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KR20210007373A - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 - Google Patents

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 Download PDF

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KR20210007373A
KR20210007373A KR1020190083730A KR20190083730A KR20210007373A KR 20210007373 A KR20210007373 A KR 20210007373A KR 1020190083730 A KR1020190083730 A KR 1020190083730A KR 20190083730 A KR20190083730 A KR 20190083730A KR 20210007373 A KR20210007373 A KR 20210007373A
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KR
South Korea
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battery
battery cells
module
swelling
refrigeration
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Application number
KR1020190083730A
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English (en)
Inventor
이기영
고동완
김두열
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 복수 개의 배터리 셀, 복수 개의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스, 모듈 케이스 내에 구비되며, 각각의 배터리 셀을 구획하는 복수 개의 구획벽, 복수 개의 구획벽의 상측에 구비되는 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛 및 복수 개의 구획벽 중 적어도 하나와 마주 하게 배치되고, 복수 개의 배터리 셀에 각각 부착되는 복수 개의 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치{BATTERY MODULE, BATTERY RACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩이나 배터리 랙을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙은 다양한 전압과 용량 요구 조건 등에 따라, 이러한 배터리 랙을 적어도 하나 이상 구비하는 전력 저장 장치를 구성하기도 한다.
종래 전력 저장 장치를 구성하는 배터리 모듈의 경우, 복수 개의 배터리 모듈들을 포함하는 배터리 랙들을 수용하는 랙 컨테이너 내에 배터리 셀의 특성 상 발생될 수 있는 과열 등에 따른 화재 발생 등의 위험에 대처하기 위해 소방 시설 구조물이 구비된다.
그러나, 배터리 모듈 내에서 화재가 시작되는 경우, 신속한 화재 진압이 어려운 문제가 있다. 배터리 모듈 내에서 화재가 신속히 진압되지 않거나 불이 번지는 시간이 지연되지 않을 경우, 주변 배터리 모듈들로의 화재 전이가 빨라지는 문제가 있다. 이에 따라, 추후 랙 컨테이너 내의 소방 시설 구조물이 동작 시점에는 이미 복구하기 어려운 피해가 발생된 이후일 가능성이 높을 수 밖에 없는 문제가 있다.
그러므로, 화재 상황 발생 시 보다 신속한 조기 진압이 필요하며, 이를 위해서는 배터리 모듈 단위에서 신속한 화재 진압 및 화재 확산 방지가 필요하다. 즉, 배터리 모듈 내부에서 열 폭주를 방지하여 안전성을 확보하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 화재 상황 발생 시 배터리 모듈 단위에서 화재 진압 및 화재 확산을 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 복수 개의 배터리 셀; 상기 복수 개의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스 내에 구비되며, 각각의 배터리 셀을 구획하는 복수 개의 구획벽; 상기 복수 개의 구획벽의 상측에 구비되며, 내부에 소정의 냉동 촉매제를 구비하는 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛; 및 상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛과 소정 거리 이격되며, 상기 복수 개의 구획벽 중 적어도 하나와 마주 하게 배치되고, 상기 복수 개의 배터리 셀에 각각 부착되는 복수 개의 스트레인 게이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 배터리 모듈은, 상기 복수 개의 배터리 셀, 상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛 및 상기 복수 개의 스트레인 게이지와 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스의 상측에 구비되는 비엠에스 유닛;을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 구획벽은, 상기 복수 개의 배터리 셀의 스웰링을 고려하여 상기 복수 개의 배터리 셀과 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
상기 비엠에스 유닛은, 상기 복수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나가 스웰링에 따라 팽창할 때, 상기 스트레인 게이지를 통해 상기 스웰링에 따라 팽창한 배터리 셀의 변형률이 기 설정된 변형률 이상일 경우, 상기 냉동 가스 분사 유닛을 통해 상기 냉동 촉매제를 상기 팽창한 배터리 셀 측으로 분사시켜 상기 팽창한 배터리 셀을 얼릴 수 있다.
상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛은, 각각, 상기 소정의 냉동 촉매제를 수용하는 분사 유닛 본체; 및 상기 분사 유닛 본체의 일단부에 구비되며, 상기 복수 개의 구획벽의 일단부와 대향 배치되는 분사 노즐;을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 구획벽의 일단부에는, 상기 복수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나의 배터리 셀의 스웰링에 따른 팽창 시, 상기 분사 노즐의 개방도를 높일 수 있는 노즐 개방 커터;가 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀의 스웰링 이전일 때, 상기 복수 개의 스트레인 게이지는, 마주 하는 구획벽과 소정 거리 이격 배치되며, 상기 복수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나가 스웰링에 따라 팽창할 때, 상기 스웰링에 따라 팽창한 배터리 셀에 부착된 스트레인 게이지는, 마주 하는 구획벽에 접촉될 수 있다.
상기 소정의 냉동 촉매제는, 드라이 아이스 가스로 마련될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 랙으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 모듈을 수용하는 랙 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙을 제공한다.
아울러, 본 발명은, 전력 저장 장치로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 배터리 모듈 단위에서 화재 진압 및 화재 확산을 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 이상 상황 발생에 따른 배터리 셀의 스웰링 시 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 배터리 모듈의 이상 상황 발생에 따른 배터리 셀의 스웰링 시 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 주요부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200), 구획벽(300), 냉동 가스 분사 유닛(400), 스트레인 게이지(500) 및 비엠에스 유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(100)이 파우치형 이차 전지로 마련되는 것으로 한정하여 설명한다.
이러한 상기 배터리 셀(100)은 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀(100)은, 상호 전기적으로 연결될 수 있게 적층될 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀(100)의 개수는, 상기 배터리 모듈(10)의 요구되는 배터리 용량에 따라 결정될 수 있다.
상기 모듈 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(200)에는 상기 복수 개의 배터리 셀(100)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 구획벽(300)은, 상기 모듈 케이스(200) 내에 구비되며, 복수 개로 구비되어 각각의 배터리 셀(100)을 구획할 수 있다. 상기 복수 개의 구획벽(300)은 상기 복수 개의 배터리 셀(100)의 스웰링을 고려하여 상기 복수 개의 배터리 셀(100)과 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
구체적으로, 두 개의 구획벽(300) 사이에 한 개의 배터리 셀(100)이 배치되며, 두 개의 구획벽(300) 사이에 배치된 한 개의 배터리 셀(100)은 마주 하는 구획벽(300)과 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 복수 개의 구획벽(300)들의 두 개의 구획벽(300) 사이는 한 개의 배터리 셀(100)과 각각 이격될 수 있는 소정의 이격 거리(d)를 가질 수 있다.
상기 냉동 가스 분사 유닛(400)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛(400)은, 상기 복수 개의 구획벽(300) 상측에 구비되며, 내부의 소정의 냉동 촉매제(R)를 구비할 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛(400)은, 각각, 분사 유닛 본체(410) 및 분사 노즐(430)을 포함할 수 있다.
상기 분사 유닛 본체(410)는, 상기 소정의 냉동 촉매제(R)을 수용하며, 상기 모듈 케이스(200) 내부에서 상기 복수 개의 배터리 셀(100)의 상측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 냉동 촉매제(R)는 드라이 아이스 가스로 마련될 수 있다.
상기 분사 노즐(430)은, 상기 분사 유닛 본체(410)의 일단부, 구체적으로, 상기 분사 유닛 본체(410)의 하단부에 구비될 수 있다. 이러한 상기 분사 노즐(430)는 상기 복수 개의 구획벽(300)의 일단부, 구체적으로, 상기 복수 개의 구획벽(300)의 상단부와 대향 배치될 수 있다.
상기 스트레인 게이지(500)는, 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛(400)과 소정 거리 이격되며, 상기 복수 개의 구획벽(300) 중 적어도 하나와 마주 하게 배치되고, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)에 각각 부착될 수 있다.
상기 복수 개의 스트레인 게이지(500)는, 상기 부착된 배터리 셀(100)의 스웰링 시 팽창하는 배터리 셀(100)의 변형률을 감지할 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 스트레인 게이지(500)는 후술하는 비엠에스 유닛(600)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수 개의 스트레인 게이지(500)는, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)의 스웰링 이전일 때, 마주 하는 구획벽(300)과 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 배터리 셀(100) 중 적어도 하나가 스웰링에 따라 팽창할 때, 상기 스웰링에 따라 팽창한 배터리 셀(100)에 부착된 스트레인 게이지(500)는, 마주 하는 구획벽(300)에 접촉될 수 있다.
상기 비엠에스 유닛(600)은, 상기 복수 개의 배터리 셀(100), 상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛(400) 및 상기 복수 개의 스트레인 게이지(500)와 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스(200)의 상측에 구비될 수 있다.
상기 비엠에스 유닛(600)은, 상기 복수 개의 배터리 셀(100) 중 적어도 하나가 스웰링에 따라 팽창할 때, 상기 스트레인 게이지(500)를 통해 상기 스웰링에 따라 팽창한 배터리 셀(100)의 변형률이 기 설정된 변형률 이상일 경우, 상기 냉동 가스 분사 유닛(400)을 통해 상기 냉동 촉매제(R)를 상기 팽창한 배터리 셀(100) 측으로 분사시켜 상기 팽창한 배터리 셀(100)을 얼릴 수 있다.
상기 비엠에스 유닛(600)은, 예로써, 스트레인 게이지(500)를 통해, 상기 스웰링에 따른 상기 배터리 셀(100)의 팽창 폭이 상기 이격 거리(d)의 90퍼센트 이상일 경우, 상기 냉동 가스 유닛(400)을 통해, 상기 냉동 촉매제(R)를 상기 팽창한 배터리 셀(100) 측으로 분사시켜 상기 팽창한 배터리 셀(100)을 얼릴 수 있다.
아울러, 상기 비엠에스 유닛(600)은, 예로써, 상기 스트레인 게이지(500)가 상기 구획벽(300)에 접촉할 경우, 상기 냉동 가스 유닛(400)을 통해, 상기 냉동 촉매제(R)를 상기 팽창한 배터리 셀(100) 측으로 분사시켜 상기 팽창한 배터리 셀(100)을 얼릴 수도 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)의 이상 상황 발생에 따른 상기 배터리 셀(100)의 스웰링 시 상기 배터리 모듈(10)의 구체적인 동작에 대해 살펴 본다.
도 3을 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 경우, 복수 개의 배터리 셀(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)에서 이상 상황에 따른 스웰링이 발생할 수 있으며, 이상 상황이 발생한 배터리 셀(100)은 스웰링에 따라 팽창될 수 있다.
이상 상황이 발생한 배터리 셀(100)에 부착된 스트레인 게이지(500)는, 팽창되는 배터리 셀(100)의 변형률을 감지할 수 있다. 상기 비엠에스 유닛(600)은 이러한 상기 스트레인 게이지(500)에서 감지된 변형률이 기 설정된 변형률 이상일 경우, 상기 냉동 가스 유닛(400)의 동작을 제어할 수 있다.
이에 따라, 상기 냉동 가스 유닛(400)은, 상기 분사 노즐(430)을 통해 상기 이상 상황이 발생한 팽창되는 배터리 셀(100) 측으로 냉동 촉매제(R)를 분사하여 상기 이상 상황이 발생한 배터리 셀(100)을 얼릴 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나에서 이상 상황이 발생하여 배터리 셀(100)이 팽창할 경우, 팽창한 배터리 셀(100)을 신속히 냉동시키기에, 이상 상황이 발생한 배터리 셀(100)에서 발생할 수 있는 열 폭주 등에 따른 화재나 폭발 등을 사전에 방지함과 아울러 주위 배터리 셀들(100) 측으로의 인가될 수 있는 열 전파 등을 신속히 차단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배터리 모듈(20)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 모듈(10)과 유사하므로, 이하, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.
도 4를 참조하면, 상기 배터리 모듈(20)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200), 구획벽(305), 냉동 가스 분사 유닛(400), 스트레인 게이지(500) 및 비엠에스 유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100) 및 상기 모듈 케이스(200)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 구획벽(305)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 구획벽(305)의 일단부에는, 구체적으로, 상기 복수 개의 구획벽(305)의 상단부에는, 상기 복수 개의 배터리 셀(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)의 스웰링에 따른 팽창 시, 상기 분사 노즐(430)의 개방도를 높일 수 있는 노즐 개방 커터(350)가 구비될 수 있다.
상기 냉동 가스 분사 유닛(400), 상기 스트레인 게이지(500) 및 상기 비엠에스 유닛(600)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(20)의 이상 상황 발생에 따른 상기 배터리 셀(100)의 스웰링 시 상기 배터리 모듈(20)의 구체적인 동작에 대해 살펴 본다.
도 5 및 도 6은 도 4의 배터리 모듈의 이상 상황 발생에 따른 배터리 셀의 스웰링 시 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 배터리 모듈(20)에서, 배터리 셀들(100) 중 적어도 하나의 배터리 셀(100)에서 이상 상황 발생에 따른 팽창 시, 앞선 실시예와 같이, 상기 비엠에스 유닛(600)은, 상기 스트레인 게이지(500) 및 상기 냉동 가스 분사 유닛(400)을 통해, 상기 이상 상황이 발생한 배터리 셀(100)을 얼릴 수 있다.
이때, 상기 이상 상황이 발생한 배터리 셀(100) 양측의 구획벽들(305)은 상기 배터리 셀(100)의 팽창에 따라, 함께 변형될 수 있다. 이러한 상기 구획벽들(305)의 변형 시, 상기 구획벽들(305)의 상단부의 노즐 개방 커버(350)는 상기 냉동 가스 분사 유닛(400)의 상기 분사 노즐(430)의 개방되는 크기를 보다 더 확대시킬 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 냉동 가스 분사 유닛(400)의 상기 분사 노즐(430)을 통해 분사되는 냉동 촉매제(R)의 분사량이 보다 더 증가할 수 있어, 상기 이상 상황이 발생한 배터리 셀(100)의 냉동 속도가 보다 더 빨라질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 배터리 랙(1)은, 앞선 실시예의 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 모듈(10)(20) 및 상기 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개의 배터리 모듈(10)(20)을 수용하는 랙 케이스(50)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 배터리 랙(1)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 모듈(10)(20)을 포함하기에, 앞선 실시예의 상기 배터리 모듈(10)(20)의 장점을 모두 포함하는 배터리 랙(1)을 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 전력 저장 장치(E)는, 에너지원으로서, 가정용 또는 산업용으로 이용될 수 있다. 이러한 상기 전력 저장 장치(E)는, 앞선 실시예의 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 복수 개의 배터리 랙(1) 및 상기 복수 개의 배터리 랙(1)을 수용하는 랙 컨테이너(C)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 전력 저장 장치(E)는, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(1)을 포함하기에, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(1)의 장점을 모두 포함하는 전력 저장 장치(E)를 제공할 수 있다.
한편, 상기 배터리 랙(1)은, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 자동차에도 구비될 수 있으며, 이 경우, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(1)의 장점을 모두 포함하는 자동차를 제공할 수 있음은 물론이다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 배터리 모듈(10, 20) 단위에서 화재 진압 및 화재 확산을 방지할 수 있는 배터리 모듈(10, 20), 이러한 배터리 모듈(10, 20)을 포함하는 배터리 랙(1) 및 전력 저장 장치(E)를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
E: 전력 저장 장치
C: 랙 컨테이너
1: 배터리 랙
10: 배터리 모듈
20: 배터리 모듈
50: 랙 케이스
100: 배터리 셀
200: 모듈 케이스
300: 구획벽
305: 구획벽
350: 노즐 개방 커터
400: 냉동 가스 분사 유닛
410: 분사 유닛 본체
430: 분사 노즐
500: 스트레인 게이지
600: 비엠에스 유닛

Claims (10)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    복수 개의 배터리 셀;
    상기 복수 개의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스;
    상기 모듈 케이스 내에 구비되며, 각각의 배터리 셀을 구획하는 복수 개의 구획벽;
    상기 복수 개의 구획벽의 상측에 구비되며, 내부에 소정의 냉동 촉매제를 구비하는 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛; 및
    상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛과 소정 거리 이격되며, 상기 복수 개의 구획벽 중 적어도 하나와 마주 하게 배치되고, 상기 복수 개의 배터리 셀에 각각 부착되는 복수 개의 스트레인 게이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀, 상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛 및 상기 복수 개의 스트레인 게이지와 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스의 상측에 구비되는 비엠에스 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 구획벽은,
    상기 복수 개의 배터리 셀의 스웰링을 고려하여 상기 복수 개의 배터리 셀과 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 비엠에스 유닛은,
    상기 복수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나가 스웰링에 따라 팽창할 때, 상기 스트레인 게이지를 통해 상기 스웰링에 따라 팽창한 배터리 셀의 변형률이 기 설정된 변형률 이상일 경우, 상기 냉동 가스 분사 유닛을 통해 상기 냉동 촉매제를 상기 팽창한 배터리 셀 측으로 분사시켜 상기 팽창한 배터리 셀을 얼리는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 냉동 가스 분사 유닛은, 각각,
    상기 소정의 냉동 촉매제를 수용하는 분사 유닛 본체; 및
    상기 분사 유닛 본체의 일단부에 구비되며, 상기 복수 개의 구획벽의 일단부와 대향 배치되는 분사 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 구획벽의 일단부에는,
    상기 복수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나의 배터리 셀의 스웰링에 따른 팽창 시, 상기 분사 노즐의 개방도를 높일 수 있는 노즐 개방 커터;가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀의 스웰링 이전일 때, 상기 복수 개의 스트레인 게이지는, 마주 하는 구획벽과 소정 거리 이격 배치되며,
    상기 복수 개의 배터리 셀 중 적어도 하나가 스웰링에 따라 팽창할 때, 상기 스웰링에 따라 팽창한 배터리 셀에 부착된 스트레인 게이지는, 마주 하는 구획벽에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 냉동 촉매제는,
    드라이 아이스 가스로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 모듈을 수용하는 랙 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  10. 제9항에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
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