KR20200105315A - Battery module, battery rack and energy storage system comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention is to provide a battery module capable of suppressing fire and preventing the spread of fire in units of a battery module when a fire situation occurs, a battery rack and a power storage device including the same. According to an embodiment of the present invention, the battery module comprises: at least one battery cell; a module case accommodating the at least one battery cell; an air outlet and inlet part formed in the module case to circulate air inside and outside the module case; and a blocking part provided inside the module case adjacent to the air inflow and outflow part and covering the air inflow and outflow part at a predetermined temperature or higher to seal the interior of the module case.

Description

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치{BATTERY MODULE, BATTERY RACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE SAME}Battery module, battery rack and power storage device including the same {BATTERY MODULE, BATTERY RACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, a battery rack including the same, and a power storage device.

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.Secondary batteries with high ease of application by product group and electrical characteristics such as high energy density are not only portable devices, but also electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) driven by electric drive sources. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and energy efficiency improvement in that they do not generate any by-products from the use of energy, as well as the primary advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels.

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.Types of rechargeable batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, and nickel zinc batteries. This unit secondary battery cell, that is, the operating voltage of the unit battery cell is about 2.5V ~ 4.5V. Therefore, when a higher output voltage is required, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series. In addition, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.

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 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩은 다양한 전압과 용량 요구 조건 등에 따라, 이러한 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 배터리 랙들로 구비되는 전력 저장 장치를 구성하기도 한다.On the other hand, when configuring a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using at least one battery module. It is common to construct a battery pack. Here, the battery pack including at least one battery module may constitute a power storage device including battery racks including at least one such battery pack according to various voltage and capacity requirements.

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.In the case of a battery module constituting a conventional power storage device, a firefighting facility in order to cope with the risk of fire, such as overheating, which may occur due to the characteristics of the battery cell in the rack container accommodating battery racks including a plurality of battery modules The structure is provided.

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.However, when a fire starts in the battery module, it is difficult to quickly extinguish the fire. If the fire is not quickly extinguished in the battery module or the time for the fire to spread is not delayed, there is a problem that the fire transfer to the surrounding battery modules is accelerated. Accordingly, there is a problem that there is a high possibility that the firefighting facility structure in the rack container is already in operation after damage that is difficult to recover has occurred.

그러므로, 화재 상황 발생 시 보다 신속한 조기 진압이 필요하며, 이를 위해서는 배터리 모듈 단위에서의 화재 진압 및 화재 확산 방지가 필요하다.Therefore, when a fire situation occurs, it is necessary to quickly extinguish the fire, and for this, it is necessary to suppress the fire and prevent the spread of fire in the battery module unit.

따라서, 본 발명의 목적은, 화재 상황 발생 시 배터리 모듈 단위에서 화재 진압 및 화재 확산을 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery module capable of suppressing fire and preventing the spread of fire in a battery module unit when a fire situation occurs, a battery rack including the same, and a power storage device.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스에 형성되며, 상기 모듈 케이스 내외부로 공기를 순환시키기 위한 공기 유출입부; 및 상기 공기 유출입부에 인접한 상기 모듈 케이스 내부에 구비되며, 소정 온도 이상에서 상기 공기 유출입부를 커버하여 상기 모듈 케이스 내부를 밀폐시키는 차단 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.In order to solve the above object, the present invention provides a battery module, comprising: at least one battery cell; A module case accommodating the at least one battery cell; An air outlet portion formed in the module case and configured to circulate air into and out of the module case; And a blocking unit provided inside the module case adjacent to the air inflow and outflow part and covering the air inflow and outflow part at a predetermined temperature or higher to seal the interior of the module case.

상기 차단 유닛은, 상기 공기 유출입부를 커버할 수 있는 크기를 갖는 차단부재; 상기 차단부재의 일측과 상기 모듈 케이스의 내면을 연결하며, 소정 온도 이상에서 녹아 상기 차단부재의 일측과 상기 모듈 케이스의 내면의 연결을 해제시키는 용융부재; 및 상기 용융부재의 반대편에서 상기 차단부재의 타측과 상기 모듈 케이스의 내면을 연결하며, 상기 용융부재가 녹았을 때 상기 차단부재가 상기 공기 유출입부를 커버하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.The blocking unit may include a blocking member having a size capable of covering the air outlet portion; A melting member that connects one side of the blocking member to the inner surface of the module case and melts at a predetermined temperature or higher to disconnect the connection between the one side of the blocking member and the inner surface of the module case; And an elastic member that connects the other side of the blocking member to the inner surface of the module case on the opposite side of the melting member, and provides an elastic force so that the blocking member covers the air outlet portion when the melting member is melted. have.

상기 차단부재는, 난연 재질로 마련될 수 있다.The blocking member may be made of a flame retardant material.

상기 용융부재는, 테이프 또는 접착제로 마련될 수 있다.The melting member may be provided with a tape or an adhesive.

상기 모듈 케이스는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하기 위한 수용 공간이 마련되는 케이스 본체; 및 상기 케이스 본체와 결합되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 커버하는 케이스 커버;를 포함할 수 있다.The module case may include: a case body having an accommodation space for accommodating the at least one battery cell; And a case cover coupled to the case body and covering the at least one battery cell.

상기 차단 유닛은, 상기 케이스 본체 또는 상기 케이스 커버에 장착될 수 있다.The blocking unit may be mounted on the case body or the case cover.

상기 배터리 모듈은, 상기 차단 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스에 구비되는 제어 유닛; 및 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스에 구비되는 온도 센서;를 포함할 수 있다.The battery module may include a control unit electrically connected to the blocking unit and provided in the module case; And a temperature sensor electrically connected to the control unit and provided in the module case.

상기 제어 유닛은, 상기 온도 센서로부터 감지된 온도가 상기 소정 온도 이상이면, 상기 차단 유닛이 상기 공기 유출입부를 커버할 수 있게 상기 차단 유닛의 동작을 제어할 수 있다.When the temperature sensed by the temperature sensor is equal to or higher than the predetermined temperature, the control unit may control the operation of the blocking unit so that the blocking unit may cover the air outlet.

그리고, 본 발명은, 배터리 랙으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙을 제공한다.In addition, the present invention, as a battery rack, at least one battery module according to the above-described embodiments; And a rack case for accommodating the at least one battery module.

아울러, 본 발명은, 전력 저장 장치로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a power storage device comprising: at least one battery rack according to the above-described embodiment as a power storage device.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 배터리 모듈 단위에서 화재 진압 및 화재 확산을 방지할 수 있는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.According to various embodiments as described above, a battery module capable of suppressing fire and preventing the spread of fire in a battery module unit when a fire situation occurs, a battery rack including the same, and a power storage device may be provided.

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 주요부의 단면도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 차단 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 배터리 모듈의 소정 온도 이상 시 차단 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 배터리 모듈의 소정 온도 이상 시 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later. It is limited only to and should not be interpreted.
1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a main part of the battery module of FIG. 1.
3 is a view for explaining a blocking unit according to another embodiment of the battery module of FIG. 1.
4 and 5 are diagrams for explaining an operation of a blocking unit when a predetermined temperature of the battery module of FIG. 1 is higher.
6 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for describing a control operation when the battery module of FIG. 6 has a predetermined temperature or higher.
8 is a view for explaining a battery rack according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a power storage device according to an embodiment of the present invention.

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.The present invention will become more apparent by describing in detail a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. The embodiments described herein are illustratively shown to aid understanding of the invention, and it should be understood that the present invention may be variously modified and implemented differently from the embodiments described herein. In addition, in order to aid understanding of the invention, the accompanying drawings are not drawn to scale, but dimensions of some components may be exaggerated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 주요부의 단면도이다.1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the battery module of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100), 모듈 케이스(200), 공기 유출입부(250), 송풍팬(300) 및 차단 유닛(500)을 포함할 수 있다.1 and 2, the battery module 10 may include a battery cell 100, a module case 200, an air outlet 250, a blower fan 300, and a blocking unit 500. have.

상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 원통형 이차 전지 또는 각형 이차 전지 중 어느 하나일 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(100)이 파우치형 이차 전지인 것으로 한정하여 설명한다.The battery cell 100 is a secondary battery, and may be any one of a pouch-type secondary battery, a cylindrical secondary battery, or a prismatic secondary battery. Hereinafter, in the present embodiment, the battery cell 100 is limited to a pouch-type secondary battery.

상기 배터리 셀(100)은, 적어도 하나, 또는 그 이상의 복수 개로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(100)이 복수 개로 마련되는 것으로 한정하여 설명한다. 이러한 상기 복수 개의 배터리 셀(100)은 상호 전기적으로 연결되어 배터리 셀 조립체로 구비될 수 있다.The battery cells 100 may be provided in a plurality of at least one or more. Hereinafter, in the present embodiment, a description will be made limited to that the battery cells 100 are provided in plural. The plurality of battery cells 100 may be electrically connected to each other to be provided as a battery cell assembly.

상기 모듈 케이스(200)는, 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 모듈 케이스(200)에는, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)을 수용하기 위한 수용 공간이 형성될 수 있다.The module case 200 may accommodate the at least one, and in the present embodiment, the plurality of battery cells 100. To this end, an accommodation space for accommodating the plurality of battery cells 100 may be formed in the module case 200.

이러한 상기 모듈 케이스(200)는, 케이스 본체(210) 및 케이스 커버(230)를 포함할 수 있다.The module case 200 may include a case body 210 and a case cover 230.

상기 케이스 본체(210)에는, 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)을 수용하기 위한 상기 수용 공간이 마련될 수 있다. 이러한 수용 공간은 상기 케이스 본체(210)와 후술하는 케이스 커버(230)의 상호 결합을 통해 마련될 수 있다.The case body 210 may be provided with the at least one receiving space for accommodating the plurality of battery cells 100 in the present embodiment. This accommodation space may be provided through mutual coupling between the case body 210 and the case cover 230 to be described later.

상기 케이스 커버(230)는, 상기 케이스 본체(210)와 결합되며, 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)을 커버할 수 있다. 예로써, 상기 케이스 커버(230)는, 상기 복수 개의 배터리 셀(100)의 상측을 커버할 수 있다.The case cover 230 is coupled to the case body 210 and may cover the at least one, in the present embodiment, the plurality of battery cells 100. For example, the case cover 230 may cover upper sides of the plurality of battery cells 100.

상기 공기 유출입부(250)는, 상기 모듈 케이스(200) 내외부로 공기를 순환시키기 위한 것으로서, 상기 모듈 케이스(200)에 형성될 수 있다. 이러한 상기 공기 유출입부(250)를 통한 공기 순환을 통해 상기 복수 개의 배터리 셀(100)의 방열이 이루어질 수 있다.The air inflow and outflow part 250 is for circulating air inside and outside the module case 200, and may be formed in the module case 200. Heat dissipation of the plurality of battery cells 100 may be achieved through air circulation through the air outlet 250.

상기 송풍팬(300)은, 상기 공기 유출입부(250)의 전방에 배치되게 상기 모듈 케이스(200)에 장착될 수 있다. 이러한 상기 송풍팬(300)은 상기 공기 순환을 보다 더 효율적으로 가이드할 수 있다.The blowing fan 300 may be mounted on the module case 200 so as to be disposed in front of the air outlet 250. The blowing fan 300 may guide the air circulation more efficiently.

상기 차단 유닛(500)은, 상기 공기 유출입부(250)에 인접한 상기 모듈 케이스(200) 내부에 구비되며, 소정 온도 이상에서 상기 공기 유출입부(250)를 커버하여 상기 모듈 케이스(200) 내부를 밀폐시킬 수 있다. 이러한 상기 차단 유닛(500)은, 상기 모듈 케이스(200)의 상기 케이스 본체(210)에 장착될 수 있다.The blocking unit 500 is provided inside the module case 200 adjacent to the air inlet and outlet 250, and covers the air inlet and outlet 250 at a predetermined temperature or higher to cover the interior of the module case 200. Can be sealed. The blocking unit 500 may be mounted on the case body 210 of the module case 200.

상기 차단 유닛(500)은, 차단부재(510), 용융부재(530) 및 탄성부재(550)를 포함할 수 있다.The blocking unit 500 may include a blocking member 510, a melting member 530 and an elastic member 550.

상기 차단부재(510)는, 소정의 판 형상의 차단막 형태로 구비되며, 상기 공기 유출입부(250)를 커버할 수 있는 크기를 가질 수 있다. 이러한 상기 차단부재(510)는 난연 재질로 마련될 수 있다.The blocking member 510 is provided in the form of a blocking film having a predetermined plate shape, and may have a size capable of covering the air inflow and outflow part 250. The blocking member 510 may be made of a flame retardant material.

상기 용융부재(530)는, 상기 차단부재(510)의 일측과 상기 모듈 케이스(200)의 내면을 연결하며, 소정 온도 이상에서 녹아 상기 차단부재(510)의 일측과 상기 모듈 케이스(200)의 내면, 구체적으로, 상기 케이스 본체(210)의 내면의 연결을 해제시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 용융부재(530)는, 상기 소정 온도 이상에서 용융되는 테이프 또는 접착제로 마련될 수 있다.The melting member 530 connects one side of the blocking member 510 and the inner surface of the module case 200, and melts at a predetermined temperature or higher to form a side of the blocking member 510 and the module case 200. The inner surface, specifically, the connection of the inner surface of the case body 210 may be released. To this end, the melting member 530 may be formed of a tape or an adhesive that is melted at or above the predetermined temperature.

상기 탄성부재(550)는, 상기 용융부재(530)의 반대편에서 상기 차단부재(510)의 타측과 상기 모듈 케이스(200)의 내면, 구체적으로, 상기 케이스 본체(210)의 내면을 연결할 수 있다.The elastic member 550 may connect the other side of the blocking member 510 and the inner surface of the module case 200, specifically, the inner surface of the case body 210 on the opposite side of the melting member 530. .

상기 탄성부재(550)는, 상기 용융부재(530)가 녹았을 때, 상기 차단부재(510)가 상기 공기 유출입부(250)를 커버하도록 탄성력을 제공할 수 있다. 예로써, 상기 탄성부재(550)는, 상기 탄성력을 제공하는 스프링부재로 마련될 수 있다.When the melting member 530 is melted, the elastic member 550 may provide an elastic force so that the blocking member 510 covers the air inflow and outflow part 250. For example, the elastic member 550 may be provided with a spring member that provides the elastic force.

도 3은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 차단 유닛을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a blocking unit according to another embodiment of the battery module of FIG. 1.

도 3에 도시된 바와 같이, 차단 유닛(505)은, 상기 모듈 케이스(200)의 상기 케이스 커버(230)에 장착될 수도 있다.As shown in FIG. 3, the blocking unit 505 may be mounted on the case cover 230 of the module case 200.

이러한 상기 차단 유닛(505)은, 차단부재(515), 용융부재(535) 및 탄성부재(555)를 포함할 수 있다.The blocking unit 505 may include a blocking member 515, a melting member 535 and an elastic member 555.

상기 차단부재(515)는 상기 케이스 커버(230)의 내면에 장착되며, 상기 용융부재(535)는 상기 차단부재(535)와 상기 케이스 커버(230)를 연결하며, 상기 탄성부재(555)는 상기 차단부재(515)와 상기 케이스 커버(230)를 연결할 수 있다.The blocking member 515 is mounted on the inner surface of the case cover 230, the melting member 535 connects the blocking member 535 and the case cover 230, and the elastic member 555 is The blocking member 515 and the case cover 230 may be connected.

이하, 이러한 본 실시예에 따른 상기 차단 유닛(500)의 구체적인 동작을 살펴 본다. 상기 차단 유닛(505)의 경우, 상기 차단 유닛(500)과 동작 매커니즘이 유사하므로, 이하, 상기 차단 유닛(500)의 구체적인 동작 매커니즘을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a detailed operation of the blocking unit 500 according to the present embodiment will be described. In the case of the blocking unit 505, since an operation mechanism is similar to that of the blocking unit 500, a specific operation mechanism of the blocking unit 500 will be described below.

도 4 및 도 5는 도 1의 배터리 모듈의 소정 온도 이상 시 차단 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.4 and 5 are diagrams for explaining an operation of a blocking unit when a predetermined temperature of the battery module of FIG. 1 is higher.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 배터리 모듈(10)의 경우, 상기 모듈 케이스(200) 내부의 상기 복수 개의 배터리 셀(100)의 적어도 하나에서 과열 등으로 인한 화재가 발생할 수 있다.4 and 5, in the case of the battery module 10, a fire may occur due to overheating or the like in at least one of the plurality of battery cells 100 in the module case 200.

이와 같은 화재 발생 시, 상기 모듈 케이스(200) 내부의 온도가 상승하여, 상기 소정 온도 이상이 되면, 상기 차단 유닛(500)의 상기 용융부재(530)가 녹아 내리게 된다. 상기 용융부재(530)가 녹아 내림에 따라, 상기 차단 유닛(500)의 상기 차단부재(510)의 일측과 상기 모듈 케이스(200)와의 연결이 해제될 수 있다.When such a fire occurs, the temperature inside the module case 200 rises, and when it reaches the predetermined temperature or higher, the melting member 530 of the blocking unit 500 melts. As the melting member 530 melts, the connection between one side of the blocking member 510 of the blocking unit 500 and the module case 200 may be released.

이후, 상기 차단 유닛(500)의 상기 탄성부재(550)는 상기 차단부재(510) 측으로 탄성력을 제공함으로써, 상기 차단부재(510)를 회동시킬 수 있다. 상기 차단부재(510)의 회전 동작에 따라, 상기 차단부재(510)는 상기 공기 유출입부(250)를 밀폐시키게 된다.Thereafter, the elastic member 550 of the blocking unit 500 may rotate the blocking member 510 by providing an elastic force toward the blocking member 510. As the blocking member 510 rotates, the blocking member 510 seals the air inflow and outflow part 250.

이러한 상기 차단 유닛(500)을 통한 상기 공기 유출입부(250)의 밀폐로 인해 상기 모듈 케이스(200) 내부로의 산소 유입이 차단될 수 있으며, 이에 따라, 상기 배터리 모듈(200) 내부에서 발생된 화재가 효과적으로 진압되거나 현저히 약화될 수 있다.Oxygen inflow into the module case 200 may be blocked due to the sealing of the air outlet 250 through the blocking unit 500, and accordingly, the inflow of oxygen into the inside of the battery module 200 may be blocked. Fires can be extinguished effectively or can be significantly attenuated.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 화재 상황 발생 시, 상기 차단 유닛(500)을 통해, 상기 배터리 모듈(10) 단위에서 보다 신속히 화재를 조기 진압하거나 화재 확산을 효과적으로 방지할 수 있다.As such, the battery module 10 according to the present embodiment, when a fire situation occurs, through the blocking unit 500, to extinguish a fire earlier or effectively prevent the spread of fire in the battery module 10 unit more quickly. I can.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 6의 배터리 모듈의 소정 온도 이상 시 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a battery module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view for explaining a control operation when a predetermined temperature of the battery module of FIG. 6 is higher.

본 실시예에 따른 배터리 모듈(20)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 모듈(10)과 실질적으로 유사하므로, 이하, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해 중복 설명을 생략하고, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.Since the battery module 20 according to the present embodiment is substantially similar to the battery module 10 of the previous embodiment, redundant descriptions are omitted for configurations that are substantially the same or similar to those of the previous embodiment. It looks mainly on the difference from the embodiment.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 배터리 모듈(20)은, 상기 배터리 셀(100), 상기 모듈 케이스(200), 상기 송풍팬(300), 제어 유닛(400), 온도 센서(450) 및 차단 유닛(500)을 포함할 수 있다.6 and 7, the battery module 20 includes the battery cell 100, the module case 200, the blowing fan 300, the control unit 400, the temperature sensor 450, and It may include a blocking unit (500).

상기 배터리 셀(100), 상기 모듈 케이스(200) 및 상기 송풍팬(300)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.The battery cell 100, the module case 200, and the blower fan 300 are substantially the same as or similar to those of the previous embodiment, and thus redundant descriptions will be omitted below.

상기 제어 유닛(400)은, 상기 모듈 케이스(200)에 구비되며, 상기 차단 유닛(500)과 전기적으로 연결되어 상기 차단 유닛(500)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 유닛(400)은, 상기 온도 센서(450)로부터 감지된 온도가 상기 소정 온도 이상이면, 상기 차단 유닛(500)이 상기 공기 유출입부(250)를 커버할 수 있게 상기 차단 유닛(500)의 동작을 제어할 수 있다.The control unit 400 is provided in the module case 200 and is electrically connected to the blocking unit 500 to control the operation of the blocking unit 500. Specifically, the control unit 400, when the temperature sensed by the temperature sensor 450 is equal to or higher than the predetermined temperature, the blocking unit 500 so that the blocking unit to cover the air outlet 250 It is possible to control the operation of 500.

상기 온도 센서(450)는, 상기 제어 유닛(400)과 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스(200)에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 온도 센서(450)는 상기 공기 유출입부(250) 가까이에 배치되며, 상기 모듈 케이스(200) 내부의 온도를 감지할 수 있다.The temperature sensor 450 is electrically connected to the control unit 400 and may be provided in the module case 200. Specifically, the temperature sensor 450 is disposed near the air outlet 250 and may sense the temperature inside the module case 200.

상기 차단 유닛(500)은, 상기 제어 유닛(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 차단 유닛(500)은, 상기 제어 유닛(400)의 제어에 따라, 동작이 제어될 수 있다. 즉, 상기 차단 유닛(500)은, 상기 제어 유닛(400)의 제어에 따라, 회전 동작하여 상기 공기 유출입부(250)를 밀폐시키거나 또는 개방시킬 수 있다.The blocking unit 500 may be electrically connected to the control unit 400. The operation of the blocking unit 500 may be controlled according to the control of the control unit 400. That is, the blocking unit 500 may rotate according to the control of the control unit 400 to seal or open the air outlet 250.

본 실시예의 경우, 상기 차단 유닛(500)의 동작이 상기 제어 유닛(400)을 통해 전기적인 매커니즘과 결합되어 수행될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예의 차단 유닛(500)에는 앞선 실시예들과 달리 상기 용융부재(530, 535)가 생략될 수 있다.In the present embodiment, the operation of the blocking unit 500 may be performed in combination with an electric mechanism through the control unit 400. Accordingly, unlike the previous embodiments, the melting members 530 and 535 may be omitted in the blocking unit 500 of the present embodiment.

이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(20)은, 상기 차단 유닛(500)의 구동을 상기 제어 유닛(400)을 통해 전기적으로 제어할 수 있다.As such, the battery module 20 according to the present embodiment may electrically control the driving of the blocking unit 500 through the control unit 400.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a battery rack according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 배터리 랙(1)은, 앞선 실시예들의 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 복수 개의 배터리 모듈(10, 20) 및 상기 복수 개의 배터리 모듈(10, 20)을 수용하는 랙 케이스(50)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 8, the battery rack 1, at least one of the preceding embodiments, in the case of this embodiment, a rack case for accommodating a plurality of battery modules 10, 20 and the plurality of battery modules 10, 20 (50) may be included.

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.Since the battery rack 1 according to this embodiment includes the battery modules 10 and 20 of the previous embodiment, the battery rack 1 includes all the advantages of the battery modules 10 and 20 of the previous embodiment. ) Can be provided.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a power storage device according to an embodiment of the present invention.

도 9를 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.Referring to FIG. 9, the power storage device E may be used as an energy source and for home or industrial use. The power storage device E may include at least one of the preceding embodiments, and in the case of this embodiment, a plurality of battery racks 1 and a rack container C accommodating the plurality of battery racks 1. .

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.Since the power storage device E according to the present embodiment includes the battery rack 1 of the previous embodiment, a power storage device E including all the advantages of the battery rack 1 of the previous embodiment is provided. Can provide.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 상기 배터리 모듈(10, 20) 단위에서 화재 진압 및 화재 확산을 방지할 수 있는 상기 배터리 모듈(10, 20), 이를 포함하는 상기 배터리 랙(1) 및 상기 전력 저장 장치(E)를 제공할 수 있다.According to various embodiments as described above, the battery modules 10 and 20 capable of suppressing fire and preventing the spread of fire in units of the battery modules 10 and 20 when a fire situation occurs, and the battery rack including the same ( 1) and the power storage device (E) may be provided.

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.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications may be implemented by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or prospect of the present invention.

E: 전력 저장 장치
C: 랙 컨테이너
1: 배터리 랙
10, 20: 배터리 모듈
50: 랙 케이스
100: 배터리 셀
200: 모듈 케이스
210: 케이스 본체
230: 케이스 커버
250: 공기 유출입부
300: 송풍팬
400: 제어 유닛
450: 온도 센서
500, 505: 차단 유닛
510, 515: 차단부재
530, 535: 용융부재
550, 555: 탄성부재E: power storage device
C: rack container
1: battery rack
10, 20: battery module
50: rack case
100: battery cell
200: module case
210: case body
230: case cover
250: air outlet
300: blower fan
400: control unit
450: temperature sensor
500, 505: blocking unit
510, 515: blocking member
530, 535: melting member
550, 555: elastic member

Claims (10)

배터리 모듈에 있어서,
적어도 하나의 배터리 셀;
상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스;
상기 모듈 케이스에 형성되며, 상기 모듈 케이스 내외부로 공기를 순환시키기 위한 공기 유출입부; 및
상기 공기 유출입부에 인접한 상기 모듈 케이스 내부에 구비되며, 소정 온도 이상에서 상기 공기 유출입부를 커버하여 상기 모듈 케이스 내부를 밀폐시키는 차단 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the battery module,
At least one battery cell;
A module case accommodating the at least one battery cell;
An air outlet portion formed in the module case and configured to circulate air into and out of the module case; And
And a blocking unit provided inside the module case adjacent to the air inflow and outflow part and covering the air inflow and outflow part at a predetermined temperature or higher to seal the interior of the module case. 제1항에 있어서,
상기 차단 유닛은,
상기 공기 유출입부를 커버할 수 있는 크기를 갖는 차단부재;
상기 차단부재의 일측과 상기 모듈 케이스의 내면을 연결하며, 소정 온도 이상에서 녹아 상기 차단부재의 일측과 상기 모듈 케이스의 내면의 연결을 해제시키는 용융부재; 및
상기 용융부재의 반대편에서 상기 차단부재의 타측과 상기 모듈 케이스의 내면을 연결하며, 상기 용융부재가 녹았을 때 상기 차단부재가 상기 공기 유출입부를 커버하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The blocking unit,
A blocking member having a size capable of covering the air outlet portion;
A melting member that connects one side of the blocking member to the inner surface of the module case and melts at a predetermined temperature or higher to disconnect the connection between the one side of the blocking member and the inner surface of the module case; And
And an elastic member that connects the other side of the blocking member to the inner surface of the module case on the opposite side of the melting member, and provides an elastic force so that the blocking member covers the air outlet portion when the melting member is melted. Battery module. 제2항에 있어서,
상기 차단부재는,
난연 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 2,
The blocking member,
Battery module, characterized in that provided with a flame retardant material. 제2항에 있어서,
상기 용융부재는,
테이프 또는 접착제로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 2,
The melting member,
Battery module, characterized in that provided with tape or adhesive. 제1항에 있어서,
상기 모듈 케이스는,
상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하기 위한 수용 공간이 마련되는 케이스 본체; 및
상기 케이스 본체와 결합되며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 커버하는 케이스 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The module case,
A case body provided with an accommodation space for accommodating the at least one battery cell; And
And a case cover coupled to the case body and covering the at least one battery cell. 제5항에 있어서,
상기 차단 유닛은,
상기 케이스 본체 또는 상기 케이스 커버에 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 5,
The blocking unit,
A battery module, characterized in that mounted on the case body or the case cover. 제1항에 있어서,
상기 차단 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스에 구비되는 제어 유닛; 및
상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 모듈 케이스에 구비되는 온도 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
A control unit electrically connected to the blocking unit and provided in the module case; And
And a temperature sensor electrically connected to the control unit and provided in the module case. 제7항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 온도 센서로부터 감지된 온도가 상기 소정 온도 이상이면, 상기 차단 유닛이 상기 공기 유출입부를 커버할 수 있게 상기 차단 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 7,
The control unit,
When the temperature sensed by the temperature sensor is equal to or higher than the predetermined temperature, the blocking unit controls the operation of the blocking unit so that the air outlet portion is covered. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.At least one battery module according to claim 1; And
Battery rack comprising a; rack case for accommodating the at least one battery module. 제9항에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.At least one battery rack according to claim 9; Power storage device comprising a.
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