KR102039851B1 - Energy management system using thermal image - Google Patents

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Abstract

An energy management system of the present invention comprises: a substrate; an input terminal for receiving input power; energy storage elements disposed on the substrate and storing the input power; an output terminal for supplying power stored in the energy storage elements to a load; a thermal imaging camera for photographing the energy storage elements disposed on the substrate and generating a thermal image according to temperature distribution; a control module for analyzing the thermal image to determine an overheating state of the energy storage elements and generating a control signal to block an electrical connection between the energy storage elements which are overheated over a predetermined range and the input and output terminals; and a switching module for blocking a connection between the overheated energy storage elements and the input and output terminals to correspond to the control signal of the control module, wherein the energy storage elements are coupled to the substrate to be replaceable.

Description

열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템{ENERGY MANAGEMENT SYSTEM USING THERMAL IMAGE}Energy management system using thermal imagery {ENERGY MANAGEMENT SYSTEM USING THERMAL IMAGE}

본 발명은 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 에너지 저장 소자의 열화상 이미지를 분석하여 전력 운용을 제어하는 에너지 관리 시스템이다.The present invention relates to an energy management system using a thermal image, and more particularly, to an energy management system that analyzes a thermal image of an energy storage device to control power operation.

열화상 카메라는 물체에서 방사하는 적외선을 비접촉으로 검출하여 각각 온도마다 색상을 구분하여 화상으로 표시하는 장치이다. 이러한 열화상 카메라는 최근 설비 정비 분야에서 설비의 과열상태를 진단하는 데에 많이 이용되고 있다. Thermal imaging cameras are devices that detect infrared rays emitted from an object in a non-contact manner, and display colors by distinguishing colors for each temperature. Such thermal imaging cameras are recently used in diagnosing overheating conditions of equipment in the field of facility maintenance.

송배전분야의 변압기, 개폐기, 애자, 피뢰기, COS(cut-out switch) 등의 각종 전력설비에서 환경적, 기계적, 열적, 전기적 열화 등 복합적인 원인으로 과열 현상이 발생할 수 있기 때문에, 작업자는 열화상 카메라를 이용하여 열화 상태의 주기적인 점검이 필요하다.In the power distribution system such as transformer, switchgear, insulator, lightning arrester, and cut-out switch (COS), overheating can occur due to complex reasons such as environmental, mechanical, thermal, and electrical deterioration. It is necessary to periodically check the deterioration state using the camera.

열화상 카메라를 이용한 전력설비 열화 진단법은 열화상 카메라로 전력설비에 대한 온도를 측정하고, 그 온도가 일정온도 이상일 경우 열화로 판단하는 방법이다. 하지만, 적외선 카메라에 의한 온도 측정은 주변 온도, 습도, 풍속, 물체의 방사율, 카메라의 포커싱, 물체와 거리에 따라 오차가 많이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 열화상 영상을 사람의 눈으로 직접 식별해서 문제를 판단해야 하는 번거로움이 있다.Power equipment deterioration diagnostic method using a thermal imaging camera is a method of measuring the temperature of the power equipment with a thermal imaging camera, and if the temperature is above a certain temperature is determined as deterioration. However, temperature measurement by infrared cameras can cause a lot of errors depending on the ambient temperature, humidity, wind speed, emissivity of the object, focusing of the camera, object and distance, as well as problem of directly identifying the thermal image with the human eye. There is a hassle to judge.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 별도로 관리자가 관리하지 않아도 전기 소자의 과열에 의한 화재, 폭발 등을 사전에 방지할 수 있는 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템을 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an energy management system using a thermal image that can be prevented in advance, such as fire, explosion due to overheating of the electrical element without a separate management.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 에너지 관리 시스템은, 기판과, 입력 전원을 공급받는 입력 단자와, 상기 기판 상에 배치되어 상기 입력 전원을 저장하는 에너지 저장 소자들과, 상기 에너지 저장 소자에 저장된 전력을 로드에 공급하는 출력 단자와, 상기 기판에 배치된 에너지 저장 소자들을 촬영하여 온도의 분포에 따른 열화상 이미지를 생성하는 열화상 카메라와, 상기 열화상 이미지를 분석하여 상기 에너지 저장 소자들의 과열 상태를 판단하고, 기설정된 범위를 넘어서서 과열된 에너지 저장 소자와 입력 및 출력 단자들 사이의 전기적 연결을 차단하기 위해 제어 신호를 생성하는 제어 모듈과, 상기 제어 모듈의 제어 신호에 대응하여 상기 과열된 에너지 저장 소자와 상기 입력 및 출력 단자들 사이의 연결을 차단하는 스위칭 모듈을 포함하고, 상기 에너지 저장 소자는 상기 기판에 교체 가능하게 결합된다.In order to achieve the above object, the energy management system of the present invention, a substrate, an input terminal supplied with input power, energy storage elements disposed on the substrate to store the input power, and the energy storage element An output terminal for supplying power stored in the load to the load, a thermal imaging camera for photographing energy storage elements disposed on the substrate to generate a thermal image according to a temperature distribution, and analyzing the thermal image to analyze the energy storage element. A control module configured to determine an overheating state of the control unit and to generate a control signal to cut off an electrical connection between the overheated energy storage element and the input and output terminals beyond a preset range, and in response to the control signal of the control module. Switching module for blocking the connection between the overheated energy storage element and the input and output terminals And also, the energy storage device is coupled to the substrate replacement.

실시 예에 따라, 상기 에너지 관리 시스템은, 상기 기판을 수납하는 하우징을 더 포함하며, 상기 열화상 카메라는 상기 기판을 바라보는 방향으로 상기 하우징에 고정되어 배치될 수 있다.According to an embodiment, the energy management system may further include a housing accommodating the substrate, and the thermal imaging camera may be fixed to the housing in a direction facing the substrate.

실시 예에 따라, 상기 제어 모듈은, 상기 열화상 이미지를 기설정된 기준에 따라 복수의 영역들으로 나누어 각 영역과 상기 에너지 저장 소자들 각각을 대응시킬 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the control module may divide the thermal image into a plurality of regions according to a predetermined reference to correspond to each region and each of the energy storage elements.

실시 예에 따라, 제어 모듈은, 상기 복수의 영역들 각각의 측정 온도와 영역별 기준온도와 비교하여 상기 에너지 저장 소자의 과열 상태를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the control module may determine an overheat state of the energy storage device by comparing the measured temperature of each of the plurality of regions and the reference temperature for each region.

실시 예에 따라, 상기 스위칭 모듈은, 상기 과열된 에너지 저장 소자와 상기 입력 및 출력 단자들 사이의 연결을 차단하고, 상기 입력 및 출력 단자들과 상기 기판 상에 배치된 예비 에너지 저장 소자를 전기적으로 연결할 수 있다.According to an embodiment, the switching module cuts off the connection between the overheated energy storage device and the input and output terminals, and electrically connects the input and output terminals and the preliminary energy storage device disposed on the substrate. Can connect

실시 예에 따라, 상기 에너지 저장 소자는 상기 기판의 결합홈에 탄성 결합되도록 리드선의 끝단에 걸림부가 돌출 형성될 수 있다.According to an embodiment, the energy storage device may have a locking portion protruding from an end of the lead wire to elastically couple to the coupling groove of the substrate.

본 발명의 실시 예에 따른 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템에 따르면, 별도로 사용자가 전기 소자의 과열 상태를 검사하지 않더라도, 자동으로 전기 소자의 과열 상태를 판단할 수 있고, 과열 상태로 판단된 전기 소자의 전기적 연결을 차단함으로써 폭발, 화재 등의 위험으로부터 미연에 방지할 수 있다.According to the energy management system using the thermal image according to an embodiment of the present invention, even if the user does not separately check the overheating state of the electrical element, it is possible to automatically determine the overheating state of the electrical element, By breaking the device's electrical connections, it is possible to prevent the risk of explosion or fire.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템의 도면이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 리드선 끝단에 걸림부가 돌출 형성된 에너지 저장 소자를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 기판에 에너지 저장 소자가 교체 가능하게 결합되는 모습을 도시한 도면이다.
1 is a diagram of an energy management system using a thermal image according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 and 3 are views for explaining an energy management method using a thermal image according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating an energy storage device in which a locking portion protrudes from an end of a lead wire according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a state in which an energy storage device is interchangeably coupled to a substrate according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시 예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below are merely to describe in detail enough to be able to easily carry out the invention by those skilled in the art, the scope of protection of the present invention is limited It does not mean. In describing the various embodiments of the present disclosure, the same reference numerals will be used to refer to elements having the same technical features.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템의 도면이다.1 is a diagram of an energy management system using a thermal image according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 관리 시스템(100)은 기판(SUB)과 기판(SUB) 상에 배치된 전기 소자들을 촬영하는 열화상 카메라(CA)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the energy management system 100 according to an embodiment of the present invention includes a substrate SUB and a thermal imaging camera CA for photographing electrical elements disposed on the substrate SUB.

기판(SUB)은 저항, 콘덴서, 집적회로 등의 전자 소자들을 전기적으로 연결할 수 있는 회로 패턴을 포함함 수 있으며, 하우징(HO) 내부의 일 측면에 고정된 상태로 배치될 수 있다. 예컨대, 기판(SUB)은 인쇄회로기판(printed circuit board)으로서 리지드 타입(rigid type) 또는 플렉서블 타입(flexible type)일 수 있다.The substrate SUB may include a circuit pattern for electrically connecting electronic elements such as a resistor, a capacitor, and an integrated circuit, and may be disposed in a fixed state on one side of the inside of the housing HO. For example, the substrate SUB may be a rigid type or a flexible type as a printed circuit board.

또한, 기판(SUB) 상에는 전기 소자들, 예컨대 입력 전원을 공급받는 입력 단자(IP), 입력 전원을 저장하는 에너지 저장 소자(CD), 에너지 저장 소자(CD)에 저장된 전력을 로드에 공급하는 출력 단자(OP), 및 접지 단자(GND)가 배치될 수 있다. In addition, on the substrate SUB, electrical elements, for example, an input terminal IP to receive input power, an energy storage element CD for storing the input power, and an output for supplying power stored in the energy storage element CD to the load. The terminal OP and the ground terminal GND may be disposed.

여기서, 에너지 저장 소자(CD)는 전력을 저장할 수 있는 일련의 소자를 의미한다. 예컨대, 에너지 저장 소자(CD)는 커패시터, 인덕터, 리튬이온전지(LiB), 나트륨황전지(NaS), 리독스흐름전지(RFB), 슈퍼커패시터, 플라이 휠 소자, 압축공기저장소자 중 어느 하나 일 수 있다. 다만, 에너지 저장 소자(CD)는 상술한 예시들로 한정되지 않으며, 에너지를 저장할 수 있는 모든 소자들을 의미할 수 있다.Here, the energy storage device CD refers to a series of devices capable of storing power. For example, the energy storage device (CD) is any one of a capacitor, an inductor, a lithium ion battery (LiB), a sodium sulfur battery (NaS), a redox flow battery (RFB), a supercapacitor, a flywheel device, and a compressed air storage device. Can be. However, the energy storage device CD is not limited to the above examples, and may mean all devices capable of storing energy.

열화상 카메라(CA)는 대상의 열을 추적하여 온도의 분포에 따른 열화상 이미지를 생성할 수 있다. 예컨대, 열화상 카메라(CA)는 적외선 카메라 또는 자외선-적외선 카메라 중 어느 하나일 수 있다.The thermal camera CA may generate a thermal image according to a temperature distribution by tracking a target heat. For example, the thermal imaging camera CA may be either an infrared camera or an ultraviolet-infrared camera.

열화상 카메라(CA)는 기판(SUB)을 바라보는 형태로 하우징(HO)에 고정될 수 있고, 기판(SUB)의 상면에 배치된 전기 소자들을 촬영하여 열화상 이미지를 생성할 수 있다. 열화상 카메라(CA)는 실시간 또는 기설정 주기마다 열화상 이미지를 생성할 수 있으며, 생성된 열화상 이미지를 제어 모듈(CM)에 제공할 수 있다.The thermal imaging camera CA may be fixed to the housing HO in a form of facing the substrate SUB, and may generate a thermal image by photographing electrical elements disposed on the upper surface of the substrate SUB. The thermal camera CA may generate a thermal image in real time or at a predetermined period, and may provide the generated thermal image to the control module CM.

한편, 본 실시 예에서는 열화상 카메라(CA)가 기판(SUB)과 수직한 방향으로 열화상 이미지를 촬영하는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 열화상 카메라(CA)는 기판(SUB)의 측면 또는 하면에 배치되어 기판(SUB)에 배치된 소자들에 대한 열화상 이미지를 생성할 수 있다. 이때, 열화상 카메라(CA)와 소자들 사이의 거리를 고려하기 위해 별도의 거리 감지 센서가 이용될 수 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the thermal imaging camera CA captures a thermal image in a direction perpendicular to the substrate SUB, but the present disclosure is not limited thereto. A thermal image of the devices disposed on the lower surface of the substrate SUB may be generated. In this case, a separate distance sensing sensor may be used to consider the distance between the thermal imaging camera CA and the elements.

기판(SUB)과 열화상 카메라(CA)는 하우징(HO)에 고정된 상태로 배치되어 있기 때문에 열화상 카메라(CA)가 복수의 열화상 이미지를 생성하더라도, 각 열화상 이미지에는 전기 소자들이 동일한 구도로 동일한 위치에 포함되게 된다.Since the substrate SUB and the thermal imaging camera CA are disposed in a fixed state in the housing HO, even if the thermal imaging camera CA generates a plurality of thermal imaging images, the electrical elements are the same in each thermal imaging image. The composition will be included in the same location.

제어 모듈(CM)은 열화상 카메라(CA)로부터 제공된 열화상 이미지를 분석하여 전기 소자들의 과열 상태를 판단할 수 있다.The control module CM may determine the overheat state of the electrical devices by analyzing the thermal image provided from the thermal camera CA.

먼저, 제어 모듈(CM)은 기설정된 조건에 따라 열화상 이미지를 복수의 이미지 영역들로 분할하고, 분할된 각 이미지 영역과 해당 영역에 배치된 전기 소자들과 대응시킬 수 있다. 열화상 이미지들에는 전기 소자들이 동일한 구도로 동일한 위치에 포함되기 때문에, 제어 모듈(CM)은 각 영역을 전기 소자에 고정적으로 대응시킬 수 있다.First, the control module CM may divide the thermal image into a plurality of image areas according to a predetermined condition, and correspond to each of the divided image areas and the electrical elements arranged in the corresponding area. Since the thermal elements include electric elements in the same position in the same composition, the control module CM can correspond to each region in a fixed manner.

그리고, 제어 모듈(CM)은 열화상 이미지의 색상에 따라 전기 소자들의 온도를 판단할 수 있다. 또한, 제어 모듈(CM)은 열화상 이미지에 포함된 복수의 영역들 각각의 온도를 개별적으로 판단하고, 판단된 온도를 기초로 해당 영역과 대응하는 전기 소자의 온도를 결정할 수 있다.In addition, the control module CM may determine the temperature of the electrical elements according to the color of the thermal image. In addition, the control module CM may individually determine temperatures of each of the regions included in the thermal image, and determine the temperatures of the electrical elements corresponding to the regions based on the determined temperatures.

예컨대, 제어 모듈(CM)이 열화상 이미지의 색상을 분석하여 제1 영역의 온도가 80℃로 판단된 경우, 제1 이미지 영역에 대응하는 위치에 배치된 에너지 저장 소자의 온도는 80℃로 결정된다.For example, when the control module CM analyzes the color of the thermal image and determines that the temperature of the first region is 80 ° C., the temperature of the energy storage element disposed at the position corresponding to the first image area is 80 ° C. do.

실시 예에 따라, 한 이미지 영역에 다수의 색상이 혼합되어 표시된 경우, 제어 모듈은 이미지 영역 내에 포함된 색상들을 분석하여 중 최고 온도와 최하 온도의 평균에 해당하는 온도로 이미지 영역의 온도를 결정할 수 있다.According to an embodiment, when a plurality of colors are mixed and displayed in one image area, the control module may analyze the colors included in the image area to determine the temperature of the image area at a temperature corresponding to an average of the highest and lowest temperatures among the images. have.

다른 실시 예에 따라, 한 이미지 영역에 다수의 색상이 혼합되어 표시된 경우, 제어 모듈은 이미지 영역 내에 가장 많은 비율로 포함된 색상의 온도를 해당 이미지 영역의 온도로 결정할 수 있다.According to another embodiment, when a plurality of colors are mixed and displayed in one image area, the control module may determine the temperature of the color included in the image area at the largest ratio as the temperature of the corresponding image area.

제어 모듈(CM)은 결정된 온도와 전기 소자별 기준온도를 비교하여 전기 소자의 과열상태를 결정할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 전기 소자들의 온도와 전기 소자별 기준 온도를 개별적으로 비교하여 기준 온도보다 높은 경우 해당 전기 소자를 과열 상태로 판단할 수 있다. The control module CM may determine the overheat state of the electric device by comparing the determined temperature with a reference temperature for each electric device. The control module CM may compare the temperature of the electric elements and the reference temperature for each electric element individually, and determine that the electric element is overheated when it is higher than the reference temperature.

전기 소자 종류Electric element type 기준 온도Reference temperature 콘덴서Condenser 75℃75 ℃ 퓨즈fuse 80℃80 ℃ 변압기Transformers 78℃78 ℃ 스위치 모듈Switch module 50℃50 ℃

예컨대, 표 1을 참조하면, 제어 모듈(CM)은 열화상 이미지의 각 영역과 콘덴서, 퓨즈, 변압기, 및 스위치를 대응한 후, 각 영역의 온도를 기초로 콘덴서, 퓨즈, 변압기, 및 스위치의 온도를 결정할 수 있다. 여기서, 콘덴서의 기준 온도는 75℃이고, 퓨즈의 기준온도는 80℃이고, 변압기의 기준온도는 78℃이고, 스위치 모듈의 기준 온도는 50℃이다.For example, referring to Table 1, the control module CM corresponds to each region of the thermal image and a capacitor, a fuse, a transformer, and a switch, and then, based on the temperature of each region, the control module CM The temperature can be determined. Here, the reference temperature of the capacitor is 75 ℃, the reference temperature of the fuse is 80 ℃, the reference temperature of the transformer is 78 ℃, the reference temperature of the switch module is 50 ℃.

만약, 제어 모듈(CM)이 열화상 이미지를 분석하여 기판(SUB)에 배치된 콘덴서의 온도를 75℃ 미만으로 결정한 경우, 상기 콘덴서는 정상 온도로 작동되는 것으로 판단될 수 있다. 하지만, 콘덴서의 온도가 75℃를 초과한 온도로 결정될 경우, 상기 콘덴서는 과열 상태에 있는 것으로 판단될 수 있다.If the control module CM analyzes the thermal image and determines the temperature of the condenser disposed on the substrate SUB to be less than 75 ° C., the condenser may be determined to operate at a normal temperature. However, when the temperature of the condenser is determined to be higher than 75 ° C., it may be determined that the condenser is in an overheated state.

한편, 표 1의 전기 소자의 종류에 따른 기준 온도는 본 발명의 설명의 편의를 위해 예시적으로 기재된 것뿐, 이에 한정되지 않으며 기준 온도의 값은 다양하게 변경될 수 있다.On the other hand, the reference temperature according to the type of the electric element of Table 1 is merely described by way of example for convenience of description of the invention, it is not limited to this value of the reference temperature may be variously changed.

제어 모듈(CM)은 열화상 이미지를 분석하여 과열 상태로 판단된 전기 소자와 다른 전기 소자들과의 연결을 차단하기 위해 제어 신호를 생성할 수 있다. 기판(SUB)에는 전기 소자들과 동일한 기능을 갖는 예비 전기 소자들이 배치되어 있기 때문에, 제어 모듈(CM)은 과열 상태로 판단된 전기 소자의 전기적 연결을 차단하고, 예비 전기 소자들에 전기적 연결을 활성화시킬 수 있다.The control module CM may generate a control signal by analyzing the thermal image to cut off the connection between the electric element determined to be overheated and other electric elements. Since the preliminary electric elements having the same function as the electric elements are disposed on the substrate SUB, the control module CM cuts off the electrical connection of the electric element that is determined to be overheated and makes electrical connections to the preliminary electric elements. Can be activated.

예컨대, 기판(SUB)에 배치된 에너지 저장 소자들 중 어느 한 소자가 과열 상태로 판단된 경우, 제어 모듈(CM)은 과열된 에너지 저장 소자(CD)의 전기적 연결을 차단하고, 예비 에너지 저장 소자의 전기적 연결을 활성화하는 제어 신호를 생성할 수 있다.For example, when it is determined that any one of the energy storage elements disposed on the substrate SUB is in an overheated state, the control module CM blocks the electrical connection of the overheated energy storage element CD, and the preliminary energy storage element. A control signal can be generated to activate the electrical connection of the.

스위칭 모듈(SW)은 제어 모듈로부터 제공된 제어 신호에 대응하여 과열 상태의 전기 소자의 전기적 연결을 차단하고, 예비 전기 소자의 전기적 연결을 활성화시킬 수 있다.The switching module SW cuts off the electrical connection of the electric element in the overheat state and activates the electrical connection of the preliminary electric element in response to a control signal provided from the control module.

예컨대, 스위칭 모듈(SW)이 제어 모듈(CM)로부터 제공된 제어 신호에 대응하여 과열 상태의 에너지 저장 소자(CD)의 전기적 연결을 차단하고 예비 에너지 저장 소자의 전기적 연결을 활성화시킬 수 있다.For example, the switching module SW may cut off the electrical connection of the energy storage element CD in the overheat state and activate the electrical connection of the preliminary energy storage element in response to a control signal provided from the control module CM.

도 2와 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 2 and 3 are views for explaining an energy management method using a thermal image according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 열화상 카메라(CA)가 기판(SUB)을 바라보는 촬영 화면이 도시되어 있다. 열화상 카메라(CA)는 기판(SUB)을 수직한 방향에서 고정되어 촬영할 수 있기 때문에, 열화상 이미지에 포함된 전기 소자들은 동일한 구도와 동일한 위치로 표시된다. Referring to FIG. 2, a photographing screen in which the thermal imaging camera CA faces the substrate SUB is illustrated. Since the thermal imaging camera CA can fix and photograph the substrate SUB in a vertical direction, the electrical elements included in the thermal imaging image are displayed at the same composition and the same position.

열화상 카메라(CA)는 미리 설정된 방식에 따라 열화상 이미지를 복수의 영역들로 구분할 수 있고, 각 영역의 온도는 전기소자의 온도로 결정될 수 있다.The thermal imaging camera CA may divide the thermal image into a plurality of regions according to a preset method, and the temperature of each region may be determined as the temperature of the electric element.

예컨대, 제1 내지 제4 영역들(AR1 내지 AR4)에서 판단된 온도는 제1 내지 제4 에너지 저장 소자들(CD1 내지 CD4)의 온도로 결정되고, 제5 영역(AR5)에서 판단된 온도는 입력 및 출력 단자들(IP 및 OP), 접지 단자(GND)를 포함하는 단자부의 온도로 결정되고, 제6 영역(AR6)에서 판단된 온도는 스위칭 모듈(SW)의 온도로 결정될 수 있다.For example, the temperature determined in the first to fourth regions AR1 to AR4 is determined as the temperature of the first to fourth energy storage elements CD1 to CD4, and the temperature determined in the fifth region AR5 is The temperature of the terminal unit including the input and output terminals IP and OP and the ground terminal GND may be determined, and the temperature determined in the sixth region AR6 may be determined as the temperature of the switching module SW.

도 3을 참조하면, 열화상 카메라(CA)에 의해 촬영된 기판(SUB)의 열화상 이미지(IM)가 도시되어 있다. 여기서, 제1 내지 제4 에너지 저장 소자들(CD1 내지 CD4) 중 제3 및 제4 에너지 저장 소자들(CD3 및 CD4)만 전기적으로 연결되어 전력을 저장하고, 제1 및 제2 에너지 저장 소자들(CD1 및 CD2)은 예비 에너지 저장 소자로 동작되는 것을 가정하여 설명한다.Referring to FIG. 3, a thermal image IM of a substrate SUB taken by a thermal imaging camera CA is illustrated. Here, only the third and fourth energy storage elements CD3 and CD4 of the first to fourth energy storage elements CD1 to CD4 may be electrically connected to store power, and the first and second energy storage elements may be used. CD1 and CD2 are assumed to be operated as a spare energy storage element.

제어 모듈(CM)은 열화상 이미지(IM)를 분석하여 제3 및 제4 에너지 저장 소자들(CD3 및 CD4)의 온도가 과열 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 에너지 저장 소자(CD)의 기준 온도가 75℃인 경우, 제어 모듈(CM)은 열화상 이미지(IM)를 분석하여 제3 에너지 저장 소자(CD3)의 온도를 60℃로 결정하고 제4 에너지 저장 소자(CD4)의 온도를 80℃로 결정할 수 있다. 따라서, 제어 모듈(CM)은 제3 에너지 저장 소자(CD3)를 정상 상태로 판단하지만, 제4 에너지 저장 소자(CD4)를 과열 상태로 판단할 수 있다.The control module CM may analyze the thermal image IM to determine whether the temperatures of the third and fourth energy storage elements CD3 and CD4 are in an overheated state. For example, when the reference temperature of the energy storage element CD is 75 ° C., the control module CM analyzes the thermal image IM to determine the temperature of the third energy storage element CD3 as 60 ° C. The temperature of the energy storage element CD4 may be determined to be 80 ° C. Therefore, the control module CM may determine the third energy storage element CD3 as a normal state, but may determine the fourth energy storage element CD4 as an overheated state.

이후, 제어 모듈(CM)은 제4 에너지 저장 소자(CD4)의 전기적 연결을 차단하고, 제1 에너지 저장 소자(CD1) 또는 제2 에너지 저장 소자(CD2)의 전기적 연결을 활성화시키기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. Thereafter, the control module CM blocks the electrical connection of the fourth energy storage element CD4 and provides a control signal for activating the electrical connection of the first energy storage element CD1 or the second energy storage element CD2. Can be generated.

스위칭 모듈(SW)은 제어 모듈(CM)로부터 제공된 제어 신호에 응답하여 제4 에너지 저장 소자(CD4)의 전기적 연결을 차단하고, 제1 에너지 저장 소자(CD1) 또는 제2 에너지 저장 소자(CD2)의 전기적 연결을 활성화시킬 수 있다.The switching module SW cuts off the electrical connection of the fourth energy storage element CD4 in response to a control signal provided from the control module CM, and switches the first energy storage element CD1 or the second energy storage element CD2. Can activate the electrical connection.

본 발명의 실시 예에 따른 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템(100)은, 별도로 사용자가 전기 소자의 과열 상태를 검사하지 않더라도, 자동으로 전기 소자의 과열 상태를 판단할 수 있고, 과열 상태로 판단된 전기 소자의 전기적 연결을 차단함으로써 폭발, 화재 등의 위험으로부터 미연에 방지할 수 있다.Energy management system 100 using a thermal image according to an embodiment of the present invention, even if the user does not separately check the overheat state of the electrical element, it is possible to automatically determine the overheat state of the electrical element, it is determined as the overheat state By cutting off the electrical connections of the used electrical components, it is possible to prevent the risk of explosion and fire.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 리드선 끝단에 걸림부가 돌출 형성된 에너지 저장 소자를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 기판에 에너지 저장 소자가 교체 가능하게 결합되는 모습을 도시한 도면이다. 4 is a view illustrating an energy storage device having a protrusion protruding from an end of a lead wire according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing that the energy storage device is interchangeably coupled to a substrate according to an exemplary embodiment of the present invention. One drawing.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 에너지 저장 소자(CD)의 과열 판정시 에너지 저장 소자(CD)를 쉽게 교체하여 기판(SUB)에 장착할 수 있다. Meanwhile, according to an exemplary embodiment of the present disclosure, when the overheating of the energy storage device CD is determined, the energy storage device CD may be easily replaced and mounted on the substrate SUB.

이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 에너지 저장 소자(CD) 하단의 리드선(10)이 각각 소정 간격 이격하여 서로 대향하는 한 쌍의 리드부재(11)를 포함하며, 각각의 리드부재(11) 하단에는 외측으로 걸림턱(13)을 갖는 걸림부(12)가 돌출 형성된다. 예컨대, 걸림부(12)는 하단으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 반 원추 형태로 형성될 수 있다.To this end, as shown in FIG. 4, the lead wires 10 of the lower end of the energy storage device CD each include a pair of lead members 11 facing each other at a predetermined interval, and each lead member 11 is provided. At the lower end, a locking part 12 having a locking step 13 is formed to protrude outward. For example, the locking portion 12 may be formed in the shape of a semi-cone that becomes narrower toward the bottom.

이 경우, 도 5의 왼쪽 그림에 도시된 바와 같이 기판(SUB)의 결합홈(20)에 각각 한 쌍의 리드부재(11)가 삽입되며, 이때 한 쌍의 리드부재(11)는 서로를 향해 탄성 변형되면서 오므려진다. In this case, as shown in the left figure of FIG. 5, a pair of lead members 11 are respectively inserted into the coupling grooves 20 of the substrate SUB, and the pair of lead members 11 face each other. It is retracted while elastically deformed.

리드부재(11)의 걸림부(12)가 기판(SUB)의 결합홈(20)을 관통하면 한 쌍의 리드부재(11)가 탄성복원력에 의해 외측으로 벌어지며, 이때 걸림부(12)의 걸림턱(13)이 기판(SUB)의 저면에 지지됨으로써, 기판(SUB)으로부터 에너지 저장 소자(CD)의 이탈이 방지된다.When the engaging portion 12 of the lead member 11 penetrates the coupling groove 20 of the substrate SUB, the pair of lead members 11 are opened to the outside by elastic restoring force, and at this time, The latching jaw 13 is supported on the bottom surface of the substrate SUB, thereby preventing the energy storage device CD from being separated from the substrate SUB.

한편, 에너지 저장 소자(CD)의 분리 시에는 기판(SUB)의 하부로 돌출된 한 쌍의 리드부재(11)를 결합홈(20)의 안쪽으로 오므려줌으로써, 과열 판정된 에너지 저장 소자(CD)를 기판(SUB)으로부터 쉽게 분리해낼 수 있다.On the other hand, when the energy storage device (CD) is separated, a pair of lead members (11) protruding under the substrate (SUB) is recessed into the coupling groove (20), thereby overheating the energy storage device (CD). ) Can be easily separated from the substrate SUB.

이상에서 본 발명의 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the embodiments of the present invention have been described above, it will be understood by those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the claims.

HO: 하우징
SUB: 기판
CA: 열화상 카메라
CD: 에너지 저장 소자
CM: 제어 모듈
SW: 스위칭 모듈
IP: 입력 단자
OP: 출력 단자
GND: 접지 단자
HO: housing
SUB: Substrate
CA: thermal imaging camera
CD: energy storage element
CM: control module
SW: switching module
IP: input terminal
OP: output terminal
GND: ground terminal

Claims (6)

하우징 내부의 일 측면에 고정된 상태로 배치되는 기판;
입력 전원을 공급받는 입력 단자;
상기 기판 상에 배치되어 상기 입력 전원을 저장하는 에너지 저장 소자들;
상기 에너지 저장 소자에 저장된 전력을 로드에 공급하는 출력 단자;
상기 기판을 바라보는 형태로 상기 하우징에 고정되어 배치되며, 상기 기판에 배치된 에너지 저장 소자들을 촬영하여 온도의 분포에 따른 열화상 이미지를 생성하며, 자외선/적외선 카메라로 구현되는 열화상 카메라;
상기 에너지 저장 소자들과 상기 열화상 카메라 사이의 거리를 감지하는 거리 감지 센서;
상기 감지한 거리를 고려해 상기 열화상 이미지를 분석하여 상기 에너지 저장 소자들 각각의 과열 상태를 판단하고, 기설정된 범위를 넘어서서 과열된 에너지 저장 소자와, 상기 입력 및 출력 단자 사이의 전기적 연결을 차단하기 위해 제어 신호를 생성하는 제어 모듈; 및
상기 제어 모듈의 제어 신호에 대응하여 상기 과열된 에너지 저장 소자와 상기 입력 및 출력 단자 사이의 연결을 차단하고, 상기 입력 및 출력 단자와 상기 기판 상에 배치된 예비 에너지 저장 소자를 전기적으로 연결하는 스위칭 모듈을 포함하고,
상기 에너지 저장 소자들은 상기 기판의 결합홈에 탄성 결합되도록 리드선의 끝단에 걸림부가 돌출 형성되어 상기 기판에 교체 가능하게 결합되고, 전기적 연결이 활성화되어 상기 입력 전원을 저장하는 제1 에너지 저장 소자와 전기적 연결이 차단되어 상기 입력 전원이 공급되지 않는 제2 에너지 저장 소자를 포함하고,
상기 제어 모듈은,
상기 열화상 이미지를 기설정된 기준에 따라 복수의 영역들로 나누고, 상기 복수의 영역들과 상기 제1 및 제2 에너지 저장 소자들을 개별적으로 대응시키고, 상기 복수의 영역들 각각에서 가장 많은 비율로 포함된 색상의 온도를 상기 복수의 영역들 각각에 대응하는 에너지 저장 소자의 온도로 결정하며,
상기 복수의 영역들 각각의 측정 온도와 영역별 기준온도와 비교하여 상기 제1 및 제2 에너지 저장 소자들의 과열 상태를 판단하고,
상기 제1 에너지 저장 소자에 대응하는 영역의 온도가 상기 기준 온도보다 높은 것으로 판단된 경우, 상기 제1 에너지 저장 소자의 전기적 연결을 차단하고 상기 제2 에너지 저장 소자의 전기적 연결을 활성화하여, 상기 제2 에너지 저장 소자에 상기 입력 전원을 공급하는 열화상 이미지를 이용한 에너지 관리 시스템.
A substrate disposed fixed to one side of the housing;
An input terminal receiving input power;
Energy storage elements disposed on the substrate to store the input power;
An output terminal for supplying power stored in the energy storage element to the load;
A thermal imaging camera which is fixedly disposed in the housing in a form of facing the substrate, photographs the energy storage elements disposed on the substrate, and generates a thermal image according to a temperature distribution, and is implemented as an ultraviolet / infrared camera;
A distance sensor for sensing a distance between the energy storage elements and the thermal imaging camera;
Analyzing the thermal image in consideration of the detected distance to determine an overheat state of each of the energy storage elements, and blocking an electrical connection between the energy storage element overheated above a predetermined range and the input and output terminals. A control module for generating a control signal; And
A switching to cut off the connection between the overheated energy storage element and the input and output terminals in response to a control signal of the control module and to electrically connect the input and output terminals to a preliminary energy storage element disposed on the substrate. Including modules,
The energy storage elements are protrudingly formed at the ends of the lead wires so as to be elastically coupled to the coupling grooves of the substrate so that the energy storage elements are electrically coupled to the substrate, and the electrical connection is activated to electrically store the input power. A second energy storage element which is disconnected so that the input power is not supplied;
The control module,
The thermal image is divided into a plurality of regions according to a predetermined criterion, and the plurality of regions and the first and second energy storage elements are individually corresponded to each other, and the largest portion is included in each of the plurality of regions. The temperature of the color is determined as the temperature of the energy storage element corresponding to each of the plurality of regions,
Determining an overheat state of the first and second energy storage elements by comparing the measured temperature of each of the plurality of regions and the reference temperature for each region,
When it is determined that the temperature of the region corresponding to the first energy storage device is higher than the reference temperature, the electrical connection of the first energy storage device is interrupted and the electrical connection of the second energy storage device is activated to activate the first energy storage device. 2 An energy management system using a thermal image that supplies the input power to an energy storage element.
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