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배터리팩 화재 진압 시스템 및 방법

  • 기술번호 : KST2023006659
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 열차에 구비된 배터리팩의 내부공간으로 냉각 공기를 공급하여 배터리팩의 화재를 진압할 수 있는 배터리팩 화재 진압 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 화재 진압 시스템은, 배터리팩 화재 진압 시스템에 있어서, 배터리팩에 구비된 전지 셀의 온도를 측정하여 복수개의 전지 셀이 구비된 배터리팩의 화재 여부를 감지하는 적외선 센서 어레이가 구비된 온도센서; 상기 적외선 센서 어레이로 측정한 특정 전지 셀의 온도가 상기 온도센서에 구비된 제어장치에 기설정된 온도를 초과할 때 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 냉각 공기를 생성한 후 상기 배터리팩에 공급하는 냉각 공기 생성부; 및 상기 특정 전지 셀의 온도가 상기 기설정된 온도를 초과하여 상기 온도센서로부터 상기 적외선 센서 어레이의 식별 ID 및 측정시간을 수신할 때 상기 배터리팩에 화재가 발생한 것으로 판단하며, 상기 냉각 공기 생성부로부터 냉각 공기가 생성되도록 상기 냉각 공기 생성부에 제어신호를 송신하는 제어부;를 포함할 수 있다.
Int. CL H01M 10/6564 (2014.01.01) H01M 10/6572 (2014.01.01) H01M 10/613 (2014.01.01) H01M 10/63 (2014.01.01) H01M 10/48 (2021.01.01) H01M 10/42 (2014.01.01) A62C 3/16 (2006.01.01) A62C 31/00 (2006.01.01) H10N 10/13 (2023.01.01) H10N 10/17 (2023.01.01) G01J 5/00 (2022.01.01)
CPC H01M 10/6564(2013.01) H01M 10/6572(2013.01) H01M 10/613(2013.01) H01M 10/63(2013.01) H01M 10/486(2013.01) H01M 10/482(2013.01) H01M 10/4207(2013.01) A62C 3/16(2013.01) A62C 31/005(2013.01) H10N 10/13(2013.01) H10N 10/17(2013.01) G01J 5/0003(2013.01) H01M 10/4221(2013.01) H01M 2200/10(2013.01)
출원번호/일자 1020220157588 (2022.11.22)
출원인 한국철도기술연구원
등록번호/일자 10-2546372-0000 (2023.06.19)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20230626) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2022.11.22)
심사청구항수 9

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국철도기술연구원 대한민국 경기도 의왕시 철

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 윤성호 서울시 동대문구
2 김재철 경기도 안양시 동안구
3 채은경 경기 군포시
4 목재균 경기도 수원시 장안구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 아이퍼스 대한민국 서울특별시 강남구 선릉로 *** ,*층 (역삼동, 대운빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국철도기술연구원 경기도 의왕시 철
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2022.11.22 수리 (Accepted) 1-1-2022-1248534-94
2 [우선심사신청]심사청구서·우선심사신청서
2022.11.29 수리 (Accepted) 1-1-2022-1277267-77
3 [우선심사신청]선행기술조사의뢰서
[Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search
2022.11.30 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 [우선심사신청]선행기술조사보고서
[Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search
2022.12.02 수리 (Accepted) 9-1-2022-0018910-05
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2023.02.07 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2023-0130616-19
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2023.02.14 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2023-0170408-09
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2023.02.14 수리 (Accepted) 1-1-2023-0170407-53
8 등록결정서
Decision to grant
2023.06.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2023-0536131-88
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번호 청구항
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배터리팩 화재 진압 시스템에 있어서,배터리팩에 구비된 전지 셀의 온도를 측정하여 복수개의 전지 셀이 구비된 배터리팩의 화재 여부를 감지하는 적외선 센서 어레이가 구비된 온도센서;상기 적외선 센서 어레이로 측정한 특정 전지 셀의 온도가 상기 온도센서에 구비된 제어장치에 기설정된 온도를 초과할 때 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 냉각 공기를 생성한 후 상기 배터리팩에 공급하는 냉각 공기 생성부; 및상기 특정 전지 셀의 온도가 상기 기설정된 온도를 초과하여 상기 온도센서로부터 상기 적외선 센서 어레이의 식별 ID 및 측정시간을 수신할 때 상기 배터리팩에 화재가 발생한 것으로 판단하며, 상기 냉각 공기 생성부로부터 냉각 공기가 생성되도록 상기 냉각 공기 생성부에 제어신호를 송신하는 제어부;를 포함하고,상기 냉각 공기 생성부는,상기 냉각 공기를 생성하기 위한 볼텍스 튜브;를 포함하며,상기 볼텍스 튜브는,상기 냉각 공기인 저온공기를 생성하기 위한 와류형성부;를 포함하고,상기 와류형성부는,상온의 압축공기가 투입되도록 압축공기 투입부와 연결되며, 상기 상온의 압축공기가 투입될 때 내부공간에서 저온공기의 와류와 상기 저온공기의 와류를 둘러싸는 형태로 고온공기의 와류를 생성하고, 상기 고온공기를 외부로 배출시키기 위한 고온공기 배출부와 연결되는 와류형성부 하우징이 구비되고,상기 볼텍스 튜브는,상기 와류형성부 하우징에 내삽되며, 상기 와류형성부 하우징에서 생성된 저온공기를 상기 배터리팩으로 배출시키기 위한 저온공기 배출부를 향해 이동되도록, 공기유동구가 중심부에 형성되는 와류형성 링; 및상기 와류형성부 하우징의 내부공간을 이루는 내벽의 내측면에 형성된 나사산과 치합되도록 나사산이 외측에 구비되어 상기 와류형성부 하우징과 결합되며, 상기 공기유동구를 통과한 저온공기가 상기 배터리팩으로 배출되도록 상기 저온공기 배출부와 연통되는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 와류형성 링은,상기 공기유동구를 통과하는 저온공기의 와류에 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 유체를 포함시키기 위한 한 쌍의 유체노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 시스템
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제 4 항에 있어서,상기 한 쌍의 유체노즐은,상기 공기유동구와 연통되며, 각 한 쌍의 유체노즐이 서로 다른 유체를 상기 공기유동구에 투입시키기 위한 수단인 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 시스템
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배터리팩 화재 진압 시스템에 있어서,배터리팩에 구비된 전지 셀의 온도를 측정하여 복수개의 전지 셀이 구비된 배터리팩의 화재 여부를 감지하는 적외선 센서 어레이가 구비된 온도센서;상기 적외선 센서 어레이로 측정한 특정 전지 셀의 온도가 상기 온도센서에 구비된 제어장치에 기설정된 온도를 초과할 때 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 냉각 공기를 생성한 후 상기 배터리팩에 공급하는 냉각 공기 생성부; 및상기 특정 전지 셀의 온도가 상기 기설정된 온도를 초과하여 상기 온도센서로부터 상기 적외선 센서 어레이의 식별 ID 및 측정시간을 수신할 때 상기 배터리팩에 화재가 발생한 것으로 판단하며, 상기 냉각 공기 생성부로부터 냉각 공기가 생성되도록 상기 냉각 공기 생성부에 제어신호를 송신하는 제어부;를 포함하고,상기 냉각 공기 생성부는,상기 냉각 공기를 생성하기 위한 볼텍스 튜브;를 포함하며,상기 볼텍스 튜브는,상기 냉각 공기인 저온공기를 생성하기 위한 와류형성부;를 포함하고,상기 와류형성부는,상온의 압축공기가 투입되도록 압축공기 투입부와 연결되며, 상기 상온의 압축공기가 투입될 때 내부공간에서 저온공기의 와류와 상기 저온공기의 와류를 둘러싸는 형태로 고온공기의 와류를 생성하고, 상기 고온공기를 외부로 배출시키기 위한 고온공기 배출부와 연결되는 와류형성부 하우징이 구비되고,상기 볼텍스 튜브는,상기 압축공기 투입부로부터 3kg/cm2 이상의 상온 압축공기가 투입될 때 생성된 저온공기를 상기 배터리팩에 공급하여 상기 배터리팩의 화재를 진압하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 시스템
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배터리팩 화재 진압 시스템에 있어서,배터리팩에 구비된 전지 셀의 온도를 측정하여 복수개의 전지 셀이 구비된 배터리팩의 화재 여부를 감지하는 적외선 센서 어레이가 구비된 온도센서;상기 적외선 센서 어레이로 측정한 특정 전지 셀의 온도가 상기 온도센서에 구비된 제어장치에 기설정된 온도를 초과할 때 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 냉각 공기를 생성한 후 상기 배터리팩에 공급하는 냉각 공기 생성부; 및상기 특정 전지 셀의 온도가 상기 기설정된 온도를 초과하여 상기 온도센서로부터 상기 적외선 센서 어레이의 식별 ID 및 측정시간을 수신할 때 상기 배터리팩에 화재가 발생한 것으로 판단하며, 상기 냉각 공기 생성부로부터 냉각 공기가 생성되도록 상기 냉각 공기 생성부에 제어신호를 송신하는 제어부;를 포함하고,상기 냉각 공기 생성부는,상기 냉각 공기를 생성하기 위한 볼텍스 튜브;를 포함하며,상기 볼텍스 튜브는,상기 냉각 공기인 저온공기를 생성하기 위한 와류형성부;를 포함하고,상기 와류형성부는,상온의 압축공기가 투입되도록 압축공기 투입부와 연결되며, 상기 상온의 압축공기가 투입될 때 내부공간에서 저온공기의 와류와 상기 저온공기의 와류를 둘러싸는 형태로 고온공기의 와류를 생성하고, 상기 고온공기를 외부로 배출시키기 위한 고온공기 배출부와 연결되는 와류형성부 하우징이 구비되고,상기 볼텍스 튜브는,상기 배터리팩의 온도가 100 ℃ 이상일 때 또는 상기 배터리팩의 온도 상승 속도가 3~10 ℃/s 이상일 때 상기 배터리팩에 저온공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 시스템
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배터리팩 화재 진압 시스템에 있어서,배터리팩에 구비된 전지 셀의 온도를 측정하여 복수개의 전지 셀이 구비된 배터리팩의 화재 여부를 감지하는 적외선 센서 어레이가 구비된 온도센서;상기 적외선 센서 어레이로 측정한 특정 전지 셀의 온도가 상기 온도센서에 구비된 제어장치에 기설정된 온도를 초과할 때 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 냉각 공기를 생성한 후 상기 배터리팩에 공급하는 냉각 공기 생성부; 및상기 특정 전지 셀의 온도가 상기 기설정된 온도를 초과하여 상기 온도센서로부터 상기 적외선 센서 어레이의 식별 ID 및 측정시간을 수신할 때 상기 배터리팩에 화재가 발생한 것으로 판단하며, 상기 냉각 공기 생성부로부터 냉각 공기가 생성되도록 상기 냉각 공기 생성부에 제어신호를 송신하는 제어부;를 포함하고,상기 냉각 공기 생성부는,냉기를 생성하는 열전소자 모듈 및 상기 열전소자 모듈과 각각 결합되는 냉각기 및 방열기가 모듈화된 냉각 공기 생성장치이며,상기 열전소자 모듈은,교대로 배열되면서 직렬 접속된 N형 반도체 열전소자;와 P형 반도체 열전소자;상기 N형 및 P형 반도체 열전소자의 상부 표면에 부착되는 복수개의 상부전극연결판;상기 N형 및 P형 반도체 열전소자에 DC 전원을 공급하기 위하여, 상기 N형 및 P형 반도체 열전소자의 하부 표면에 부착되는 복수개의 하부전극연결판;상기 상부전극연결판의 상부와 결합되는 상부세라믹기판; 및상기 하부전극연결판의 하부와 결합되는 하부세라믹기판;을 포함하고,상기 냉각기는,상기 열전소자 모듈의 냉기를 통해 냉각되는 복수개의 전열판;상기 상부세라믹기판의 상부와 결합되며, 상기 복수개의 전열판이 착탈되도록 복수개의 하부 착탈홈이 형성되는 하판;상기 하판의 상면에 고정되면서 상부 및 하부가 개방되며, 외부 공기를 내부공간으로 유입시키기 위한 공기유입구와, 상기 복수개의 전열판이 외부 공기를 냉각시킴으로써 생성된 냉각 공기를 상기 배터리팩으로 유출시키기 위한 공기유출구와, 상기 전열판이 착탈되도록 복수개의 측부 착탈홈이 형성되는 프레임; 및상기 프레임의 상부에 결합되며, 상기 복수개의 전열판이 착탈되도록 복수개의 상부 착탈홈이 형성되는 상판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 시스템
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제 8 항에 있어서,상기 복수개의 전열판은,상기 냉각기상에서 사행(蛇行)상으로 배치된 상태로 상기 외부 공기와 열교환을 통해 냉각 공기를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 시스템
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배터리팩 화재 진압 방법에 있어서,a) 온도센서의 적외선 센서 어레이가 배터리팩에 구비된 전지 셀의 온도를 측정하여 복수개의 전지 셀이 구비된 배터리팩의 화재 여부를 감지하는 단계;b) 상기 온도센서에 구비된 제어장치가 상기 적외선 센서 어레이로 측정한 특정 전지 셀의 온도가 기설정된 온도를 초과하는지 판단하는 단계;c) 제어부가 상기 특정 전지 셀의 온도가 상기 기설정된 온도를 초과하여 상기 온도센서로부터 상기 적외선 센서 어레이의 식별 ID 및 측정시간을 수신할 때 상기 배터리팩에 화재가 발생한 것으로 판단하며, 냉각 공기 생성부로부터 냉각 공기가 생성되도록 상기 냉각 공기 생성부에 제어신호를 송신하는 단계; 및d) 상기 냉각 공기 생성부가 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 냉각 공기를 생성한 후 상기 배터리팩에 공급하는 단계;를 포함하고,상기 냉각 공기 생성부는,상기 냉각 공기를 생성하기 위한 볼텍스 튜브;를 포함하며,상기 볼텍스 튜브는,상기 냉각 공기인 저온공기를 생성하기 위한 와류형성부;를 포함하고,상기 와류형성부는,상온의 압축공기가 투입되도록 압축공기 투입부와 연결되며, 상기 상온의 압축공기가 투입될 때 내부공간에서 저온공기의 와류와 상기 저온공기의 와류를 둘러싸는 형태로 고온공기의 와류를 생성하고, 상기 고온공기를 외부로 배출시키기 위한 고온공기 배출부와 연결되는 와류형성부 하우징이 구비되고,상기 볼텍스 튜브는,상기 와류형성부 하우징에 내삽되며, 상기 와류형성부 하우징에서 생성된 저온공기를 상기 배터리팩으로 배출시키기 위한 저온공기 배출부를 향해 이동되도록, 공기유동구가 중심부에 형성되는 와류형성 링; 및상기 와류형성부 하우징의 내부공간을 이루는 내벽의 내측면에 형성된 나사산과 치합되도록 나사산이 외측에 구비되어 상기 와류형성부 하우징과 결합되며, 상기 공기유동구를 통과한 저온공기가 상기 배터리팩으로 배출되도록 상기 저온공기 배출부와 연통되는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 방법
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배터리팩 화재 진압 방법에 있어서,a) 온도센서의 적외선 센서 어레이가 배터리팩에 구비된 전지 셀의 온도를 측정하여 복수개의 전지 셀이 구비된 배터리팩의 화재 여부를 감지하는 단계;b) 상기 온도센서에 구비된 제어장치가 상기 적외선 센서 어레이로 측정한 특정 전지 셀의 온도가 기설정된 온도를 초과하는지 판단하는 단계;c) 제어부가 상기 특정 전지 셀의 온도가 상기 기설정된 온도를 초과하여 상기 온도센서로부터 상기 적외선 센서 어레이의 식별 ID 및 측정시간을 수신할 때 상기 배터리팩에 화재가 발생한 것으로 판단하며, 냉각 공기 생성부로부터 냉각 공기가 생성되도록 상기 냉각 공기 생성부에 제어신호를 송신하는 단계; 및d) 상기 냉각 공기 생성부가 상기 배터리팩의 화재를 진압하기 위한 냉각 공기를 생성한 후 상기 배터리팩에 공급하는 단계;를 포함하고,상기 냉각 공기 생성부는,냉기를 생성하는 열전소자 모듈 및 상기 열전소자 모듈과 각각 결합되는 냉각기 및 방열기가 모듈화된 냉각 공기 생성장치이며,상기 열전소자 모듈은,교대로 배열되면서 직렬 접속된 N형 반도체 열전소자;와 P형 반도체 열전소자;상기 N형 및 P형 반도체 열전소자의 상부 표면에 부착되는 복수개의 상부전극연결판;상기 N형 및 P형 반도체 열전소자에 DC 전원을 공급하기 위하여, 상기 N형 및 P형 반도체 열전소자의 하부 표면에 부착되는 복수개의 하부전극연결판;상기 상부전극연결판의 상부와 결합되는 상부세라믹기판; 및상기 하부전극연결판의 하부와 결합되는 하부세라믹기판;을 포함하고,상기 냉각기는,상기 열전소자 모듈의 냉기를 통해 냉각되는 복수개의 전열판;상기 상부세라믹기판의 상부와 결합되며, 상기 복수개의 전열판이 착탈되도록 복수개의 하부 착탈홈이 형성되는 하판;상기 하판의 상면에 고정되면서 상부 및 하부가 개방되며, 외부 공기를 내부공간으로 유입시키기 위한 공기유입구와, 상기 복수개의 전열판이 외부 공기를 냉각시킴으로써 생성된 냉각 공기를 상기 배터리팩으로 유출시키기 위한 공기유출구와, 상기 전열판이 착탈되도록 복수개의 측부 착탈홈이 형성되는 프레임; 및상기 프레임의 상부에 결합되며, 상기 복수개의 전열판이 착탈되도록 복수개의 상부 착탈홈이 형성되는 상판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 화재 진압 방법
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1 국토교통부 한국철도기술연구원 철도차량 및 용품 형식승인 기술기준 고도화 개발 신기술·신공법 대응 철도 형식승인 기술기준 개발 및 검증체계 고도화