KR102326331B1 - panel type multi temperature measuring device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 저장장치 등의 다단 모듈에 적용되는 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치는 다수의 배터리 모듈이 구비되는 에너지 저장 장치; 상기 각 배터리 모듈에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit); 상기 각 온도 감지 패널 유닛에 구부러지는 형태로 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 상기 광섬유 케이블의 양단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a panel-type multi-stage temperature measuring device, and more particularly, to a panel-type multi-stage temperature measuring device applied to a multi-stage module such as a battery storage device.
A panel-type multi-stage temperature measuring device according to an embodiment of the present invention includes an energy storage device provided with a plurality of battery modules; a plurality of temperature sensing panel units provided adjacent to each of the battery modules; an optical fiber cable inserted and installed in a bent form in each of the temperature sensing panel units; and a controller connected to both ends of the optical fiber cable to measure temperature.

Description

패널형 다단 온도측정 장치{panel type multi temperature measuring device}Panel type multi temperature measuring device

본 발명은 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 저장장치 등의 다단 모듈에 적용되는 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a panel-type multi-stage temperature measuring device, and more particularly, to a panel-type multi-stage temperature measuring device applied to a multi-stage module such as a battery storage device.

일반적으로 에너지 저장 장치(ESS: Energy Storage System)는 물리적 매체를 이용하여 에너지를 저장하는 장치를 말한다. 에너지 저장은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장 방식과 화학적 에너지 저장 방식으로 구분할 수 있다. 대표적인 물리적 에너지 저장으로는 양수 발전(pumping-up power generation, 揚水發電)과 압축공기 저장, 플라이휠(flywheel) 등을 들 수 있으며, 화학적 에너지 저장으로는 주로 배터리를 이용한 저장으로 리튬이온배터리, 납축전지, 나트륨 황(NaS) 전지 등이 있다. 여기서, 배터리 형식의 ESS를 BESS(Battery Energy Storage System)라고 하며, 일반적으로 ESS라고 하면 BESS를 말한다. In general, an energy storage system (ESS) refers to a device that stores energy using a physical medium. Energy storage can be largely divided into a physical energy storage method and a chemical energy storage method according to the storage method. Representative physical energy storage includes pumping-up power generation, compressed air storage, and flywheel. , and sodium sulfur (NaS) batteries. Here, the battery type ESS is referred to as a BESS (Battery Energy Storage System), and the ESS generally refers to the BESS.

배터리를 이용한 에너지 저장 장치는 열이 많이 발생하므로 화재가 발생하지 않도록 열 관리를 하는 것이 중요하다. 이를 위해 에너지 저장 장치에는 내부에 온도 센서가 구비되는 것이 보통이다.Energy storage devices using batteries generate a lot of heat, so it is important to manage heat to prevent fires. For this purpose, the energy storage device is usually provided with a temperature sensor therein.

종래기술에 따른 에너지 저장 장치(ESS)를 참조하기로 한다. 배터리를 이용한 에너지 저장 장치는 보통 셀(cell), 모듈(moduled), 랙(rack) 단위로 구성되어 있다. 배터리를 이용한 에너지 저장 장치에 대한 인증은 랙 단위로 구성된다. 배터리를 이용한 에너지 저장 장치는 랙(1) 형태로 형성된다. 랙(1)은 빔(beam) 등의 구조물에 배터리 모듈(2)이 다단으로 적층된 형태로 구성된다. 여기서, 각 배터리 모듈(2)은 다수 개의 배터리 셀(미도시)의 조합으로 구성된다. 이때, 각 배터리 모듈(2)의 내부에는 자체적으로 온도 측정을 위한 온도 센서(미도시)가 구비되는 것이 보통이다.Reference will be made to an energy storage device (ESS) according to the prior art. An energy storage device using a battery is usually composed of a cell, a module, and a rack unit. Certification for energy storage devices using batteries is configured in units of racks. The energy storage device using the battery is formed in the form of a rack (1). The rack 1 is configured in a form in which the battery module 2 is stacked in multiple stages on a structure such as a beam. Here, each battery module 2 is composed of a combination of a plurality of battery cells (not shown). At this time, it is common that a temperature sensor (not shown) for self-temperature measurement is provided inside each battery module 2 .

그런데, 이러한 온도 센서가 고장나는 경우에는 배터리 모듈(2)의 온도 측정이 불가하게 된다. 또한, 온도 센서가 배터리 모듈(2) 내부에 구비되어 있으므로 인접한 배터리 모듈(2) 사이의 온도 측정도 가능하지 않다. 즉, 배터리 모듈(2) 주변의 온도 측정이 이루어지지 않으므로 랙(1)에 대한 온도 관리가 이루어지지 않고 있다.However, when the temperature sensor fails, the temperature measurement of the battery module 2 becomes impossible. In addition, since the temperature sensor is provided inside the battery module 2 , it is not possible to measure the temperature between adjacent battery modules 2 . That is, since the temperature measurement around the battery module (2) is not made, the temperature management for the rack (1) is not made.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 다단형 에너지 저장 장치의 배터리 모듈 주변의 온도 측정을 통해 에너지 저장 장치의 열을 관리하기 위한 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to manage the heat of the energy storage device by measuring the temperature around the battery module of the multi-stage energy storage device.

본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치는 다수의 배터리 모듈이 구비되는 에너지 저장 장치; 상기 각 배터리 모듈에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit); 상기 각 온도 감지 패널 유닛에 구부러지는 형태로 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 상기 광섬유 케이블의 양단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.A panel-type multi-stage temperature measuring device according to an embodiment of the present invention includes an energy storage device provided with a plurality of battery modules; a plurality of temperature sensing panel units provided adjacent to each of the battery modules; an optical fiber cable inserted and installed in a bent form in each of the temperature sensing panel units; and a controller connected to both ends of the optical fiber cable to measure temperature.

여기서, 상기 온도 감지 패널 유닛은 상부 패널 부재와 하부 패널 부재를 포함하고 상기 광섬유 케이블이 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.Here, the temperature sensing panel unit includes an upper panel member and a lower panel member, and the optical fiber cable is inserted and installed between the upper panel member and the lower panel member.

또한, 상기 광섬유 케이블의 양단에 각각 결합되어 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재의 외부에 노출되는 접속재를 더 포함한다.In addition, it further includes a connection member coupled to both ends of the optical fiber cable and exposed to the outside of the upper panel member and the lower panel member.

또한, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재는 각각 박판 또는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the upper panel member and the lower panel member is formed of a thin plate or a film.

또한, 상기 상부 패널 부재 또는 하부 패널 부재에는 상기 광섬유 케이블이 삽입 설치될 수 있는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈은 직선부 또는 곡선부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, an insertion groove into which the optical fiber cable can be inserted is formed in the upper panel member or the lower panel member, and the insertion groove includes a straight part or a curved part.

또한, 상기 곡선부의 곡률 반경은 상기 광섬유 케이블의 지름의 20배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the radius of curvature of the curved portion is characterized in that formed to be more than 20 times the diameter of the optical fiber cable.

또한, 상기 제어부와 접속재 사이 또는 인접한 상기 배터리 모듈 간의 상기 접속재를 연결하기 위한 연결 케이블을 더 포함한다.In addition, a connection cable for connecting the connecting material between the control unit and the connecting material or between the adjacent battery modules is further included.

또한, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재에는 장착판 설치부가 홈으로 형성되고, 상기 장착판 설치부에 삽입되는 장착판을 더 포함한다.In addition, the upper panel member and the lower panel member may further include a mounting plate having a mounting plate mounting portion formed as a groove and inserted into the mounting plate mounting unit.

또한, 상기 장착판에는 원주면을 따라 상기 광섬유 케이블이 말아지는 형태로 설치되도록 배선홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the mounting plate is characterized in that the wiring groove is formed along the circumferential surface so that the optical fiber cable is installed in a rolled shape.

그리고, 상기 배터리 모듈에는 다수의 구역이 설정되고, 상기 광섬유 케이블에는 상기 접속재를 기준으로 하여 소정 거리에 따라 측정점이 설정되는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of zones are set in the battery module, and a measurement point is set in the optical fiber cable according to a predetermined distance based on the connection material.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 온도 측정 장치에 의하면 배터리 모듈마다 구비되는 온도 감지 패널 유닛에 의해 에너지 저장 장치의 온도를 용이하게 측정하고 열 관리를 할 수 있다.According to the multi-stage temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, the temperature of the energy storage device can be easily measured and thermal management can be performed by the temperature sensing panel unit provided for each battery module.

온도 감지 패널 유닛은 면(sheet, plane) 단위로 측정되어 배터리 모듈 사이에 발생하는 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.The temperature sensing panel unit is measured in a sheet, plane unit, so that the temperature generated between the battery modules can be effectively managed.

온도 감지 패널 유닛은 상호 밀착 접합되는 필름(상부,하부 패널) 사이에 삽입 포설되는 광섬유 케이블에 의해 측정되므로 계측의 정밀도가 높고, 거리를 통해 측정 위치로 환산할 수 있어 측정점에 대한 배치 및 관리가 용이하다.Since the temperature sensing panel unit is measured by a fiber optic cable inserted and laid between films (upper and lower panels) that are closely bonded to each other, the precision of measurement is high, and it can be converted to a measuring position through distance, making it easier to arrange and manage the measuring point. Easy.

광섬유 케이블은 소정의 면적을 갖는 필름면에 배치되므로 계측 작용에 필요한 곡률 반경을 확보할 수 있다.Since the optical fiber cable is disposed on a film surface having a predetermined area, a radius of curvature required for the measurement operation can be secured.

광섬유 케이블은 필름면에 형성(배치)되는 설치홈 또는 장착판에 설치되므로 표준화된 온도 측정 위치 분포를 구성할 수 있으므로 온도 관리가 효율적이다.Since the fiber optic cable is installed in an installation groove or a mounting plate formed (placed) on the film surface, a standardized temperature measurement position distribution can be configured, so temperature management is efficient.

상부, 하부 패널은 단열 / 비단열 필름을 이용하여 일방향을 확보할 수 있으므로 온도 측정의 방향성을 확보할 수 있다.Since the upper and lower panels can secure one direction by using an insulating / non-insulating film, the directionality of temperature measurement can be secured.

각 온도 감지 패널 유닛마다 구비되는 접속재(Connector)를 기준으로 온도 측정이 가능하므로 배터리 모듈 사이의 간격이 다르더라도 배터리 모듈 상부면의 동일한 지점을 측정할 수 있다. Since the temperature can be measured based on a connector provided for each temperature sensing panel unit, the same point on the upper surface of the battery module can be measured even if the distance between the battery modules is different.

에너지 저장 장치의 각 배터리 모듈에 온도 감지 패널 유닛 단위로 설치가 되므로 설치가 용이하다. Since it is installed in units of temperature sensing panel units in each battery module of the energy storage device, installation is easy.

도 1은 종래기술에 따른 에너지 저장장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도 측정 장치가 구비된 에너지 저장 장치의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에서 온도 감지 패널 유닛의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 5는 도 2에서 배터리 모듈의 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치에 적용되는 온도 감지 패널 유닛의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 8은 도 6에서 상부 패널 부재와 장착판이 제거된 상태의 상면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치에 적용되는 하부 패널의 사시도이다.1 is a perspective view of an energy storage device according to the prior art.
2 is a perspective view of an energy storage device provided with a panel-type multi-stage temperature measuring device according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are a perspective view and an exploded perspective view of the temperature sensing panel unit in FIG. 2 .
5 is a perspective view of the battery module in FIG. 2 .
6 and 7 are a perspective view and an exploded perspective view of a temperature sensing panel unit applied to a panel type multi-stage temperature measuring device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a top view of a state in which the upper panel member and the mounting plate are removed from FIG. 6 .
9 is a perspective view of a lower panel applied to a panel-type multi-stage temperature measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, which is intended to be described in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out the invention, thereby It does not mean that the technical spirit and scope of the invention are limited.

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.A panel-type multi-stage temperature measuring device according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치는 다수의 배터리 모듈(20)이 구비되는 에너지 저장 장치(10); 상기 각 배터리 모듈(20)에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit)(30); 상기 각 온도 감지 패널 유닛(30)에 삽입설치되는 광케이블(40); 상기 광케이블(40)의 양단이 연결되어 온도를 측정하는 제어부(60);를 포함하여 구성된다.A panel-type multi-stage temperature measuring device according to an embodiment of the present invention includes an energy storage device 10 provided with a plurality of battery modules 20; a plurality of temperature sensing panel units (30) provided adjacent to each of the battery modules (20); an optical cable 40 inserted and installed in each of the temperature sensing panel units 30; Both ends of the optical cable 40 are connected to the control unit 60 for measuring the temperature; is configured to include.

에너지 저장 장치(10)가 마련된다. 에너지 저장 장치(10)는 다수의 배터리 모듈(20)이 다단으로 설치될 수 있도록 랙(11) 형태로 구성될 수 있다. 랙(11)은 상판과 하판 및 상기 상판과 하판 사이에 연결되어 지지하는 프레임으로 구성될 수 있다. 랙(11)에는 다수의 배터리 모듈(20)이 다단으로 설치된다. An energy storage device 10 is provided. The energy storage device 10 may be configured in the form of a rack 11 so that a plurality of battery modules 20 can be installed in multiple stages. The rack 11 may be composed of an upper plate and a lower plate and a frame connected and supported between the upper plate and the lower plate. A plurality of battery modules 20 are installed in multiple stages in the rack 11 .

도 2에 에너지 저장 장치(10)가 도시되어 있다. 에너지 저장 장치(10)는 전술한 바와 같이 랙 형태로 구성된다. An energy storage device 10 is shown in FIG. 2 . The energy storage device 10 is configured in the form of a rack as described above.

상기 랙(11)에는 각 배터리 모듈(20)이 설치되고 지지될 수 있도록 받침 플레이트(12)가 다수개 구비된다. A plurality of support plates 12 are provided in the rack 11 so that each battery module 20 can be installed and supported.

또한, 랙(11)에는 온도 감지 패널 유닛(30)을 설치할 수 있도록 지지 플레이트(13)가 마련된다. 지지 플레이트(13)는 각 배터리 모듈(20)의 상부 또는 하부에 마련될 수 있다. 이에 따라, 온도 감지 패널 유닛(30)은 배터리 모듈(20)과 지지 플레이트(13) 사이에 삽입 설치될 수 있다.In addition, the rack 11 is provided with a support plate 13 so that the temperature sensing panel unit 30 can be installed. The support plate 13 may be provided above or below each battery module 20 . Accordingly, the temperature sensing panel unit 30 may be inserted and installed between the battery module 20 and the support plate 13 .

도 3에 온도 감지 패널 유닛(30)이 도시되어 있다. 배터리 모듈(20)과 인접한 배터리 모듈(20) 사이의 온도를 측정하기 위하여 온도 감지 패널 유닛(30)이 마련된다. 온도 감지 패널 유닛(30)은 각 배터리 모듈(20)의 일면(예를 들면 상부면)에 면접하도록 배치되거나 소정 간극을 갖도록 설치되어 각 배터리 모듈(20)의 표면 온도 또는 배터리 모듈(20)들 사이의 공간 온도를 측정하도록 한다.3 shows a temperature sensing panel unit 30 . A temperature sensing panel unit 30 is provided to measure the temperature between the battery module 20 and the adjacent battery module 20 . The temperature sensing panel unit 30 is disposed to face one surface (eg, an upper surface) of each battery module 20 or is installed to have a predetermined gap, so that the surface temperature of each battery module 20 or the battery modules 20 are Measure the space temperature between them.

온도 감지 패널 유닛(30)은 한 쌍으로 구성되는 패널 부재(panel member)(31,35)와 광섬유 케이블(fiber optic cable)(40) 및 접속재(Connector)(50)로 구성될 수 있다.The temperature sensing panel unit 30 may include a pair of panel members 31 and 35 , a fiber optic cable 40 , and a connector 50 .

패널 부재(31,35)가 마련된다. 패널 부재(31,35)는 광섬유 케이블(40)을 부착 또는 삽입 설치하도록 마련된다. 패널 부재(31,35)는 보드나 필름 형태의 얇은 부재로 구성될 수 있다. Panel members 31 and 35 are provided. The panel members 31 and 35 are provided to attach or insert the optical fiber cable 40 . The panel members 31 and 35 may be formed of a thin member in the form of a board or a film.

패널 부재(31,35)는 단일하게 구비되어, 광섬유 케이블(40)이 설치될 수 있다. The panel members 31 and 35 are provided singly, so that the optical fiber cable 40 can be installed.

또한, 패널 부재(31,35)는 나란히 배치되는 한 쌍으로 구성될 수 있다. 즉, 패널 부재(31,35)는 상부 패널 부재(upper panel member)(31)와 하부 패널 부재(lower panel member)(35)로 구성될 수 있다. In addition, the panel members 31 and 35 may be configured as a pair arranged side by side. That is, the panel members 31 and 35 may include an upper panel member 31 and a lower panel member 35 .

패널 부재(31,35)는 내열성이 우수한 소재로 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 테프론 시트로 마련될 수 있다. The panel members 31 and 35 are preferably made of a material having excellent heat resistance. For example, it may be provided with a Teflon sheet.

패널 부재(31,35)는 가벼운 박판(thin plate) 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 각 배터리 모듈(20) 또는 랙(11)에 가해지는 하중을 최소한으로 하도록 하고, 차지하는 공간을 최소한으로 하도록 한다.The panel members 31 and 35 are preferably formed in the form of a light thin plate. Accordingly, the load applied to each battery module 20 or the rack 11 is minimized, and the space occupied is minimized.

패널 부재(31,35)의 두께는 인접한 배터리 모듈(20)들 사이에 삽입할 수 있도록 얇게 형성된다. 예를 들면, 패널 부재(31,35)의 두께는 3mm 이내로 형성된다. 배터리 모듈(20)간 간격은 작게 형성되므로(예를 들어 10mm), 이 사이에 배치될 수 있도록 패널 부재(31,35)의 두께는 얇게 형성된다. The panel members 31 and 35 are thin enough to be inserted between the adjacent battery modules 20 . For example, the thickness of the panel members 31 and 35 is formed within 3 mm. Since the gap between the battery modules 20 is formed to be small (for example, 10 mm), the thickness of the panel members 31 and 35 is formed to be thin so that they can be disposed therebetween.

광섬유 케이블(40)이 마련된다. 광섬유 케이블(40)은 한 쌍의 패널 부재(31,35) 사이에 삽입 설치된다. 광섬유 케이블(40)은 패널 부재(31,35)의 면상에 포설된다. 광섬유 케이블(40)은 한 쌍의 패널 부재(31,35) 사이에 말아지는 형태 또는 구부러지는 형태로 배치된다. 즉, 광섬유 케이블(40)은 패널 부재(31,35) 내에 소정길이로 삽입되기 위해 다양한 형태로 구부러지면서 배치된다. 광섬유 케이블(40)은 구부러질 때 중첩적으로 배치될 수 있다. An optical fiber cable 40 is provided. The optical fiber cable 40 is inserted and installed between a pair of panel members 31 and 35 . The optical fiber cable 40 is laid on the surfaces of the panel members 31 and 35 . The optical fiber cable 40 is disposed between the pair of panel members 31 and 35 in the form of being rolled or bent. That is, the optical fiber cable 40 is arranged while being bent in various shapes to be inserted into the panel members 31 and 35 to a predetermined length. The fiber optic cables 40 may be overlapped when bent.

이와 같이 패널 부재(31,35)에 배치되는 광섬유 케이블을 통해 배터리 모듈(20) 주변부의 온도를 면단위로 측정할 수 있다. 선으로 된 광섬유 케이블(40)은 패널 부재(31,35)에 면상으로 배치됨으로써 다수의 측정 포인트를 가질 수 있다.As described above, the temperature of the peripheral portion of the battery module 20 may be measured in units of surfaces through the optical fiber cables disposed on the panel members 31 and 35 . The wire fiber optic cable 40 may have a plurality of measurement points by being planarly disposed on the panel members 31 and 35 .

광섬유 케이블을 이용하여 온도를 측정하는 방식은 종래 전력 지중선로 및 정유 화학 송유관 등의 온도 측정에 적용되는 것으로 분산 온도 측정(DTS: Distributed Temperature Sensing)이라고도 한다. The method of measuring temperature using an optical fiber cable is applied to temperature measurement of conventional power underground lines and oil refinery chemical pipelines, and is also called Distributed Temperature Sensing (DTS).

분산 온도 측정은 광섬유가 갖는 독특한 특징 중의 하나인 온도와 파장의 비례 특성을 활용한 것이다. Dispersion temperature measurement utilizes the proportional characteristic of temperature and wavelength, which is one of the unique characteristics of optical fibers.

광섬유를 구성하는 석영에 반사되는 산란파는 3가지 종류가 있다. 레이리 산란파(Rayleigh-scattering wave), 라만 산란파(Raman-scattering wave), 브릴로인 산란파(Brillouin-scattering wave)가 그것이다. 이 중에서, 라만파는 온도에 따라 정비례하는 파장을 나타낸다. 이를 이용해 온도를 측정(측정되는 파장을 크기에 따라 온도로 환산)할 수 있다. 광섬유 케이블은 선형적으로 형성되므로 기준 위치로부터 각 산란 주파수의 거리를 측정 (또는 각 거리별로 각 산란 주파수를 측정)하여 온도 측정이 가능하다. There are three types of scattered waves reflected by the quartz constituting the optical fiber. These are a Rayleigh-scattering wave, a Raman-scattering wave, and a Brillouin-scattering wave. Among them, the Raman wave represents a wavelength that is directly proportional to the temperature. This can be used to measure temperature (converting the measured wavelength to temperature according to its size). Since the fiber optic cable is formed linearly, it is possible to measure the temperature by measuring the distance of each scattering frequency from the reference position (or measuring each scattering frequency for each distance).

광섬유 케이블을 이용한 온도 측정은 1m당 0.01℃의 해상도로 측정이 가능하다. 또한, 산란파의 유의미한 분석을 위해 0.5m 이상의 간격으로 온도 측정이 가능하다.Temperature measurement using an optical fiber cable can be measured with a resolution of 0.01°C per 1m. In addition, it is possible to measure the temperature at an interval of 0.5 m or more for meaningful analysis of scattered waves.

따라서, 배터리 모듈(20) 상부의 한정된 면적 내에서 다수의 측정 지점을 확보하기 위해 광섬유 케이블(40)은 구부러진 형태로 배치된다.Accordingly, in order to secure a plurality of measurement points within a limited area of the upper portion of the battery module 20 , the optical fiber cable 40 is disposed in a bent shape.

도 4에 온도 감지 패널 유닛(30)의 분해 사시도가 도시되어 있다.4 is an exploded perspective view of the temperature sensing panel unit 30 is shown.

패널 부재(31,35)는 상부 패널 부재(31)와 하부 패널 부재(35)로 구성될 수 있다.The panel members 31 and 35 may include an upper panel member 31 and a lower panel member 35 .

상부 패널 부재(31)는 박판으로 형성된다. 상부 패널 부재(31)는 필름 재질로 형성될 수 있다. The upper panel member 31 is formed of a thin plate. The upper panel member 31 may be formed of a film material.

하부 패널 부재(35)는 박판으로 형성된다. 하부 패널 부재(35)는 필름 재질로 형성될 수 있다. The lower panel member 35 is formed of a thin plate. The lower panel member 35 may be formed of a film material.

하부 패널 부재(35)에는 광섬유 케이블(40)을 삽입 설치할 수 있는 삽입홈(36)이 형성된다. 삽입홈(36)은 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 삽입홈(36)은 구부러진 형태로 형성된다.An insertion groove 36 into which the optical fiber cable 40 can be inserted is formed in the lower panel member 35 . The insertion groove 36 may be formed in a zigzag shape. The insertion groove 36 is formed in a bent shape.

삽입홈(36)은 직선부(36a) 또는 곡선부(36b)를 포함한다. 여기서, 곡선부(36b)는 곡률반경이 광섬유 케이블(40)의 지름의 20배 이상으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 광섬유 케이블(40)의 재질적 특성을 고려한 것이다. 일반적으로, 광섬유 케이블(40)의 적정한 동작을 유지할 수 있는 곡률반경은 광섬유 케이블(40)의 단면 지름의 20배 이상으로 알려져 있다. The insertion groove 36 includes a straight part 36a or a curved part 36b. Here, the curved portion 36b is preferably formed so that the radius of curvature is 20 times or more of the diameter of the optical fiber cable 40 . This is in consideration of the material properties of the optical fiber cable 40 . In general, the radius of curvature capable of maintaining the proper operation of the optical fiber cable 40 is known to be 20 times or more of the cross-sectional diameter of the optical fiber cable 40 .

하부 패널 부재(35)의 삽입홈(36)에는 광섬유 케이블(40)이 삽입 설치된다. 즉, 광섬유 케이블(40)은 삽입홈(36)의 형상대로 배치된다. 광섬유 케이블(40)이 단일면 상에서 구부러진 형태로 배치되므로 정해진 배터리 모듈(20)의 단위 면적 내에 다수의 측정 지점의 계측에 필요한 길이가 확보될 수 있다. 광섬유 케이블(40)이 배터리 모듈(20) 상에 길게 배치되므로 다수의 온도 측정 지점이 확보된다.The optical fiber cable 40 is inserted into the insertion groove 36 of the lower panel member 35 . That is, the optical fiber cable 40 is arranged in the shape of the insertion groove (36). Since the optical fiber cable 40 is disposed in a bent form on a single surface, a length required for measurement of a plurality of measurement points within a predetermined unit area of the battery module 20 may be secured. Since the optical fiber cable 40 is long disposed on the battery module 20, a plurality of temperature measurement points are secured.

광섬유 케이블(40)의 양단에는 접속재(50)가 구비된다. 각 패널 부재(31,35)에 접속재(50)가 구비되므로, 온도 감지 패널 유닛(30)은 유닛 단위로 구분될 수 있다. 또한, 접속재(50)에서는 온도 측정(파장 측정)의 기준점으로 설정될 수 있다. 따라서, 각 온도 감지 패널 유닛(30)의 기준점으로 설정할 수 있다. Connection materials 50 are provided at both ends of the optical fiber cable 40 . Since the connecting material 50 is provided on each of the panel members 31 and 35 , the temperature sensing panel unit 30 may be divided into units. In addition, the connection member 50 may be set as a reference point for temperature measurement (wavelength measurement). Therefore, it can be set as a reference point of each temperature sensing panel unit 30 .

제어부(60)와 접속재(50) 사이 또는 인접한 두개의 접속재(50)를 연결하도록 연결 케이블(41,45)이 구비된다. 각 온도 감지 패널 유닛(30)은 연결 케이블(45)에 의해 서로 연결된다.Connecting cables 41 and 45 are provided to connect the control unit 60 and the connecting material 50 or two adjacent connecting materials 50 . Each temperature sensing panel unit 30 is connected to each other by a connecting cable 45 .

제어부(60)는 DTS 서버로 구성될 수 있다. 광섬유 케이블(40)에서 측정되는 파장을 계측하고 온도로 환산하기 위하여 제어부(60)가 마련된다.The control unit 60 may be configured as a DTS server. A control unit 60 is provided to measure the wavelength measured by the optical fiber cable 40 and convert it into a temperature.

제어부(60)에서는 적정한 운용 온도가 설정되어 제한 온도 범위를 벗어나는 경우에는 이를 표시하거나 알릴 수 있다. 예를 들면, 제어부(60) 서버의 일부에는 디스플레이부(61)가 마련될 수 있다.The control unit 60 may display or notify when an appropriate operating temperature is set and out of the limit temperature range. For example, the display unit 61 may be provided in a part of the control unit 60 server.

도 5에는 배터리 모듈(20)이 도시되어 있다. 배터리 모듈(20)의 일면(예를 들어 상면)은 다수의 구역(a,b,c)으로 나누어질 수 있다. 각 구역은 배터리 모듈(20) 내부의 배터리 셀(미도시)들이 파티션이나 격벽 등 물리적으로 구분된 구역일 수 있다. 또는, 배터리 모듈(20)의 상면을 소정 면적으로 구분하기 위한 가상의 구역일 수 있다. 도 5에서는 3개의 구역으로 구분된 예가 나타나 있으나, 이러한 구역의 갯수는 필요에 따라 적절히 정해질 수 있음은 물론이다. 5 shows the battery module 20 . One surface (eg, an upper surface) of the battery module 20 may be divided into a plurality of zones a, b, and c. Each zone may be a zone in which battery cells (not shown) inside the battery module 20 are physically separated, such as a partition or a partition wall. Alternatively, it may be a virtual area for dividing the upper surface of the battery module 20 into a predetermined area. 5 shows an example divided into three zones, of course, the number of these zones may be appropriately determined as needed.

배터리 모듈(20)의 각 구역(a,b,c)에서의 온도를 측정하기 위하여 광섬유 케이블(40)은 다수의 측정점을 가질 수 있다. 다수의 측정점은 각 구역(a,b,c)에 적절히 배치될 수 있도록 광섬유 케이블(40)의 배치 형상이 결정될 수 있다.In order to measure the temperature in each zone (a, b, c) of the battery module 20, the optical fiber cable 40 may have a plurality of measurement points. The arrangement shape of the optical fiber cable 40 may be determined so that a plurality of measurement points may be appropriately arranged in each zone (a, b, c).

도 6에 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널형 다단 온도 측정 장치에 적용되는 온도 감지 패널 유닛(30A)이 도시되어 있다.6 shows a temperature sensing panel unit 30A applied to a panel type multi-stage temperature measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

여기서 별도로 설명하는 사항을 제외하고는 이전 실시예의 온도 감지 패널 유닛(30)에 적용되는 사항은 이 실시예의 온도 감지 패널 유닛(30A)에도 적용된다.Except as otherwise described herein, the matters applied to the temperature sensing panel unit 30 of the previous embodiment also apply to the temperature sensing panel unit 30A of this embodiment.

온도 감지 패널 유닛(30A)은 상부 패널 부재(31A)와 하부 패널 부재(35A) 및 장착판(70)을 구비할 수 있다. The temperature sensing panel unit 30A may include an upper panel member 31A, a lower panel member 35A, and a mounting plate 70 .

패널 부재(31A,35A)에는 각각 홈으로 형성되는 장착판 설치부(32,37)가 각각 설치되어 장착판(70)이 삽입 설치된다. 장착판 설치부(32,37)는 상기 배터리 모듈(20)의 각 구역(a,b,c)에 대응되는 위치 혹은 갯수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 패널 부재(31A)에는 a구역에 형성되는 장착판 설치부(32a), b구역에 형성되는 장착판 설치부(32b), c구역에 형성되는 장착판 설치부(32c)가 각각 마련될 수 있다. 또한, 각 구역(a,b,c)별로 복수 개의 장착판 설치부(32,37)가 마련될 수 있다. 이러한 경우는 각 구역이 더욱 세분된 것이라고 볼 수 있다. The panel members 31A and 35A are provided with mounting plate mounting portions 32 and 37 each formed with grooves, respectively, and the mounting plate 70 is inserted thereinto. The mounting plate installation parts 32 and 37 may be formed at positions or numbers corresponding to the respective zones a, b, and c of the battery module 20 . For example, the upper panel member 31A includes a mounting plate installation part 32a formed in the a zone, a mounting plate installation part 32b formed in the b zone, and a mounting plate installation part 32c formed in the c zone. Each may be provided. In addition, a plurality of mounting plate installation parts 32 and 37 may be provided for each zone (a, b, c). In this case, each area can be seen as more subdivided.

장착판(70)은 원주면 둘레를 따라 형성되는 배선홈(71)을 포함할 수 있다. 광섬유 케이블(40)이 배선홈(71)을 따라 삽입 배치될 수 있다.The mounting plate 70 may include a wiring groove 71 formed along the circumference of the circumferential surface. The optical fiber cable 40 may be inserted and disposed along the wiring groove 71 .

상기 장착판(70)은 장착판 설치부(32,37)에 삽입 설치되므로 배터리 모듈(20)의 각 구역(a,b,c)에 대응하여 배치될 수 있다. Since the mounting plate 70 is inserted and installed in the mounting plate installation parts 32 and 37 , it may be disposed to correspond to each region a, b, and c of the battery module 20 .

장착판(70)에서 배선홈(71)의 상,하부에는 플랜지(72,73)가 돌출된다. 이때, 각 플랜지(72,73)의 두께는 장착판 설치부(32,37)의 깊이와 동일하게 형성될 수 있다. 장착판(70)의 플랜지(72,73)가 패널 부재(31A,35A)의 장착판 설치부(32,37)에 각각 설치되어, 패널 부재(31A,35A) 사이에 장착판(70)의 배선홈(71)이 드러날 수 있다.Flanges 72 and 73 protrude from the upper and lower portions of the wiring grooves 71 in the mounting plate 70 . In this case, the thickness of each of the flanges 72 and 73 may be formed to be the same as the depth of the mounting plate installation parts 32 and 37 . The flanges 72 and 73 of the mounting plate 70 are respectively provided to the mounting plate mounting portions 32 and 37 of the panel members 31A and 35A, so that the mounting plate 70 is disposed between the panel members 31A and 35A. The wiring groove 71 may be exposed.

도 8에는 도 6의 실시예에서 상부 패널 부재(31A)와 장착판(70)을 제거한 상태로 도시한 상면도이다.FIG. 8 is a top view showing the upper panel member 31A and the mounting plate 70 removed in the embodiment of FIG. 6 .

광섬유 케이블(40)은 제한된 영역 내에서 충분한 길이를 확보하기 위하여 장착판(70)을 따라 말아진(곡선부 또는 회전부를 갖는) 형태로 배치된다. 각 구역의 온도를 측정하기 위하여 광섬유 케이블(40)에는 측정점(40a~40f)이 설정된다. 이러한 측정점(40a~40f)은 물리적인 것이 아니라, 제어부(60)에서 측정되는 산란파로부터 얻어지는 거리로부터 구해지는 측정값일 수 있다. 입력단 접속재(50a)는 온도 감지 패널 유닛(30A)의 시작점이 될 수 있다. 이 시작점을 기준으로 측정점(40a~40f)이 소정 거리에 따라 설정될 수 있다. 이러한 측정점으로부터 각 구역의 온도값이 얻어진다. 도 8에서는 6개의 구역에 대한 온도값이 얻어지는 예를 나타내고 있다.The optical fiber cable 40 is disposed in a rolled (curved or rotatable) form along the mounting plate 70 to ensure a sufficient length within a limited area. In order to measure the temperature of each zone, measuring points 40a to 40f are set in the optical fiber cable 40 . These measuring points 40a to 40f are not physical, but may be measured values obtained from a distance obtained from a scattered wave measured by the controller 60 . The input terminal connecting member 50a may be a starting point of the temperature sensing panel unit 30A. Based on this starting point, the measurement points 40a to 40f may be set according to a predetermined distance. From these measurement points, the temperature value of each zone is obtained. 8 shows an example in which temperature values for six zones are obtained.

또 다른 실시예의 온도 감지 패널 유닛(30B)를 살펴보기로 한다.Let us take a look at the temperature sensing panel unit 30B of another embodiment.

도 9에는 하부 패널 부재(35B)의 또 다른 예가 도시되어 있다. 상부 패널 부재는 하부 패널 부재(35B)와 동일하게 형성되고 대칭으로 배치될 수 있다.Another example of the lower panel member 35B is shown in FIG. 9 . The upper panel member may be formed in the same manner as the lower panel member 35B and may be symmetrically disposed.

장착판(70)이 설치되는 장착판 설치부(38)는 원형홈이 복수 개 연결된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 장착판 설치부(38)의 양측면부는 물결무늬 형태로 형성될 수 있다. 상기 물결무늬의 곡률반경은 장착판(70)의 곡률반경과 동일하게 형성될 수 있다.The mounting plate installation part 38 to which the mounting plate 70 is installed may be formed in a form in which a plurality of circular grooves are connected. That is, both side surfaces of the mounting plate installation part 38 may be formed in a wave pattern shape. The radius of curvature of the wave pattern may be formed to be the same as the radius of curvature of the mounting plate 70 .

장착판 설치부(38)는 설치홈이 다수 개 형성됨에 따라 구역의 갯수에 따라 적절하게 장착판(70)을 배치할 수 있다. As a plurality of mounting grooves are formed in the mounting plate installation part 38, the mounting plate 70 may be appropriately disposed according to the number of zones.

각 실시예에서 패널 부재(31,35)는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어 상부 패널 부재(31)는 단열재질로 구성되고, 하부 패널 부재(35)는 비단열재로 구성되는 것이다. 이와 같이 하면, 단열 부재에 의해 열의 전달이 차단되므로 온도 측정의 방향성을 설정할 수 있다. 즉, 최대 온도가 발생하는 표면부의 온도를 측정하게 되므로 에너지 저장 장치에 대한 열 관리를 효과적으로 할 수 있다.In each embodiment, the panel members 31 and 35 may be made of different materials. For example, the upper panel member 31 is made of an insulating material, and the lower panel member 35 is made of a non-insulating material. In this way, since the heat transfer is blocked by the heat insulating member, the directionality of the temperature measurement can be set. That is, since the temperature of the surface portion where the maximum temperature occurs is measured, thermal management of the energy storage device can be effectively performed.

본 발명의 각 실시예에 의하면, 온도 감지 패널 유닛(30) 단위로 각 배터리 모듈(20)에 구비하면 되므로 설치가 간단하고 작업이 용이하다.According to each embodiment of the present invention, since the temperature sensing panel unit 30 may be provided in each battery module 20, installation is simple and operation is easy.

또한, 광섬유 케이블(40)을 패널 부재(31,35) 상에 구부린 형태로 배치시키므로 선 온도 분포(linear temperature distribution)를 면 온도 분포(planar temperature distribution)로 전환하여 얻을 수 있다.In addition, since the optical fiber cable 40 is disposed in a bent shape on the panel members 31 and 35, a linear temperature distribution can be converted into a planar temperature distribution and obtained.

또한, 동일한 온도 감지 패널 유닛(30)을 각 배터리 모듈(20)에 적용하면 표준화된 온도 분포표를 획득할 수 있다.In addition, if the same temperature sensing panel unit 30 is applied to each battery module 20, a standardized temperature distribution table may be obtained.

또한, 패널 부재(31,35)에 단열/비단열재를 다르게 적용하는 경우 온도 측정의 방향성을 확보할 수 있다. In addition, when heat insulating/non-insulating materials are differently applied to the panel members 31 and 35 , the directionality of temperature measurement can be secured.

또한, 접속재(50)를 기준으로 하는 일정한 거리 측정에 따른 온도 측정이 가능하다. In addition, it is possible to measure the temperature according to a constant distance measurement based on the connecting member 50 .

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described above are embodiments for implementing the present invention, and various modifications and variations may be made by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. That is, the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 에너지 저장 장치 20 배터리 모듈
30 온도 감지 패널 유닛 31,35 패널 부재
40 광섬유 케이블 50 접속재
60 제어부 70 장착판10 Energy storage device 20 Battery module
30 Temperature sensing panel unit 31,35 Panel member
40 fiber optic cable 50 splicing material
60 Control unit 70 Mounting plate

Claims (11)

다수의 배터리 모듈이 구비되는 에너지 저장 장치에 적용되는 패널형 다단 온도 측정 장치에 있어서,
각각의 상기 배터리 모듈에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit);
각각의 상기 온도 감지 패널 유닛에 구부러지는 형태로 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 상기 광섬유 케이블의 양단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하고,
상기 온도 감지 패널 유닛은 서로 인접한 상기 배터리 모듈 중에서 어느 하나의 배터리 모듈에 면접하고, 대향하는 다른 하나의 배터리 모듈에 소정 간극을 갖도록 배치되고,
상기 온도 감지 패널 유닛은 패널 부재를 포함하고, 상기 패널 부재에 상기 광섬유 케이블이 부착 또는 삽입 설치되고,
상기 패널 부재는 상부 패널 부재와 하부 패널 부재를 포함하고 상기 광섬유 케이블이 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재 사이에 삽입 설치되고,
상기 상부 패널 부재 또는 하부 패널 부재에는 상기 광섬유 케이블이 삽입 설치될 수 있는 삽입홈이 형성되고,
상부 패널 부재와 하부 패널 부재 중에서 어느 하나는 단열재로 구성되고, 다른 하나는 비단열재로 구성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.In the panel type multi-stage temperature measuring device applied to an energy storage device provided with a plurality of battery modules,
a plurality of temperature sensing panel units provided adjacent to each of the battery modules;
an optical fiber cable inserted and installed in a bent form in each of the temperature sensing panel units; a control unit connected to both ends of the optical fiber cable to measure the temperature;
The temperature sensing panel unit is arranged to face any one of the battery modules adjacent to each other, and to have a predetermined gap between the other battery module facing each other,
The temperature sensing panel unit includes a panel member, and the optical fiber cable is attached to or inserted into the panel member,
The panel member includes an upper panel member and a lower panel member, and the optical fiber cable is inserted and installed between the upper panel member and the lower panel member,
An insertion groove into which the optical fiber cable can be inserted and installed is formed in the upper panel member or the lower panel member,
A panel type multi-stage temperature measuring device, characterized in that one of the upper panel member and the lower panel member is made of an insulating material and the other is made of a non-insulating material. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 광섬유 케이블의 양단에 각각 결합되어 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재의 외부에 노출되는 접속재를 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.The panel-type multi-stage temperature measuring apparatus according to claim 1, further comprising a connection member coupled to both ends of the optical fiber cable and exposed to the outside of the upper panel member and the lower panel member. 제1항에 있어서, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재는 각각 박판 또는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.The panel type multi-stage temperature measuring apparatus according to claim 1, wherein the upper panel member and the lower panel member are each formed of a thin plate or a film. 제1항에 있어서, 상기 삽입홈은 직선부 또는 곡선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.[2] The panel-type multi-stage temperature measuring device according to claim 1, wherein the insertion groove includes a straight part or a curved part. 제6항에 있어서, 상기 곡선부의 곡률 반경은 상기 광섬유 케이블의 지름의 20배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.The panel-type multi-stage temperature measuring device according to claim 6, wherein a radius of curvature of the curved portion is 20 times or more of a diameter of the optical fiber cable. 제4항에 있어서, 상기 제어부와 접속재 사이 또는 인접한 상기 배터리 모듈 간의 상기 접속재를 연결하기 위한 연결 케이블을 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.The panel type multi-stage temperature measuring device according to claim 4, further comprising a connection cable for connecting the connection material between the control unit and the connection material or between the adjacent battery modules. 제1항에 있어서, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재에는 장착판 설치부가 홈으로 형성되고, 상기 장착판 설치부에 삽입되는 장착판을 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.The panel type multi-stage temperature measuring apparatus of claim 1, wherein the upper panel member and the lower panel member have a mounting plate mounting portion formed as a groove, and further comprising a mounting plate inserted into the mounting plate mounting unit. 제9항에 있어서, 상기 장착판에는 원주면을 따라 상기 광섬유 케이블이 말아지는 형태로 설치되도록 배선홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.[10] The panel-type multi-stage temperature measuring device according to claim 9, wherein a wiring groove is formed in the mounting plate so that the optical fiber cable is installed in a rolled shape along a circumferential surface. 제4항에 있어서, 상기 배터리 모듈에는 다수의 구역이 설정되고, 상기 광섬유 케이블에는 상기 접속재를 기준으로 하여 소정 거리에 따라 측정점이 설정되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.[Claim 5] The panel type multi-stage temperature measuring device according to claim 4, wherein a plurality of zones are set in the battery module, and measuring points are set in the optical fiber cable according to a predetermined distance from the connection material.
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