KR102531013B1 - 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법 - Google Patents
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Abstract
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법은, (a) 전기 모빌리티의 충전을 위한 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 쉬스층 내부에 전력 유닛 또는 통신 유닛을 포함한 각종 코어와 함께 소화약제 주입배관 및 배출배관을 구비하고, 상기 소화약제 주입배관 또는 배출배관 내부에 온도감지 센서, 연기감지 센서 또는 불꽃감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서 어셈블리를 배치하는 단계; (b) 전기 모빌리티의 충전을 위해 커넥터를 인렛에 끼워 접속함에 따라 상기 센서 어셈블리가 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구에 근접하여 위치되고, 배터리팩 내부에서 화재 발생 시 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구를 통해 배터리팩 외부로 노출되는 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나를 센서 어셈블리가 자동으로 감지하는 단계; (c) 상기 단계 b에서 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나가 감지되면 제어부는 즉시 경고등 또는 경고음에 의한 알람을 발생시키는 단계; (d) 상기 단계 c 이후에, 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 소화약제 주입배관을 통해 배터리팩 내부로 소화약제를 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기차 등의 전기 모빌리티 충전용 케이블에 온도, 연기 또는 불꽃을 감지할 수 있는 센서 어셈블리를 일체로 구비하고, 상기 전기 모빌리티의 배터리팩을 충전하는 중에 배터리팩 내부에서 화재 발생 시 센서 어셈블리가 이를 즉시 감지하여 배터리팩 내부로 소화약제를 주입하는 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법에 관한 것이다.
일반적으로 세계적인 환경 규제 강화와 에너지 절감 추세에 따라 세계각국에서는 친환경적인 자동차의 개발과 보급이 점차적으로 확산되고 있는 추세이다. 한편 전기자동차는 순수하게 외부에서 전기에너지를 충전한 배터리만으로 운행하는 순수 전기자동차(EV, Electric Vehicle), 엔진 및 모터를 사용하는 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 외부 전원으로부터 충전 가능한 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV, Plug-inHybrid Electric Vehicle) 등을 포함할 수 있다.
최근 우리나라에서도 정부의 환경 규제 강화로 인하여, 차량 제조업체는 고연비 및 CO2 배출량이 적은 EV(Electric Vehicle) 및 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등의 친환경 전기자동차량 개발에 박차를 가하고 있는 상황이며, 이러한 전기자동차의 보급에 따라 충전을 위한 충전소의 확충 및 충전용 케이블의 보급이 필요한 상황이다.
한편, 전기자동차를 충전하기 위한 충전소의 경우 충전스탠드에 연결된 전기차 충전용 케이블과 커넥터를 차량의 인렛(inlet)에 꽂아 연결함으로써 상기 인렛을 통해 전기적으로 연결된 전기차 내부의 배터리팩 충전이 시작된다.
이러한 전기자동차 충전 시스템에 이용되는 통상의 충전용 케이블은 충전용 전력 유닛 또는 통신 유닛 등 각종 코어들을 쉬스층이 전체적으로 감싼 형태로 이루어진다.
또한, 상기 충전용 케이블에 의해 충전되는 차량 내부의 배터리팩은 주로 리튬 이차전지를 이용하고 있으며, 이러한 리튬 이차전지를 겹겹이 쌓아 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결한 배터리 모듈을 외부 충격이나 방습을 위해 금속 재질의 케이스 내부에 수납한 형태로 구성된다.
그러나, 상기 리튬 이차전지를 이용한 배터리팩은 복수의 배터리 모듈이 열폭주에 의해 발화 내지 폭발할 가능성이 있으며, 이로 인해 인접한 이차전지로 열 또는 화염이 전달되어 2차 발화 내지 폭발이 일어날 경우에는 인명피해를 동반한 매우 심각한 상황을 초래할 수 있기 때문에 이러한 2차 발화 내지 폭발을 방지하기 위한 소화 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
일례로, 한국 공개특허 제2021-0017535호(명칭: ‘소화 유닛을 포함한 배터리 팩’, 이하 ‘선행특허’라 함)에는 배터리팩 내부에서 열폭주가 발생되는 경우 차량 내부에 탑재된 소화 탱크 등의 소화 유닛으로부터 배터리팩 내부로 소화약제를 자동으로 주입하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기 선행특허에 개시된 기술은 소화 탱크를 포함한 소화 유닛을 차량 내부의 배터리팩 주변에 항상 탑재하여야 하므로 상기 소화 유닛에 의해 차량의 중량이 증가될 뿐만 아니라, 상기 소화 유닛이 배터리팩의 점유공간을 상당 부분 차지하게 되므로 결국 차량의 연비 및 주행거리에 악영향을 미치는 문제점이 발생되었다.
뿐만 아니라, 소화 유닛의 오작동으로 인해 배터리팩 내부로 소화약제가 잘못 분사된 경우에는 주행 중인 차량이 정지되어 심각한 사고를 유발할 수 있으며, 또한 소화약제의 제거 및 배터리팩의 복구를 위해 배터리팩을 전면 교체해야 할 수도 있으므로 이로 인해 상당한 경제적 손실이 야기되는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) 한국 공개특허 제2020-022156호 (2020.10.27. 공개)
(특허문헌 2) 한국 공개특허 제2021-0017535호 (2021.02.17. 공개)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 전기차 등의 전기 모빌리티 충전용 케이블에 온도, 연기 또는 불꽃을 감지할 수 있는 센서 어셈블리를 일체로 구비하고, 상기 전기 모빌리티의 배터리팩을 충전하는 중에 배터리팩 내부에서 화재 발생 시 센서 어셈블리가 이를 즉시 감지하여 배터리팩 내부로 소화약제를 주입하는 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법은 일 실시예에 따라, (a) 전기 모빌리티의 충전을 위한 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 쉬스층 내부에 전력 유닛 또는 통신 유닛을 포함한 각종 코어와 함께 소화약제 주입배관 및 배출배관을 구비하고, 상기 소화약제 주입배관 또는 배출배관 내부에 온도감지 센서, 연기감지 센서 또는 불꽃감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서 어셈블리를 배치하는 단계; (b) 전기 모빌리티의 충전을 위해 커넥터를 인렛에 끼워 접속함에 따라 상기 센서 어셈블리가 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구에 근접하여 위치되고, 배터리팩 내부에서 화재 발생 시 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구를 통해 배터리팩 외부로 노출되는 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나를 센서 어셈블리가 자동으로 감지하는 단계; (c) 상기 단계 b에서 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나가 감지되면 제어부는 즉시 경고등 또는 경고음에 의한 알람을 발생시키는 단계; (d) 상기 단계 c 이후에, 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 소화약제 주입배관을 통해 배터리팩 내부로 소화약제를 주입하는 단계;를 포함하여 구성된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 c에서 알람의 발생과 동시에 전기 모빌리티 소유자 또는 사용자의 유무선 단말기에도 자동으로 알람을 송출한다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 c에서 알람의 발생과 동시에 충전 스테이션의 상황실 또는 인근 소방서에 자동으로 화재신고를 송출한다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 d에서 제어부에 의해 소화장치가 구동됨으로써 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 소화약제 주입배관을 통해 배터리팩 내부로 소화약제가 자동으로 주입된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 d에서 배터리팩 내부로 주입된 소화약제는 배터리팩 내부를 순환하면서 화재를 소화한 후 충전용 케이블의 소화약제 배출배관을 통해 배터리팩 외부로 배출된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 a에서 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구에는 이물질 차단필름이 더 구비되되, 상기 이물질 차단필름은 평소 배터리팩 내부로 이물질이 들어가지 않도록 차단하다가 배터리팩 내부의 온도가 일정 온도까지 상승하면 녹아내리면서 소화약제 주입구 및 배출구가 개방된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 b에서 배터리팩 내부에서 화재 발생 시 이물질 차단필름이 녹아내리면서 소화약제 주입구 및 배출구가 개방된 후 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구를 통해 배터리팩 외부로 노출되는 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나를 센서 어셈블리가 자동으로 감지한다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 단계 c에서 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나가 감지되면 제어부는 즉시 코어를 통한 충전용 전력공급을 차단한다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 소화약제 주입배관 또는 배출배관은 금속재 또는 실리콘을 포함한 내열성 재료로 이루어진다.
상술한 바와 같은 본 발명 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법은, 특히 전기차 등 전기 모빌리티의 충전 중에 빈번히 발생되는 배터리팩 화재 등 비상상황 발생 시 사용자가 전기 모빌리티의 충전용 케이블, 인렛 및 커넥터에 일체로 결합된 소화약제 주입배관을 통해 배터리팩 내부로 소화약제를 즉시 주입할 수 있으므로 배터리팩 화재를 발생 즉시 조기에 진화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 평소에 전기 모빌리티 내부에 소화 탱크를 비롯한 각종 소화 유닛을 탑재하지 않아도 되므로 전기차 등의 전기 모빌리티 하중이 대폭 경감됨과 함께 소화 유닛의 배제로 배터리팩의 탑재용량을 그만큼 더 증량할 수 있으므로 전기 모빌리티의 연비 및 주행거리가 현저히 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 단면도
도 2는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 확대도
도 3은 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 구성도
도 4는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블과 결합된 커넥터 바디부 및 배터리팩 접속부를 확대하여 보인 정면도
도 5는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블과 결합된 인렛 바디부를 확대하여 보인 (a)측면도 및 (b)정면도
도 6은 본 발명에 따른 충전스탠드의 일 실시예 구성 및 작동 관계를 보인 개략도
도 2는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 확대도
도 3은 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 구성도
도 4는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블과 결합된 커넥터 바디부 및 배터리팩 접속부를 확대하여 보인 정면도
도 5는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블과 결합된 인렛 바디부를 확대하여 보인 (a)측면도 및 (b)정면도
도 6은 본 발명에 따른 충전스탠드의 일 실시예 구성 및 작동 관계를 보인 개략도
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 내지 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자,단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 구성에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩의 요부 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블과 결합된 커넥터 바디부 및 배터리팩 접속부를 확대하여 보인 정면도이며, 도 5는 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블과 결합된 인렛 바디부를 확대하여 보인 (a)측면도 및 (b)정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 충전스탠드의 일 실시예 구성 및 작동 관계를 보인 개략도이다.
본 발명에서 정의하는 전기 모빌리티(E-mobility)의 범주에는 전기동력을 이용하여 개인이 생활교통과 물류배송 등을 목적으로 이용하는 전기차(EV), 전기스쿠터, 전기킥보드 등 충전용 배터리팩이 내장된 모든 형태의 개인형 이동수단을 포함한다.
먼저, 상기 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블(1000)은 일 실시예에 따라, 배터리팩(1400)의 충전을 위해 쉬스층(1010) 내부에 전력 유닛 또는 통신 유닛 등의 각종 코어(1020)를 포함한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에는 각종 코어(1020)와 별도로 소화약제 주입배관(1030)이 구비된다.
상기 소화약제 주입배관(1030)은 배터리팩(1400) 내부의 화재 등 비상상황 발생 시 전기 모빌리티 외부에 구비된 소화장치(1600, 도 3 및 도 6 참조)로부터 전기 모빌리티의 배터리팩(1400) 내부로 소화약제를 강제 주입하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에는 각종 코어(1020) 및 소화약제 주입배관(1030)과 별도로 소화액제 배출배관(1040)이 구비된다.
상기 소화약제 배출배관(1040)은 소화약제 주입배관(1030)으로부터 주입된 소화약제가 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 충전되면서 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 있던 공기와 소화약제가 배터리팩(1400) 외부로 밀려나오면서 순환 배출되는 기능을 수행한다.
이때, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 금속재 또는 실리콘을 포함한 내열성 재료로 이루어짐이 바람직하다. 예컨대, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 수백도 이상의 온도에서도 견딜 수 있는 경량의 알루미늄 합금재 배관이나 내열성 실리콘재 배관이 사용될 수 있다.
한편, 상기 도 3 및 도 5를 참조하면 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블과 결합된 인렛(1100)은 일 실시예에 따라, 배터리팩(1400)의 충전을 위해 쉬스층(1010) 내부에 전력 유닛 또는 통신 유닛을 포함한 각종 코어(1020)를 포함한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에 각종 코어(1020)와 별도로 소화약제 주입배관(1030)이 구비된다.
상기 소화약제 주입배관(1030)은 배터리팩(1400) 내부의 화재 등 비상상황 발생 시 전기 모빌리티 외부에 구비된 소화장치(1600, 도 3 및 도 6 참조)로부터 전기 모빌리티의 배터리팩(1400) 내부로 소화약제를 강제 주입하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에는 각종 코어(1020) 및 소화약제 주입배관(1030)과 별도로 소화액제 배출배관(1040)이 구비된다.
상기 소화약제 배출배관(1040)은 소화약제 주입배관(1030)으로부터 주입된 소화약제가 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 충전되면서 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 있던 공기와 소화약제가 배터리팩(1400) 외부로 밀려나오면서 순환 배출되는 기능을 수행한다.
이때, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 금속재 또는 실리콘을 포함한 내열성 재료로 이루어짐이 바람직하다.
예컨대, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 수백도 이상의 온도에서도 견딜 수 있는 경량의 알루미늄 합금재 배관이나 내열성 실리콘재 배관이 사용될 수 있다.
또한, 상술한 구성의 충전용 케이블(1000)과 결합된 상태로 전기 모빌리티의 외측에는 전기 모빌리티 충전을 위해 커넥터(1200, 도 3 및 도 4 참조)가 선택적으로 끼워져 접속되는 인렛 바디부(1110)가 구비된다.
이때, 상기 인렛 바디부(1110)의 일측에는 상기 충전용 케이블(1000)의 소화약제 주입배관(1030) 및 배출배관(1040)과 각각 연결되는 소화약제 주입구(1130) 및 배출구(1140)가 형성된다.
또한, 상기 소화약제 주입구(1130) 및 배출구(1140)의 배터리팩(1400) 반대쪽 일단에는 이물질 차단필름(1150)이 더 구비된다.
상기 이물질 차단필름(1150)은 일례로 투명 또는 유색의 접착필름 형태일 수 있으며, 상기 이물질 차단필름(1150)이 소화약제 주입구(1130) 및 배출구(1140)에 부착된 경우 평소 배터리팩(1400) 내부로 이물질이 들어가지 않도록 차단하게 된다.
이후, 배터리팩(1400) 내부의 온도가 일정 온도까지 상승된 경우, 즉 배터리팩 내부에 열폭주 또는 화재 발생 시 상기 배터리팩(1400) 내부에서 발생된 열기에 의해 상기 이물질 차단필름(1150)이 녹아내리면서 소화약제 주입구(1130) 및 배출구(1140)를 개방시키는 기능을 수행한다.
일 실시예에 따라, 상기 이물질 차단필름(1150)은 90도의 온도에서 녹아내릴 수 있도록 열가소성 핫멜트 필름이나 유기재료 필름 등이 이용될 수 있다.
상기 이물질 차단필름(1150)은 상술한 바와 같이 접착필름 형태로 소화약제 주입구(1130) 및 배출구(1140)를 커버하거나 다른 실시예로 캡(cap) 형태로 제조하여 상기 소화약제 주입구(1130) 및 배출구(1140)에 마개처럼 끼워 고정하는 등의 다양한 형태로 실시가능하다.
또한, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 금속재 또는 실리콘을 포함한 내열성 재료로 이루어짐이 바람직하다.
예컨대, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 수백도 이상의 온도에서도 견딜 수 있는 경량의 알루미늄 합금재 배관이나 내열성 실리콘재 배관이 사용될 수 있다.
한편, 상기 도 3 및 도 4를 참조하면 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블(1000)과 결합된 커넥터(1200)는 일 실시예에 따라, 배터리팩(1400)의 충전을 위해 쉬스층(1010) 내부에 전력 유닛 또는 통신 유닛을 포함한 각종 코어(1020)를 포함한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에 각종 코어(1020)와 별도로 소화약제 주입배관(1030)이 구비된다.
상기 소화약제 주입배관(1030)은 배터리팩(1400) 내부의 화재 등 비상상황 발생 시 전기 모빌리티 외부에 구비된 소화장치(1600, 도 3 및 도 6 참조)로부터 전기 모빌리티의 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부로 소화약제를 강제 주입하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에는 각종 코어(1020) 및 소화약제 주입배관(1030)과 별도로 소화액제 배출배관(1040)이 구비된다.
상기 소화약제 배출배관(1040)은 소화약제 주입배관(1030)으로부터 주입된 소화약제가 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 충전되면서 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 있던 공기와 소화약제가 배터리팩(1400) 외부로 밀려나오면서 순환 배출되는 기능을 수행한다.
또한, 상술한 구성의 충전용 케이블(1000)과 결합된 상태로 전기 모빌리티의 인렛(1100)에 접속되기 위한 커넥터 바디부(1210)가 구비된다.
이때, 상기 커넥터 바디부(1210)의 일측에는 상기 충전용 케이블(1000)의 소화약제 주입배관(1030) 및 배출배관(1040)과 각각 연결되는 소화약제 주입구(1230) 및 배출구(1240)가 형성된다.
또한, 상기 소화약제 주입구(1230) 및/또는 배출구(1240)에는 배터리팩(1400) 내부의 열폭주 또는 화재 발생에 따른 온도, 연기, 불꽃 등을 감지하기 위해 온도감지 센서, 연기감지 센서 또는 불꽃감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서 어셈블리(1500)가 구비된다.
일 실시예에 따라, 상기 온도감지 센서, 연기감지 센서 또는 불꽃감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서 어셈블리(1500)가 소화약제 주입구(1230) 및/또는 배출구(1240)에서 90도 이상의 고온 또는 연기나 불꽃 등의 이상신호를 감지하면 제어부(미도시)는 현장에서 즉시 경고등 또는 경고음에 의한 알람을 발생시킨다.
예컨대, 상기 센서 어셈블리(1500)의 온도감지 센서에 의해 감지된 온도가 90도를 상회하는 경우에 제어부(미도시)는 배터리팩(1400) 내부에 열폭주 또는 화재 등의 비상상황이 발생된 것으로 판단하고 즉시 알람을 발생시킨다.
예컨대, 상기 센서 어셈블리(1500)의 연기감지 센서 또는 불꽃감지 센서는 연기, 열기 또는 불꽃 등을 직접 촬영하여 감지하도록 열화상 카메라 등이 이용될 수 있다.
계속해서, 제어부(미도시)는 알람의 발생과 더불어 배터리팩(1400)의 충전을 자동으로 즉시 중지시킨 다음, 상기 비상상황의 발생을 유무선 통신을 통해 현장의 상황실 및/또는 인근 소방서 상황실로 즉시 자동으로 화재발생 및 발생위치를 포함한 화재신고를 즉시 송출한다.
이에 더해, 상기 알람의 발생 및 화재신고와 더불어 전기 모빌리티의 사용자 또는 소유자의 유무선 단말기로 전용 어플리케이션(또는 앱, App)으로도 배터리팩 열폭주 또는 화재 등 비상상황의 발생을 즉시 자동으로 알람 송출할 수 있다.
일례로, 상기 무선 통신을 통한 화재신고 및 전기 모빌리티의 사용자 또는 소유자의 유무선 단말기로 비상상황의 알람 송출은 무선 모뎀(1700, 도 6 참조)을 통해 이루어질 수 있다.
한편, 전기 모빌리티의 사용자 또는 소유자, 충전 중인 전기 모빌리티의 인근에 위치하고 있던 사람은 상술한 비상상황의 발생 시 알람 또는 육안을 통해 이를 확인한 후 즉시 커넥터 바디부(1210) 또는 충전스탠드(100) 등에 마련된 스위치(미도시)를 조작하여 소화장치(1600)를 가동시키고, 상기 소화장치(1600)가 가동됨에 따라 상기 충전용 케이블(1000)의 소화약제 주입배관(1030)을 통해 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부로 소화약제가 즉시 주입된다.
이어서, 상기 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부로 주입된 소화약제는 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에서 순환하면서 열폭주 또는 화재의 발화점을 소화시키고, 내부에 있던 공기와 함께 충전용 케이블(1000)의 소화약제 배출배관(1040)을 통해 배터리팩(1400) 외부로 배출된다.
상기 소화약제의 주입 및 배출 과정은 소화약제를 주입하고 있는 동안 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에서 소화약제가 순환하면서 연속적으로 이루어진다.
또한, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 금속재 또는 실리콘을 포함한 내열성 재료로 이루어짐이 바람직하다.
예컨대, 상기 소화약제 주입배관(1030) 또는 배출배관(1040)은 수백도 이상의 온도에서도 견딜 수 있는 경량의 알루미늄 합금재 배관이나 내열성 실리콘재 배관이 사용될 수 있다.
한편, 상기 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명에 따라 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블(1000)과 결합된 배터리팩(1400)은 일 실시예에 따라, 배터리팩(1400)의 충전을 위해 쉬스층(1010) 내부에 전력 유닛 또는 통신 유닛을 포함한 각종 코어(1020)를 포함한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에 각종 코어(1020)와 별도로 소화약제 주입배관(1030)이 구비된다.
상기 소화약제 주입배관(1030)은 배터리팩(1400) 내부의 화재 등 비상상황 발생 시 전기 모빌리티 외부에 구비된 소화장치(1600, 도 3 및 도 6 참조)로부터 전기 모빌리티의 배터리팩(1400) 내부로 소화약제를 강제 주입하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 쉬스층(1010) 내부에는 각종 코어(1020) 및 소화약제 주입배관(1030)과 별도로 소화액제 배출배관(1040)이 구비된다.
상기 소화약제 배출배관(1040)은 소화약제 주입배관(1030)으로부터 주입된 소화약제가 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 충전되면서 배터리팩(1400)의 케이스(1410) 내부에 있던 공기와 소화약제가 배터리팩(1400) 외부로 밀려나오면서 순환 배출되는 기능을 수행한다.
또한, 상술한 구성의 충전용 케이블(1000)의 일단에 형성된 배터리팩 접속부(1300)는 배터리팩 케이스(1410)와 기밀하게 결합된다.
즉, 상기 충전용 케이블(1000)의 각종 코어(1020)가 상기 배터리팩 접속부(1300)를 통해 배터리팩 케이스(1410) 내부의 이차전지 모듈들에 전기적으로 연결되고, 한편 상기 충전용 케이블(1000)의 소화약제 주입배관(1030) 및 배출배관(1040)은 각각 상기 배터리팩 접속부(1300)의 소화약제 주입구(1330) 및 배출구(1340)를 통해 금속재 케이스(1410)와 기밀하게 연결된다.
이때, 상기 배터리팩 접속부(1300)의 소화약제 주입구(1330) 및 배출구(1340)는 배터리팩 케이스(1410) 내부로 연장된다.
또한, 상기 소화약제 주입배관(1330) 또는 배출배관(1340)은 금속재 또는 실리콘을 포함한 내열성 재료로 이루어짐이 바람직하다.
예컨대, 상기 소화약제 주입배관(1330) 또는 배출배관(1340)은 수백도 이상의 온도에서도 견딜 수 있는 경량의 알루미늄 합금재 배관이나 내열성 실리콘재 배관이 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면 일 실시예에 따라, 충전장치(110), 제어부(미도시)와 소화장치(1600), 무선 모뎀(1700), 그리고 비상벨(미도시) 또는 화재신고장치(미도시) 등은 전기 모빌리티 충전을 위한 충전스탠드(100)에 통합하여 설치될 수 있으며, 다른 실시예로 상기 충전스탠드(100)와 인접하여 별도로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시스템 장애 시에는 실시간 장애 발생을 시스템 제조사로 자동으로 통보하는 기능이 추가될 수 있으며, 이를 통해 시스템의 신속한 유지관리가 가능하다.
아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.
100 : 충전스탠드 110 : 충전장치
1000 : 충전용 케이블 1010 : 쉬스층
1020 : 코어 1030 : 소화약제 주입배관
1040 : 소화약제 배출배관 1100 : 인렛(inlet)
1200 : 커넥터 1300 : 배터리팩 접속부
1130, 1230, 1330 : 소화약제 주입구 1140, 1240, 1340 : 소화약제 배출구
1400 : 배터리팩 1410 : (배터리팩) 케이스
1500 : 센서 어셈블리 1600 : 소화장치
1000 : 충전용 케이블 1010 : 쉬스층
1020 : 코어 1030 : 소화약제 주입배관
1040 : 소화약제 배출배관 1100 : 인렛(inlet)
1200 : 커넥터 1300 : 배터리팩 접속부
1130, 1230, 1330 : 소화약제 주입구 1140, 1240, 1340 : 소화약제 배출구
1400 : 배터리팩 1410 : (배터리팩) 케이스
1500 : 센서 어셈블리 1600 : 소화장치
Claims (9)
- (a) 전기 모빌리티의 충전을 위한 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 쉬스층 내부에 전력 유닛 또는 통신 유닛을 포함한 각종 코어와 함께 소화약제 주입배관 및 배출배관을 구비하고, 상기 소화약제 주입배관 또는 배출배관 내부에 온도감지 센서, 연기감지 센서 또는 불꽃감지 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서 어셈블리를 배치하는 단계;
(b) 전기 모빌리티의 충전을 위해 커넥터를 인렛에 끼워 접속함에 따라 상기 센서 어셈블리가 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구에 근접하여 위치되고, 배터리팩 내부에서 화재 발생 시 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구를 통해 배터리팩 외부로 노출되는 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나를 센서 어셈블리가 자동으로 감지하는 단계;
(c) 상기 단계 b에서 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나가 감지되면 제어부는 즉시 경고등 또는 경고음에 의한 알람을 발생시키는 단계;
(d) 상기 단계 c 이후에, 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 소화약제 주입배관을 통해 배터리팩 내부로 소화약제를 주입하는 단계;를 포함하며,
상기 단계 a에서 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구에는 이물질 차단필름이 더 구비되되, 상기 이물질 차단필름은 평소 배터리팩 내부로 이물질이 들어가지 않도록 차단하다가 배터리팩 내부의 온도가 일정 온도까지 상승하면 녹아내리면서 소화약제 주입구 및 배출구가 개방되는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단계 c에서 알람의 발생과 동시에 전기 모빌리티 소유자 또는 사용자의 유무선 단말기에도 자동으로 알람을 송출하는 것을 특징으로 하는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단계 c에서 알람의 발생과 동시에 충전 스테이션의 상황실 또는 인근 소방서에 자동으로 화재신고를 송출하는 것을 특징으로 하는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단계 d에서 제어부에 의해 소화장치가 구동됨으로써 인렛, 커넥터 및 배터리팩과 결합되는 충전용 케이블의 소화약제 주입배관을 통해 배터리팩 내부로 소화약제가 자동으로 주입되는 것을 특징으로 하는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단계 d에서 배터리팩 내부로 주입된 소화약제는 배터리팩 내부를 순환하면서 화재를 소화한 후 충전용 케이블의 소화약제 배출배관을 통해 배터리팩 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 단계 b에서 배터리팩 내부에서 화재 발생 시 이물질 차단필름이 녹아내리면서 소화약제 주입구 및 배출구가 개방된 후 인렛의 소화약제 주입구 또는 배출구를 통해 배터리팩 외부로 노출되는 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나를 센서 어셈블리가 자동으로 감지하는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단계 c에서 열기에 의한 이상온도, 연기 또는 불꽃 중 하나가 감지되면 제어부는 즉시 코어를 통한 충전용 전력공급을 차단하는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 소화약제 주입배관 또는 배출배관은 금속재 또는 실리콘을 포함한 내열성 재료로 이루어지는,
전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법.
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| KR1020220033102A KR102531013B1 (ko) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법 |
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