KR102306750B1 - 화재시 동작 상태를 기록할 수 있는 ess 백업 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ESS 백업 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화재시 배터리와 BMS(Battery Management System, 배터리 관리 시스템)의 동작정보를 백업하여 기록함으로써 화재의 원인규명을 할 수 있고, 동작정보를 백업하는 데이터 백업장치로 화염이나 연기가 스며드는 것을 방지하여 화재시에도 장치의 소손없이 동작정보를 보존할 수 있는 ESS 백업 시스템에 관한 것이다.

Description

화재시 동작 상태를 기록할 수 있는 ESS 백업 시스템{ESS back-up system capable of recording operating data in case of fire}
본 발명은 ESS 백업 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화재시 배터리와 BMS(Battery Management System, 배터리 관리 시스템)의 동작정보를 백업하여 기록함으로써 화재의 원인규명을 할 수 있고, 동작정보를 백업하는 데이터 백업장치로 화염이나 연기가 스며드는 것을 방지하여 화재시에도 장치의 소손없이 동작정보를 보존할 수 있는 ESS 백업 시스템에 관한 것이다.
최근 신재생에너지와 스마트그리드 기술이 발전하면서 에너지 저장 시스템인 ESS(Energy Storage System) 시스템에 관심이 증가하고 있다.
ESS 백업 시스템은 원하는 시간에 전력 생산이 어려운 태양광, 풍력 등의 신재생에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있으므로 신재생에너지를 활용한 스마트 그리드에서 핵심 설비로 주목받고 있다.
우리나라는 2011년 지식경제부에서 ‘에너지저장 기술 개발 및 산업화 전략 K-ESS 2020’을 마련해 2020년까지 세계시장 점유율 30%를 목표로 총 6.4조 원 규모의 연구 개발 및 설비 투자를 추진하고 있다. 또한 신재생에너지 촉진법을 통해 2022년까지 신재생에너지 공급 의무자 비율을 10% 이상으로 확대하는 것을 발표하면서 ESS 백업 시스템의 중요성이 높아지고 있다.
한편, ESS 백업 시스템의 보급이 확대되면서, 다양한 원인에 의한 ESS 화재가 빈번하게 발생하고 있는데 2017년부터 2019년 5월까지 총 23차례의 ESS 화재사고가 발생하자 산업통상자원부는 '민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원회'를 꾸렸으며, 2019년 6월 11일 조사 결과를 공개했는데, ESS 화재 사고가 미흡한 안전기준과 관리 부실 등의 복합된 원인에서 비롯돼 결정적 원인과 책임자는 특정하기 어렵다고 밝혀 논란이 됐다.
이렇게 ESS 백업 시스템의 화재원인을 규명하는데 어려움을 겪는 이유는 ESS 백업 시스템을 구성하는 배터리나 BMS(Battery Management System)가 모두 소손되어 버려, 화재가 발생되기 전 동작 상태를 파악할 수 없기 때문이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 ESS 백업 시스템에 화재가 발생하더라도 화재 발생 전 배터리나 BMS의 동작 상태를 기록하여 화재의 원인을 규명할 수 있게 하는 ESS 백업 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 동작 상태를 기록하기 위한 데이터 기록장치가 화염이나 연기에 소손되지 않게 할 수 있는 ESS 백업 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배터리 및 BMS(Battery Management System, 배터리 관리 시스템)가 설치되는 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 시스템) 컨테이너; 및 상기 ESS 컨테이너 내부에 설치되며, 상기 배터리 및 상기 BMS로부터 동작상태를 전달받아 기록하는 데이터 백업장치;를 포함하고, 상기 데이터 백업장치는 상기 배터리 및 상기 BMS로와 전선을 통해 유선으로 연결되고, 상기 전선이 인입될 수 있는 전선 인입구가 타공되어 있으며, 상기 전선 인입구에는 화재시 소정 온도 이상으로 가열될 경우 발포하여 상기 전선 인입구를 틀어막는 발포성 내화재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 ESS 백업 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 ESS 컨테이너의 바닥에는 소형 함체가 설치되고, 상기 데이터 백업장치는 상기 소형 함체 내부에 구비되며, 상기 소형 함체에는 상기 전선을 상기 데이터 백업장치로 전달하기 위한 전선 전달구가 타공되어 있고, 상기 전선 전달구에는 화재시 소정 온도 이상으로 가열될 경우 발포하여 상기 전선 전달구를 틀어막는 발포성 내화재가 삽입된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 소형 함체의 바닥은 지면으로 개방되어 있고, 상기 데이터 백업장치는 소정 온도 이상에서 연소되는 가연성 체결부재에 의해 상기 소형 함체의 내부에 고정된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 가연성 체결부재가 연소되어 끊어질 경우, 상기 데이터 백업장치는 지면으로 자유낙하하여 상기 ESS 컨테이너에서 분리된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 ESS 컨테이너는 상기 배터리가 설치되는 배터리실과 상기 BMS가 설치되는 BMS실로 공간의 구획되고, 상기 소형 함체는 상기 BMS실의 바닥에 구비된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 ESS 백업 시스템에 의하면, 데이터 백업장치가 배터리와 BMS의 동작상태를 전달받아 저장할 수 있으므로 화재시 원인 규명을 위한 자료를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 ESS 백업 시스템에 의하면, 데이터 백업장치로 전선이 인입되는 전선 인입구에 발포성 내화재가 설치하여 화재시 부풀어 올라 전선 인입구를 완전히 틀어막게 함으로써 화염이나 연기가 데이터 백업장치 내부로 유입되는 것을 방지하여 내부의 전자기기가 소손되는 것을 막을 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 ESS 백업 시스템에 의하면, 화재가 지속될 때, 데이터 백업장치를 ESS 컨테이너의 하부로 완전히 이탈시켜 화염과 연기의 영향으로부터 분리할 수 있으므로 저장된 정보들을 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 백업 시스템을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 백업 시스템의 데이터 백업장치의 설치구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 백업 시스템에서 화재가 발생하였을 때, 데이터 백업장치가 보호되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 백업 시스템을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 백업 시스템(100)은 신재생에너지원에서 생산된 전력을 저장하고, 스마트그리드를 통해 계통으로 공급하거나 댁내의 부하로 공급해 줄 수 있는 장치이다.
또한, 상기 ESS 백업 시스템(100)은 ESS 컨테이너(110)와 데이터 백업장치(120)를 포함하여 이루어진다.
상기 ESS 컨테이너(110)는 신재생 에너지원에서 생산되는 전력을 저장하기 위한 배터리(111)와 상기 배터리(111)의 충방전 제어, 용량 및 수명 예측 등 관리를 수행하는 BMS(112, Battery Management System, 배터리 관리 시스템)가 구비된다.
또한, 상기 ESS 컨테이너(110)의 내부 공간은 상기 배터리(111)가 위치하는 배터리실(111a)과 상기 BMS(112)가 위치하는 BMS실(112a)로 구획된다.
상기 데이터 백업장치(120)는 상기 ESS 컨테이너(110) 내부에 구비되며, 상기 배터리(111) 및 상기 BMS(112)와 전선을 통해 유선으로 연결되며, 상기 배터리(111)와 상기 BMS(112)로부터 동작상태를 전달받아 기록한다.
즉, 상기 데이터 백업장치(120)는 일종의 블랙박스 역할을 한다.
또한, 상기 데이터 백업장치(120)에는 상기 전선이 내부로 인입될 수 있는 전선 인입구(도 2의 '121'참조)가 타공되며, 상기 전선 인입구(121)에는 발포성 내화재(도 2의 '121a' 참조)가 삽입된다.
또한, 상기 발포성 내화재(121a)는 소정 온도 이상으로 가열될 경우 발포되어 부풀어 오르고 상기 전선 인입구(121)를 틀어막아 화재시 연기나 화염이 상기 데이터 백업장치(120) 내부로 유입되는 것을 방지하여 상기 데이터 백업장치(120) 내부의 전자기기들이 소손되는 것을 방지한다.
즉, 본 발명의 ESS 백업 시스템(100)에 의하면, 화재시 상기 데이터 백업장치(120)로 화염이나 연기가 유입되지 않게 하여 소손을 방지할 수 있으므로 상기 배터리(111)와 상기 BMS(112)의 동작 정보를 안전하게 보호할 수 있다.
한편, 상기 ESS 컨테이너(110)의 내부 바닥면에는 상기 데이터 백업장치(120)를 내부에 수용하기 위한 소형 함체(130)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 소형 함체(130)는 화재시 화염이나 연기가 상기 데이터 백업장치(120)로 직접 전파되는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 상기 소형 함체(130)는 화재의 발생가능성이 상대적으로 낮은 상기 BMS실(112a)에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 소형 함체(130)에는 상기 데이터 백업장치(120)로 인입되는 전선(10)을 통과시켜주기 위한 전선 전달구(131)가 타공되어 있으며, 상기 전선 전달구(131)에도 발포성 내화재(131a)가 삽입되어 있다.
즉, 화재시 화염이나 연기가 상기 전선 전달구(131)의 발포성 내화재(131a)와 상기 데이터 백업장치(120)의 발포성 내화재(121a)에 의해 두 단계로 차단되어 상기 데이터 백업장치(120) 내부로 유입되는 것으로 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 소형 함체(130)의 바닥면은 지면으로 개방되어 있으며, 상기 데이터 백업장치(120)는 가연성 체결 부재(140)에 의해 상기 소형 함체(130) 내측에 고정된다.
또한, 상기 가연성 체결 부재(140)는 화재시 연소되어 끊어지며, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 데이터 백업장치(120)가 상기 소형 함체(130)의 개방된 하부(130a)를 통해 지면(G)으로 자유낙하하게 함으로써, 상기 ESS 컨테이너에서 완전히 분리되게 한다.
이는 화재시 상기 데이터 백업장치(120)를 연기나 화염이 발생하는 위치보다 더 낮은 위치로 이동시켜 최대한 연기나 화염의 영향을 받지 않게 하기 위함이다.
따라서, 본 발명의 ESS 백업 시스템(100)에 의하면, 화재 발생시 발포성 내화재(121a)를 이용하여 데이터 백업장치(120)로 유입되는 화염이나 연기를 막아 상기 데이터 백업장치(120)가 소손되는 것을 방지할 수 있고, 극단적으로는 상기 데이터 백업장치(120)를 ESS 컨테이너(110)의 하부로 이탈시켜 화염과 연기의 영향으로부터 분리할 수 있으므로 저장된 동작상태 정보들을 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:ESS 백업 시스템 110:ESS 컨테이너
111:배터리 112:BMS
120:데이터 백업장치 121:전선 인입구
121a,131a:발포성 내화재 130:소형 함체
140:가연성 체결부제

Claims (5)

  1. 배터리 및 BMS(Battery Management System, 배터리 관리 시스템)가 설치되는 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 시스템) 컨테이너; 및
    상기 ESS 컨테이너 내부에 설치되며, 상기 배터리 및 상기 BMS로부터 동작상태를 전달받아 기록하는 데이터 백업장치;를 포함하고,
    상기 ESS 컨테이너의 바닥에는 소형 함체가 설치되고, 상기 데이터 백업장치는 상기 소형 함체 내부에 구비되며,
    상기 소형 함체의 바닥은 지면으로 개방되어 있고, 상기 데이터 백업장치는 소정 온도 이상에서 연소되는 가연성 체결부재에 의해 상기 소형 함체의 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 ESS 백업 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 백업장치는 상기 배터리 및 상기 BMS와 전선을 통해 유선으로 연결되고,
    상기 전선이 인입될 수 있는 전선 인입구가 타공되어 있으며,
    상기 전선 인입구에는 화재시 소정 온도 이상으로 가열될 경우 발포하여 상기 전선 인입구를 틀어막는 발포성 내화재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 ESS 백업 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 백업장치는 상기 배터리 및 상기 BMS와 전선을 통해 유선으로 연결되고,
    상기 소형 함체에는 상기 전선을 상기 데이터 백업장치로 전달하기 위한 전선 전달구가 타공되어 있고, 상기 전선 전달구에는 화재시 소정 온도 이상으로 가열될 경우 발포하여 상기 전선 전달구를 틀어막는 발포성 내화재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 ESS 백업 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가연성 체결부재가 연소되어 끊어질 경우, 상기 데이터 백업장치는 지면으로 자유낙하하여 상기 ESS 컨테이너에서 분리되는 것을 특징으로 하는 ESS 백업 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 ESS 컨테이너는 상기 배터리가 설치되는 배터리실과 상기 BMS가 설치되는 BMS실로 공간의 구획되고,
    상기 소형 함체는 상기 BMS실의 바닥에 구비되는 것을 특징으로 하는 ESS 백업 시스템.
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