KR102223182B1 - 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템 - Google Patents

선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 선박유피에스(UPS)에 이에스에스(Energy Storage System)를 접목한 유이에스(Uninterruptible Power Supply Energy Storage)에 개별 화재진압이 가능한 FFS(Fire Fighting System)를 구성함으로써, 유이에스(UES)에 사용되는 배터리에 화재가 발생할 경우에 개별적으로 FFS에서 소화약제가 방출되어 초기에 화재 진압이 가능하도록 하는 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템에 관한 것이다.

Description

선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템{separate fire fighting system that combines ship UPS with EES}
본 발명은 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 선박유피에스(UPS)에 이에스에스(Energy Storage System)를 접목한 유이에스(Uninterruptible Power Supply Energy Storage)에 개별 화재진압이 가능한 FFS(Fire Fighting System)를 구성함으로써, 유이에스(UES)에 사용되는 배터리에 화재가 발생할 경우에 개별적으로 FFS에서 소화약제가 방출되어 초기에 화재 진압이 가능하도록 하는 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템에 관한 것이다.
일반적으로 ESS(Energy Storage System)는 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해주는 저장장치를 말하며, 최근 들어서는 대규모 ESS 장치를 소형으로 구성하여 빌딩, 공장, 가정 등의 일반 수용가에서 정전 대비용 또는 피크 전력 감축용으로 사용하는 경우가 늘고 있다.
최근에는 전력 수급 불균형 등으로 인해 신재생에너지에 대한 관심이 급격하게 증가하면서, ESS를 통해 신재생에너지를 활용해 생산된 전기를 저장하고 필요한 시간대에 활용하도록 하는 기술에 대한 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
특히, 최근 들어 신축되는 공공건물에 대한 ESS의 설치가 의무화되고, 민간건물 등에도 에너지 절감 차원에서 ESS의 설치가 증가함에 따라 ESS 시장은 그 성장을 계속하고 있다.
건물 등에 ESS를 설치하는 경우에는 아래 특허문헌과 같은 ESS의 배터리 랙에 에너지를 저장하는 배터리, 배터리를 관리하는 BMS, 전력을 변환하는 PCS 등을 수용하도록 하고, 이러한 배터리 랙을 지하실 등의 일정 공간에 수용하여 운용토록 하고 있다.
이때, 외부 온도가 높은 여름철에는 ESS 시스템의 배터리 등에서 발생하는 많은 열에 의해 ESS시스템의 온도가 과도하게 상승하게 되고, 이에 따라 화재 발생의 위험이 높으며 ESS시스템의 오류를 발생시키게 되고, 외부 온도가 낮은 겨울철에는 너무 낮은 온도로 인해 ESS시스템이 정상적으로 작동하지 않는 문제가 있다.
그러나, 현재에는 ESS시스템이 수용된 공간 전체에 대한 냉난방만이 실시되고 있어, 배터리 랙에 수용된 배터리 각각에 대한 냉각과 보온이 제대로 이루어지지 못하여 효율적이고 안정적인 ESS시스템의 운영이 어려운 실정이다.
또한, ESS 시스템은 많은 열의 발생으로 화재 발생의 위험이 높으나 이에 대한 소화 설비가 제대로 갖추어져 있지 않아 화재가 발생할 경우 막대한 재산적 피해 및 대형 화재가 발생할 위험이 매우 높은 상황이다.
한편, 선박의 경우, ESS 시스템의 도입이 시도되고 있으나, 초기 단계에 불과하다.
특히, 선박이라는 특수한 공간 상에 설치 구성되므로 화재 발생에 대한 불안 요소가 항시 산재되어 있으며, 화재가 발생하면 대형 사고로 이어지기 때문에 화재 발생시 초기 진압이 무엇보다고 중요하다.
또한, 선박의 경우, 배터리 도입시, 상시 감시와 배터리 개별 장애 및 예측이 불가능하기 때문에 시설관리자는 항상 모니터링에 집중해야 하므로 이에 대한 대처가 필요한 상황이다.
또한, 정전 시, 장비 복구 비용 손실이 막대하며, 사고 발생시 이미지 실축은 불가피하다.
따라서, 선박유피에스(UPS)에 이에스에스(Energy Storage System)를 접목한 유이에스(Uninterruptible Power Supply Energy Storage)에 개별 화재진압이 가능한 FFS(Fire Fighting System)를 구성함으로써, 유이에스(UES)에 사용되는 배터리에 화재가 발생할 경우에 개별적으로 FFS에서 소화약제가 방출되어 초기에 화재 진압이 가능하도록 하는 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템을 제안하게 된 것이다.
대한민국등록특허 제10-1918022호(2018.11.07)
본 발명은 상기 서술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로써,
본 발명의 목적은 선박유피에스(UPS)에 이에스에스(Energy Storage System)를 접목한 유이에스(Uninterruptible Power Supply Energy Storage)에 개별 화재진압이 가능한 FFS(Fire Fighting System)를 구성함으로써, 유이에스(UES)에 사용되는 배터리에 화재가 발생할 경우에 개별적으로 FFS에서 소화약제가 방출되어 초기에 화재 진압이 가능하도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 마스터BMS(150)로 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 제공하며, 각각의 로컬UEFS로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 마스터BMS로 제공하며, 마스터UEFS로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 마스터BMS로 제공하며, 각각의 로컬UEFS로 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 제공하며, 화재 발생시, 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하기 위한 마스터UEFS(100)를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템은,
마스터BMS(150)로 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 제공하며, 각각의 로컬UEFS로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 마스터BMS로 제공하며, 마스터UEFS로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 마스터BMS로 제공하며, 각각의 로컬UEFS로 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 제공하며, 화재 발생시, 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하기 위한 마스터UEFS(100)와,
배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 로컬BMS(250)로 제공하며, 로컬UEFS로부터 발생된 알람 정보를 로컬BMS와 마스터UEFS로 제공하며, 마스터UEFS로부터 제공된 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 획득할 경우에 배터리 전원 절체 혹은 차단을 수행하며, 마스터UEFS로부터 제공된 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 획득할 경우에 로컬FFS로 소화약제 동작 신호를 제공하여 소화약제를 분사시키며, 경보 신호를 출력시키기 위한 적어도 2 개 이상 설치 구성되는 로컬UEFS(200)와,
상기 마스터UEFS로부터 제공된 비상 운전 제어 정보, 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 각각의 로컬UEFS로 제공하며, 각각의 로컬UEFS에서 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보 및 알람 정보를 마스터UEFS로 제공하기 위한 파워게이트박스(300)를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명은 상기 서술한 구성에 따라, 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템을 제공함으로써,
선박유피에스(UPS)에 이에스에스(Energy Storage System)를 접목한 유이에스(Uninterruptible Power Supply Energy Storage)에 개별 화재진압이 가능한 FFS(Fire Fighting System)를 구성함으로써, 유이에스(UES)에 사용되는 배터리에 화재가 발생할 경우에 개별적으로 FFS에서 소화약제가 방출되어 초기에 화재 진압이 가능한 효과를 제공하게 된다.
또한, 마스터UEFS(100)와 복수 개의 로컬UEFS(200)를 제공함으로써, 배터리 상시 감시, 화재 발생시 초기 진압, 배터리 개별 장애 상태 파악, 사전 장애 예측 대응, 안정적인 전원 공급, 체계적인 관리, 마스터UEFS(100)와 복수 개의 로컬UEFS(200)를 구성함에 따른 디비손실 예방 및 복구비용 절감, 고객 신뢰도 상승, 유지관리 불안감 해소, 선박폐선까지 유지 보수 비용의 저렴성 등을 제공하게 된다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 UES의 블록다이어그램도이다.
도 2는 종래의 실시예에 따른 UES의 결선다이어그램도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템의 블록다이어그램도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템의 결선다이어그램도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템의 마스터UEFS(100) 블록다이어그램도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템의 로컬UEFS(200) 블록다이어그램도이다.
상기 서술한 과제를 해결하기 위하여 구성되는 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 UES의 블록다이어그램도이다.
도 2는 종래의 실시예에 따른 UES의 결선다이어그램도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 종래의 유이에스(Uninterruptible Power Supply Energy Storage)는 무정전전원공급장치인 UPS에 Energy Storage를 결합한 시스템을 의미한다.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 개별적인 배터리룸(A-DECK, B-DECK, C-DECK, D-DECK, Engine Romm 등에 각각 배터리룸을 구성해야 함)에 배터리캐비넷을 각각 구성하게 되며, 각각의 배터리캐비넷에 구성된 배터리들을 UPS에 접속시키며, UPS에 각각의 BMS를 구성함으로써, 배터리셀과 배터리 뱅크의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여 이를 디스플레이시키며, 배터리셀 혹은 배터리 뱅크에 문제가 발생하게 되면 알람릴레이를 통해 알람 신호를 외부에 출력시키는 구성을 가지고 있었다.
따라서, 복잡한 배선에 따른 시스템 설치 비용이 과다하게 발생하게 되며, 별도의 배터리 룸이 필요하게 되었다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 유피에스(UPS)마다 배터리 룸에 있는 각각의 배터리 캐비넷에 있는 다수의 배터리들과 1 : 1로 연결하게 되는데, 예를 들어, 각각의 배터리를 연결하기 위하여 개별 라인을 결선하게 되는데 라인 결선에 따른 인건비, 라인 원가 등이 상당하여 시스템 도입시 상당한 비용적 부담이 발생하여 대중화가 불가능하다.
또한, 배터리 점검시, 별도의 배터리 룸에서 개별 전압, 전류, 온도 등을 점검해야 하며, 유피에스를 점검하다가 배터리를 점검하기 위하여 별도의 배터리 룸을 방문하여 다시 배터리 상태를 점검해야 하는 불편함이 발생하게 되었다.
상기한 예시는 본 출원인이 선박에 접목할 경우에 일반적으로 구성될 것으로 예측하여 안출한 결과물로서, 선박이라는 특수한 공간 상에서 가장 중요한 것이 대형사고의 방지이다.
따라서, 개별적으로 레이어를 구분하여 이를 관리하고, 문제 발생시 즉각적으로 초기 대응을 수행하도록 개별화재 진압 시스템을 제안하게 된 것이다.
종래 기술은 선박에 UPS와 ESS가 접목된 새로운 시스템을 도입한 예는 존재하지 않았다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템의 블록다이어그램도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템의 결선다이어그램도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명인 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템은 마스터UEFS(100)와, 로컬UEFS(200)와, 파워게이트박스(300)를 포함하여 구성하게 된다.
구체적으로 설명하자면, 상기 마스터UEFS(100)는
마스터BMS(150)로 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 제공하며,
각각의 로컬UEFS로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 마스터BMS로 제공하며,
마스터UEFS로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 마스터BMS로 제공하며,
각각의 로컬UEFS로 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 제공하며,
화재 발생시, 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하기 위한 기능을 수행하게 된다.
구체적으로 설명하자면, 도 5와 같이, 상기 마스터UEFS(100)는
마스터BMS(150)로 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 제공하기 위한 마스터센싱값제공부(101);와
각각의 로컬UEFS로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 마스터BMS로 제공하기 위한 로컬센싱값제공부(102);와
마스터UEFS로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 마스터BMS로 제공하기 위한 알람정보제공부(103);와
각각의 로컬UEFS로 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 제공하기 위한 비상운전제어정보제공부(104);와
화재 발생시, 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하기 위한 화재발생긴급조작처리부(105);를 포함하여 구성되게 된다.
즉, 마스터센싱값제공부(101)는 마스터BMS(150)로 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 제공하게 되는데, 도 3의 D-DECK가 이에 해당하며, 해당 배터리들의 전압, 임피던스, 전류, 온도 등을 감지하게 되면 해당 정보를 마스터BMS로 제공하게 되는 것이다.
그리고, 로컬센싱값제공부(102)는 각각의 로컬UEFS로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 마스터BMS로 제공하게 되는데, 예를 들어, 도 3의 A-DECK, B-DECK, C-DECK, 엔진 룸이라는 4개의 로컬UEFS에서 제공된 해당 배터리들의 전압, 임피던스, 전류, 온도 등을 감지하게 되면 해당 정보를 마스터BMS로 제공하게 되는 것이다.
그리고, 알람정보제공부(103)는 마스터UEFS로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 마스터BMS로 제공하게 된다.
예를 들어, D-DECK에서 측정된 전압이 기준 전압값보다 높게 될 경우에 알람 정보를 생성하여 마스터BMS로 제공할 수 있으며, A-DECK에서 측정된 전압이 기준 전압값보다 높게 될 경우에 알람 정보를 생성하여 마스터BMS로 제공할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 비상운전제어정보제공부(104)는 각각의 로컬UEFS로 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 제공하게 된다.
즉, 특정 로컬UEFS로부터 과전압, 과전류, 과온도 중 어느 하나 이상을 획득할 경우에 각각의 로컬UEFS로 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 제공하게 되는 것이다.
예를 들어, A-DECK에서 과전압이 발생하였다면, A-DECK는 차단 신호를 획득하여 전원 차단하게 되며, B-DECK도 차단 신호를 획득하여 전원 차단할 수 있게 된다.
그리고, 상기 화재발생긴급조작처리부(105)는 화재 발생시, 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, 화재 발생은 과온도로 알 수도 있으며, 별도의 화재 감지장치들 혹은 외부단말기(관리자가 소지한 스마트기기)에 의해 송출되는 화재 감지 신호를 마스터UEFS(100)에서 획득하게 되면 이에 따른 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하게 된다.
상기와 같은 기능을 수행하기 위하여, 마스터UEFS에는 화재감지장치들 혹은 외부단말기로부터 화재 감지 신호를 획득하기 위한 화재감지신호획득부;를 추가적으로 구성할 수도 있다.
상기한 화재감지장치는 화재 발생 여부를 감지하기 위하여 온도, 연기, 불꽃, 아크 중 어느 하나의 정보를 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부단말기와 통신을 수행하기 위하여 마스터UEFS에는 유무선통신부를 추가적으로 구성할 수도 있을 것이다.
본 발명에서 설명하고 있는 FFS는 일반적인 소화약제를 분사하는 소화설비를 의미할 수 있다.
상기 소화설비는 각 배터리의 화재감지시 각 배터리에 대한 소화가 이루어도록 하는 구성으로, 소화약제가 각 배터리에 공급되도록 하여 효과적인 소화가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 소화설비에는 소화에어로졸분사부를 구성할 수 있으며, 소화에어로졸은 칼륨 성분을 포함하는 고체에어로졸로 형성될 수 있으며, 화재 과정에서 발생하는 수산화기와의 결합을 통해 효과적인 소화가 이루어지도록 한다.
소화에어로졸은 기체 속에 포함된 미립자를 의미하며, 기타 소화 분말이 분사되도록 할 수도 있으나, 기체 상태의 에어로졸 형태로 분사되도록 하여, 각 배터리로 원활하게 공급될 수 있도록 하고, 배터리에 미치는 영향을 최소화하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 소화에어로졸분사부는 마스터UEFS에 의해 화재 감지 신호를 획득할 경우에 소화에어로졸을 자동으로 분사하도록 하며, 소화제어부에 의해 그 분사량이 조절되도록 할 수 있도록 상기 FFS에는 소화제어부를 구성하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에서 설명하고 있는 배터리 소재는 바람직하게는 리튬인산철(LiFePO4)인 것을 특징으로 하며, 이를 통해 배터리 수명이 최장 13년 ~ 15년을 보장받을 수 있도록 하며, 이를 통해 선박 폐선(평균25년)까지 1번 교체하도록 하여 유지보수 비용이 저렴하도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 감지하기 위하여, 본 발명인 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템은,
배터리에 충전된 전압값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 전압값정보와 기준전압값정보를 비교하여 기준전압값정보를 벗어날 경우에 과전압 체크 정보를 UEFS로 제공하기 위한 과전압측정센서부;와
배터리의 임피던스값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 임피던스값정보와 기준임피던스값정보를 비교하여 기준임피던스값정보를 벗어날 경우에 과임피던스 체크 정보를 UEFS로 제공하기 위한 과임피던스측정센서부;와
배터리의 전류값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 전류값정보와 기준전류값정보를 비교하여 기준전류값정보를 벗어날 경우에 과전류 체크 정보를 UEFS로 제공하기 위한 과전류측정센서부;와
배터리의 온도값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 온도값정보와 기준온도값정보를 비교하여 기준온도값정보를 벗어날 경우에 과온도 체크 정보를 UEFS로 제공하기 위한 과온도측정센서부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 설명하자면, 상기한 배터리는 적어도 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 종래 기술과 동일하게 그룹 관리가 아닌 마스터UEFS(100) 및 각각의 로컬UEFS(200)마다 각각 개별 관리가 가능한 효과를 제공하게 된다.
상기한 UEFS는 마스터UEFS(100)를 의미하며, 각각의 로컬UEFS(200)를 의미할 수도 있다.
예를 들어, 마스터UEFS(100)에 과전압측정센서부, 과임피던스측정센서부, 과전류측정센서부, 과온도측정센서부를 구성할 수 있으며, 각각의 로컬UEFS(200)에 과전압측정센서부, 과임피던스측정센서부, 과전류측정센서부, 과온도측정센서부를 구성할 수도 있다.
상기 과전압측정센서부는 배터리에 충전된 전압값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 전압값정보와 기준전압값정보를 비교하여 기준전압값정보를 벗어날 경우에 과전압 체크 정보를 UEFS로 제공하게 된다.
예를 들어, 상기 과전압측정센서부가 마스터UEFS(100)에 설치 구성되게 되면, 배터리에 충전된 전압값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 전압값정보와 기준전압값정보를 비교하여 기준전압값정보를 벗어날 경우에 과전압 체크 정보를 마스터UEFS(100)로 제공하는 것이다.
상기 과임피던스측정센서부는 배터리의 임피던스값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 임피던스값정보와 기준임피던스값정보를 비교하여 기준임피던스값정보를 벗어날 경우에 과임피던스 체크 정보를 UEFS로 제공하게 된다.
예를 들어, 상기 과임피던스측정센서부가 마스터UEFS(100)에 설치 구성되게 되면, 배터리의 임피던스값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 임피던스값정보와 기준임피던스값정보를 비교하여 기준임피던스값정보를 벗어날 경우에 과임피던스 체크 정보를 마스터UEFS(100)로 제공하는 것이다.
상기 과전류측정센서부는 배터리의 전류값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 전류값정보와 기준전류값정보를 비교하여 기준전류값정보를 벗어날 경우에 과전류 체크 정보를 UEFS로 제공하게 된다.
예를 들어, 상기 과전류측정센서부가 마스터UEFS(100)에 설치 구성되게 되면, 배터리의 전류값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 전류값정보와 기준전류값정보를 비교하여 기준전류값정보를 벗어날 경우에 과전류 체크 정보를 마스터UEFS(100)로 제공하는 것이다.
상기 과온도측정센서부는 배터리의 온도값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 온도값정보와 기준온도값정보를 비교하여 기준온도값정보를 벗어날 경우에 과온도 체크 정보를 UEFS로 제공하게 된다.
예를 들어, 상기 과온도측정센서부가 마스터UEFS(100)에 설치 구성되게 되면, 배터리의 온도값정보를 측정하도록 구성되며, 측정된 온도값정보와 기준온도값정보를 비교하여 기준온도값정보를 벗어날 경우에 과온도 체크 정보를 마스터UEFS(100)로 제공하는 것이다.
한편, 부가적인 양상에 따른 상기 마스터BMS(150)는,
마스터UEFS(100)로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 획득하여 화면에 출력시키기 위한 마스터변수값표출부;와
각각의 로컬UEFS(200)로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 획득하여 화면에 출력시키기 위한 로컬별변수값표출부;와
마스터UEFS로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 화면에 출력시키며, 알람장치에 알람 신호를 제공하기 위한 알람출력부;를 포함하여 구성하게 된다.
구체적으로, 마스터변수값표출부는 마스터UEFS(100)로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 획득하여 화면에 출력시키기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, D-DECK에 구성된 각각의 과전압측정센서부, 과임피던스측정센서부, 과전류측정센서부, 과온도측정센서부로부터 제공된 전압, 임피던스, 전류, 온도 정보를 화면에 출력시켜 관리자가 상시 현재 상태를 확인할 수 있도록 하는 것이다.
상기 로컬별변수값표출부는 각각의 로컬UEFS(200)로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 획득하여 화면에 출력시키기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, A-DECK, B-DECK, C-DECK, 엔진 룸에 구성된 각각의 과전압측정센서부, 과임피던스측정센서부, 과전류측정센서부, 과온도측정센서부로부터 제공된 전압, 임피던스, 전류, 온도 정보를 화면에 출력시켜 관리자가 상시 현재 상태를 확인할 수 있도록 하는 것이다.
그리고, 상기 알람출력부는 마스터UEFS로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 화면에 출력시키며, 알람장치에 알람 신호를 제공하기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, 과전압, 과임피던스, 과전류, 과온도 중 어느 하나 이상이 발생하여 알람 정보가 생성되게 되면 화면에 현재 발생된 위치 정보 예를 들어, A-DECK에 과전압 및 과온도가 발생하였음을 화면에 출력시키며, 알람장치, 예를 들어, 엘이디램프, 경광등, 버저 등을 통해 알람 신호를 출력하도록 하는 것이다.
이를 통해 상시 관리자가 즉각적으로 초기 대응을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 로컬UEFS(200)는,
배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 로컬BMS(250)로 제공하며, 로컬UEFS로부터 발생된 알람 정보를 로컬BMS와 마스터UEFS로 제공하며, 마스터UEFS로부터 제공된 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 획득할 경우에 배터리 전원 절체 혹은 차단을 수행하며, 마스터UEFS로부터 제공된 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 획득할 경우에 로컬FFS로 소화약제 동작 신호를 제공하여 소화약제를 분사시키며, 경보 신호를 출력시키기 위한 적어도 2 개 이상 설치 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 설명하자면, 상기 로컬UEFS(200)는,
로컬BMS(250)로 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 제공하기 위한 로컬센싱값제공부(201);와
로컬UEFS로부터 발생된 알람 정보를 로컬BMS와 마스터UEFS로 제공하기 위한 로컬알람정보제공부(202);와
마스터UEFS로부터 제공된 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 획득할 경우에 배터리 전원 절체 혹은 차단을 수행하기 위한 비상운전제어수행부(203);와
마스터UEFS로부터 제공된 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 획득할 경우에 로컬FFS로 소화약제 동작 신호를 제공하여 소화약제를 분사시키며, 경보 신호를 출력시키기 위한 로컬화재발생긴급조작처리부(204);를 포함하여 구성되게 된다.
즉, 로컬센싱값제공부(201)는 로컬BMS(250)로 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 제공하게 되는데, 도 3의 A-DECK가 이에 해당하며, 해당 로컬 지역에 구성된 배터리들의 전압, 임피던스, 전류, 온도 등을 감지하게 되면 해당 정보를 로컬BMS(250)로 제공하게 되는 것이다.
그리고, 로컬알람정보제공부(202)는 로컬UEFS로부터 발생된 알람 정보를 로컬BMS와 마스터UEFS로 제공로 제공하게 된다.
예를 들어, A-DECK에서 측정된 전압이 기준 전압값보다 높게 될 경우에 알람 정보를 생성하여 로컬BMS와 마스터UEFS로 제공할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 비상운전제어수행부(203)는 마스터UEFS로부터 제공된 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 획득할 경우에 배터리 전원 절체 혹은 차단을 수행하게 된다.
예를 들어, A-DECK에서 과전압이 발생하였다면, A-DECK는 마스터UEFS로부터 제공된 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 획득할 경우에 배터리 전원 절체 혹은 차단을 수행하게 된다.
그리고, 상기 로컬화재발생긴급조작처리부(204)는 화재 발생시, 마스터UEFS로부터 제공된 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 획득할 경우에 로컬FFS로 소화약제 동작 신호를 제공하여 소화약제를 분사시키며, 경보 신호를 출력시키게 된다.
즉, 별도의 화재 감지장치들 혹은 외부단말기(관리자가 소지한 스마트기기)에 의해 송출되는 화재 감지 신호를 마스터UEFS(100)에서 획득하게 되면 이에 따른 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하게 된다.
이때, 로컬FFS로 소화약제 동작 신호를 제공하여 소화약제를 분사시키며, 경보 신호를 출력시키게 되는 것이다.
한편, 부가적인 양상에 따른 상기 로컬BMS(250)는,
로컬UEFS(200)로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 획득하여 화면에 출력시키기 위한 로컬변수값표출부;와
로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 화면에 출력시키며, 알람장치에 알람 신호를 제공하기 위한 로컬알람출력부;를 포함하여 구성하게 된다.
구체적으로, 로컬변수값표출부는 로컬UEFS(200)로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 획득하여 화면에 출력시키기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, A-DECK에 구성된 각각의 과전압측정센서부, 과임피던스측정센서부, 과전류측정센서부, 과온도측정센서부로부터 제공된 전압, 임피던스, 전류, 온도 정보를 화면에 출력시켜 관리자가 상시 현재 상태를 확인할 수 있도록 하는 것이다.
그리고, 상기 로컬알람출력부는 로컬UEFS로부터 획득된 알람 정보를 화면에 출력시키며, 알람장치에 알람 신호를 제공하기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, 과전압, 과임피던스, 과전류, 과온도 중 어느 하나 이상이 발생하여 알람 정보가 생성되게 되면 화면에 과전압 및 과온도가 발생하였음을 화면에 출력시키며, 알람장치, 예를 들어, 엘이디램프, 경광등, 버저 등을 통해 알람 신호를 출력하도록 하는 것이다.
이를 통해 상시 관리자가 즉각적으로 초기 대응을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 파워게이트박스(300)는 상기 마스터UEFS로부터 제공된 비상 운전 제어 정보, 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 각각의 로컬UEFS로 제공하며, 각각의 로컬UEFS에서 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보 및 알람 정보를 마스터UEFS로 제공하기 위한 기능을 수행하게 된다.
즉, 마스터UEFS와 각각의 로컬UEFS 간의 신호를 주고 받을 경우에 게이트 역할을 수행하도록 구성함으로써, 마스터와 슬래이브 개념의 로직이 완성되게 되는 것이다.
지금까지 설명한 마스터UEFS(100)와 로컬UEFS(200)를 통해, 마스터BMS(150)와 로컬BMS(250)를 각각 제어 및 관리할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 마스터UEFS(100)에서 각각의 로컬UEFS(200)를 관리 및 제어할 수 잇으며, 상태 감시도 종합적으로 처리할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 로컬UEFS(200)에서 문제가 발생하게 되면 마스터UEFS(100)에서 비상 운전이 가능하도록 제어할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
결국, 상기와 같은 구성을 통해, 배터리 안정성 확보가 가능하며, 야드(YARD) 작업 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 마스터UEFS(100)와 각각의 로컬UEFS(200)는,
기준전압값정보, 기준임피던스값정보, 기준전류값정보, 기준온도값정보를 저장하고 있는 기준값정보저장부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 마스터UEFS(100)에 구성된 과전압측정센서부에서 측정된 전압값정보가 문제가 발생하였는지를 알 수 있도록 상기 기준값정보저장부에 저장된 기준전압값정보를 추출하여 이를 상호 비교하여 기준전압값정보를 벗어날 경우에 과전압 체크 정보를 마스터UEFS(100)로 제공하게 되는 것이다.
또한, 상기 측정된 전압값 정보, 임피던스값 정보, 전류값 정보, 온도값 정보는 D-DECK에 구성된 배터리 캐비넷에 구성되는 배터리부가 구성되는 개수에 따른 상기 과전압측정센서부, 과임피던스측정센서부, 과전류측정센서부, 과온도측정센서부에서 각각 측정된 전압값 정보, 임피던스값 정보, 전류값 정보, 온도값 정보를 분류하여 저장하게 되는것을 특징으로 한다.
예를 들어 설명하면, 상기 배터리부가 총 4개로 구성될 시, 각각 전지1, 전지2, 전지3, 전지4로 구성할 때, 각각의 전지에서 측정된 전압값정보를 V1, V2, V3, V4로 각각 저장하게 되는 것이고, 상기 임피던스값 정보를 R1, R2, R3, R4로 각각 저장하고, 상기 전류값 정보는 AMP1, AMP2, AMP3, AMP4로 각각 저장하게 되며, 상기 온도값 정보는 TEMP1, TEMP2, TEMP3, TEMP4로 각각 분류하여 저장하게 되는 것이다.
이는 각각의 배터리부마다 개별 관리가 가능하게 되는데, 이때 상기한 측정값을 각각 개별적으로 저장 관리함으로써, 어떠한 특정 배터리부에 문제가 발생하는 지를 좀 더 정확하게 확인할 수 있는 장점을 제공하게 된다.
또한, 상기 기준값정보저장부는 저장된 배터리상태정보를 이용하여 과전압, 과임피던스, 과전류, 과온도를 감지하도록 구성하게 되는데, 상기 기준값정보저장부는 상기 서술한 바와 같이 배터리상태정보를 각각 분류하여 저장하며, 추가적으로 이에 대하여 각각 안전 범위값, 위험 범위값을 설정하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 안전 범위값은 전압안전 범위값, 임피던스안전 범위값, 전류안전 범위값, 온도안전 범위값을 설정하게 되고, 상기 위험 범위값은 전압위험 범위값, 임피던스위험 범위값, 전류위험 범위값, 온도위험 범위값을 설정하게 되는 것이다.
예를 들어, 일반적으로 과전류를 측정하는 방식은 상기 전압값정보와 임피던스값정보를 이용하여 측정하게 된다.
즉, 전류는 전압을 저항값으로 나눈 값으로써, 상기 전압값 정보를 상기 임피던스값 정보로 나누면 전류값 정보를 획득하게 되는데, 이때, 상기 설정한 전류위험 범위값에 대하여 상기 전류값 정보가 상기 전류위험 범위값 내에 속할 시, 과전류가 감지되는 것이다.
또한, 상기 전압값 정보가 상기 전압위험 범위값에 속할 시, 과전압이 감지되고, 상기 임피던스값 정보가 상기 임피던스위험 범위값에 속할 경우에 과임피던스가 감지되고, 상기 온도값 정보가 상기 온도위험 범위값에 속할 시, 과온도가 감지되는 것이다.
한편, 마스터BMS(150)와 로컬BMS(250)는 정보를 표시하기 위한 디스플레이부;를 더 포함하여 구성할 수 있다.
이때, 상기 디스플레이부는 배터리 캐비넷에 구성되는 배터리부가 구성되는 개수에 따른 배터리상태정보를 각각 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 배터리 캐비넷에 배터리부가 총 4개로 구성될 시, 전지1, 전지2, 전지3, 전지4에 해당하는 각각의 전압값정보, 임피던스값정보, 전류값정보, 온도값정보를 표시하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 구성을 통해, 선박유피에스(UPS)에 이에스에스(Energy Storage System)를 접목한 유이에스(Uninterruptible Power Supply Energy Storage)에 개별 화재진압이 가능한 FFS(Fire Fighting System)를 구성함으로써, 유이에스(UES)에 사용되는 배터리에 화재가 발생할 경우에 개별적으로 FFS에서 소화약제가 방출되어 초기에 화재 진압이 가능한 효과를 제공하게 된다.
상기 서술한 내용 중 도면에 표시되지 않은 내용은 상기 서술된 내용을 바탕으로 당업자가 충분히 이해할 수 있는 내용으로 이하 도면에 표시되지 않아도 본 발명의 권리에 포함되어야 한다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 마스터UEFS
150 : 마스터BMS
200 : 로컬UEFS
250 : 로컬BMS

Claims (1)

  1. 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템에 있어서,
    마스터UEFS(100) 자체에서 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 마스터BMS(150)로 제공하며,
    각각의 로컬UEFS로부터 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 마스터BMS로 제공하며, 마스터UEFS 자체로부터 발생된 알람 정보와 각각의 로컬UEFS(200)에서 제공하여 획득된 알람 정보를 마스터BMS(150)로 제공하며, 각각의 로컬UEFS로 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 제공하며, 화재 발생시, 마스터FFS 및 주변에 위치한 각각의 로컬FFS로 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 송출하기 위한 마스터UEFS(100)와,

    로컬UEFS(200) 자체에서 측정된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보를 로컬BMS(250)로 제공하며,
    로컬UEFS 자체로부터 발생된 알람 정보를 로컬BMS(250)와 마스터UEFS(100)로 동시에 제공하며, 마스터UEFS로부터 제공된 배터리 전원 절체 혹은 차단 신호를 포함하는 비상 운전 제어 정보를 획득할 경우에 배터리 전원 절체 혹은 차단을 수행하며, 마스터UEFS로부터 제공된 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 획득할 경우에 로컬FFS로 소화약제 동작 신호를 제공하여 소화약제를 분사시키며, 경보 신호를 출력시키기 위한 적어도 2 개 이상 설치 구성되는 로컬UEFS(200)와,

    상기 마스터UEFS(100)로부터 제공된 비상 운전 제어 정보, 소화약제 방출 신호와 경보 신호를 각각의 로컬UEFS(200)로 제공하며, 각각의 로컬UEFS(200)에서 제공된 배터리 전압, 배터리 임피던스, 배터리 전류, 배터리 온도 정보 및 알람 정보를 마스터UEFS(100)로 제공하기 위한 파워게이트박스(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박유피에스에 이에스에스를 접목한 유이에스의 개별 화재 진압시스템.

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