상기 차단막은 일정한 온도 이상 상승되면 상기 분사노즐을 개방시킬 수 있도록 상기 분사노즐의 끝단을 폐쇄하도록 장착된다.
본 발명에 의하면 배터리 셀의 열폭주 현상이 발생되면 분사노즐의 끝단에 장착된 차단막이 분사노즐에서 탈착되어 소화액이 배터리 셀로 분사된다. 따라서 본 발명에 의하면 배터리 셀의 열폭주를 감지하기 위한 온도센서, 그리고 배관라인을 개폐하기 위한 밸브수단과, 이를 제어하기 위한 제어수단이 없더라도 배터리 셀의 열폭주시 배터리 셀에 소화액을 분사하여 진압할 수 있다.

Description

배터리 셀용 소화시스템{The fire extinguishing system for battery cell}
본 발명은 배터리 셀용 소화시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 셀의 열폭주가 발생했을때 단순한 구성으로 열폭주를 진압할 수 있는 배터리 셀용 소화시스템에 대한 것이다.
배터리 모듈은 무정전 전원장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)나 에너지 저장시스템(Energy Storage System, ESS) 등에 사용된다. 그리고 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀로 구성된다.
여기서 무정전 전원장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)는 정전이 되었을 때 전원이 끊기지 않고 계속해서 전원이 공급되도록 하는 장치이다. 상용전원의 정전 및 전압 변동에 민감한 산업용 첨단 장비, 의료기기, 컴퓨터, 금융, 사무용기기 등 고도의 디지털 정보 처리기기의 사용이 증가하면서 UPS의 사용이 증가하고 있다.
UPS나 ESS는 내부에 배터리를 내장한 후 이를 충전하여 전원 차단시 그 전원을 사용한다. 그래서 UPS는 다수의 배터리 셀을 구비하고 있다.
UPS의 가장 큰 역할은 입력전원 이상, 정전 등과 같은 사고 발생 시 배터리 전압을 이용하여 일정시간 동안 부하에 필요한 양질의 전압을 공급한다. 이러한 사고가 발생 할 때 평상시 배터리에 충전된 에너지를 이용하여 끊임없이 부하에 안정적인 전압을 공급해야하기 때문에 배터리는 충전과 방전을 반복한다. 배터리가 충전 및 방전을 반복할 경우 열폭주 현상이 발생하며, 이는 화재로 연결되어 폭발까지 진행된다. 그래서 배터리가 열폭주 되었을 경우 이를 차단하는 것이 중요하다.
따라서 UPS나 ESS의 경우 배터리 셀에 발생한 열폭주나 화재를 차단할 수 있는 소화시스템이 필수적이다. 종래의 소화시스템의 경우 배터리 셀의 열폭주가 발생한 경우 이를 감지하여 열폭주가 발생된 배터리 셀에 소화액을 분사하여 열폭주를 진압하였다.
특허 제10-2307536호(등록일자 : 2021년 09월 24일) 특허 제10-2407796호(등록일자 : 2022년 06월 07일) 특허 제10-2338516호(등록일자 : 2021년 12월 08일) 특허 제10-1984817호(등록일자 : 2019년 05월 27일)
종래의 소화시스템의 경우 배터리 셀의 열폭주를 감지하기 위하여 각각의 배터리 셀 마다 배터리 셀의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와, 그리고 각각의 배터리 셀로 분사되는 소화액의 공급을 개폐하기 위한 개폐밸브 및 이를 제어하기 위한 제어수단 등이 필요하였다.
그래서 종래의 소화시스템은 이들 구성요소가 필수적이었으므로 그 구성이 복잡하고 이를 구현하는데 비용이 많이 들어간다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 온도 센서나 제어수단 등의 구성이 필요없이 단순하게 구현할 수 있는 소화시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
배터리 셀용 소화시스템은 소화액탱크와, 배관라인과, 분사수단을 포함한다. 상기 소화액탱크는 소화액을 저장한다. 상기 배관라인은 상기 소화액탱크에서 각각의 배터리 셀로 상기 소화액을 공급할 수 있게 연결된다. 상기 분사수단은 분사수단과, 차단막을 구비한다. 상기 분사수단은 상기 배터리 셀로 상기 소화액을 분사할 수 있도록 상기 각각의 배터리 셀로 공급되는 상기 각각의 배관라인에 장착된다. 상기 차단막은 일정한 온도 이상 상승되면 상기 분사노즐을 개방시킬 수 있도록 상기 분사노즐의 끝단을 폐쇄하도록 장착된다.
또한, 상기의 배터리 셀용 소화시스템에 있어서, 상기 차단막은 상기 일정한 온도가 300도이면 상기 분사노즐의 끝단을 개방시킬 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 배터리 셀용 소화시스템에 있어서, 상기 차단막은 상기 일정한 온도 이상에서 녹을 수 있는 저융점 합금으로 된 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 배터리 셀의 열폭주 현상이 발생되면 분사노즐의 끝단에 장착된 차단막이 분사노즐에서 탈착되어 소화액이 배터리 셀로 분사된다. 따라서 본 발명에 의하면 배터리 셀의 열폭주를 감지하기 위한 온도센서, 그리고 배관라인을 개폐하기 위한 밸브수단과, 이를 제어하기 위한 제어수단이 없더라도 배터리 셀의 열폭주시 배터리 셀에 소화액을 분사하여 진압할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소화시스템의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예에서 분사수단의 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 소화시스템의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 소화시스템은 소화액탱크(10)와, 배관라인(20)과, 분사수단(30)을 포함한다.
소화액탱크(10)는 배터리 셀(1)에 발생한 열폭주를 진압하기 위한 소화액을 저장한다.
배관라인(20)은 소화액탱크(10)에서 무정전 전원 장치 등에 적용된 각각의 배터리 셀(1)로 소화액을 공급할 수 있게 연결된다. 즉 배관라인(20)은 소화액탱크(10)에서 나와서 각각의 배터리 셀(1)로 들어간다.
분사수단(30)은 배터리 셀(1)에 열폭주가 발생되면 열폭주가 발생된 배터리 셀(1)로 소화액을 분사하는 역할을 한다. 이를 위해서 분사수단(30)은 분사노즐(31)과 차단막(33)을 구비한다.
분사노즐(31)은 배터리 셀(1)로 소화액을 분사할 수 있도록 각각의 배터리 셀(1)로 공급되는 각각의 배관라인(20)에 장착된다.
차단막(33)은 일정한 온도 이상 상승되면 분사노즐(31)을 개방시킬 수 있도록 분사노즐(31)의 끝단을 폐쇄하도록 장착된다. 그래서 차단막(33)이 일정한 온도 이상으로 상승되지 아니하면 분사노즐(31)을 폐쇄하여 소화액이 배터리 셀(1)로 공급되는 것을 막지만, 일정한 온도 이사으로 상승되면 분사노즐(31)이 개방되어 분사노즐(31)에서 소화액이 배터리 셀(1)로 분사된다.
본 실시예의 경우 차단막(33)은 300도이면 녹을 수 있는 저융점 합금으로 형성된다. 그래서 300도 보다 낮은 온도에서는 차단막(33)이 분사노즐(31)을 폐쇄하지만, 300도 이상 상승되면 차단막(33)이 녹아서 분사노즐(31)에서 소화액이 분사된다.
본 실시예의 경우 각각의 배터리 셀(1)에 소화액을 분사하기 위한 분사노즐(31)에는 차단막(33)이 장착되어 있다. 그래서 배터리 셀(1)이 가열되지 아니할 경우에는 차단막(33) 때문에 소화액이 배터리 셀(1)로 분사되지 아니한다. 그러나 어느 한 배터리 셀(1)에 열폭주 현상이 발생되어 300도 이상으로 가열되면 그 배터리 셀(1)에 장착된 분사노즐(31)의 차단막(33)은 녹아서 분사노즐(31)이 개방된다. 이 경우 분사노즐(31)에서 소화액이 배터리 셀(1)로 분사되어 배터리 셀(1)을 냉각시킨다.
따라서 본 실시예의 경우, 각각의 배터리 셀(1)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서와, 그리고 소화액의 분사를 개폐하기 위한 별도의 밸브수단과, 이를 제어하기 위한 제어수단이 없더라도 배터리 셀(1)의 열폭주를 감시하여 진압할 수 있다. 따라서 단순한 구성으로 소화시스템을 구현할 수 있다.
1 : 배터리 셀 10 : 소화액 탱크
20 : 배관라인 30 : 분사수단
31 : 분사노즐 33 : 차단막

Claims (3)

  1. 소화액을 저장한 소화액탱크와
    상기 소화액탱크에서 각각의 배터리 셀로 상기 소화액을 공급할 수 있게 연결된 배관라인과,
    상기 배터리 셀로 상기 소화액을 분사할 수 있도록 상기 각각의 배터리 셀로 공급되는 상기 각각의 배관라인에 장착된 분사노즐과, 일정한 온도 이상 상승되면 상기 분사노즐을 개방시킬 수 있도록 상기 분사노즐의 끝단을 폐쇄하도록 장착된 차단막을 구비하는 분사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 소화시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 상기 일정한 온도가 300도이면 상기 분사노즐의 끝단을 개방시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 소화시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차단막은 상기 일정한 온도 이상에서 녹을 수 있는 저융점 합금으로 된 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 소화시스템.
KR1020220151729A 2022-11-14 배터리 셀용 소화시스템 KR20240070194A (ko)

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