KR102336042B1

KR102336042B1 - Automatic Rescue Device for elevator having super capacitor modules

Info

Publication number: KR102336042B1
Application number: KR1020170041357A
Authority: KR
Inventors: 한상진; 김종완; 채민수; 손유정
Original assignee: 비나텍주식회사
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-12-07
Also published as: KR20180112168A

Abstract

본 발명은 슈퍼 커패시터 모듈을 포함하는 승강기용 비상구출 운전장치가 개시된다. 본 발명의 승강기용 비상구출 운전장치는 상용 전원을 보조하여 승강기에 보조 전원을 공급하는 복수의 슈퍼 커패시터를 구비하는 슈퍼 커패시터 모듈, 상용 전원을 입력받고, 보조 전원을 출력하는 전원 입출력부 및 승강기가 정상 운전을 하면 상용 전원이 슈퍼 커패시터 모듈에 충전이 되도록 제어하고, 승강기가 비상 운전을 하면 보조 전원이 승강기로 출력되도록 제어하며, 비상 운전이면 승강기를 현재 위치에서 가장 가까운 층으로 이동시키는 제어부를 포함한다.The present invention discloses an emergency rescue operation device for an elevator including a supercapacitor module. The emergency rescue operation device for an elevator of the present invention includes a supercapacitor module having a plurality of supercapacitors for supplying auxiliary power to the elevator by assisting commercial power, a power input/output unit for receiving commercial power and outputting auxiliary power, and an elevator Controls so that commercial power is charged to the supercapacitor module during normal operation, controls so that auxiliary power is output to the elevator when the elevator performs emergency operation, and includes a control unit that moves the elevator from the current location to the nearest floor in case of emergency operation do.

Description

Emergency rescue operation device for an elevator including a super capacitor module {Automatic Rescue Device for elevator having super capacitor modules}

본 발명은 승강기용 비상구출 운전장치(Automatic Rescue Device; ARD)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 승강기 운전 중 정전이 발생 시, 슈퍼 커패시터 모듈로부터 전원을 공급받아 승강기를 비상 운전하는 슈퍼 커패시터 모듈을 포함하는 승강기용 비상구출 운전장치에 관한 것이다.The present invention relates to an Automatic Rescue Device (ARD) for an elevator, and more particularly, when a power outage occurs during operation of an elevator, it receives power from the supercapacitor module and emergency operation of the elevator includes a supercapacitor module It relates to an emergency rescue operation device for an elevator.

비상구출 운전장치는 승강기 운전 중 정전(Power Failure)이 발생할 경우, 탑승카(elevator car)를 최근접층으로 이동시킨 후, 도어를 오픈시켜 승객을 구출하는 장치이다.The emergency rescue operation device is a device that, when a power failure occurs during elevator operation, moves the elevator car to the nearest floor and then opens the door to rescue passengers.

예컨대, 승강기는 정상 운전을 할 경우, 상용 전원을 이용하고, 비상 운전을 하는 경우, 비상구출 운전장치에 포함된 전원을 이용한다. 그런데 종래의 비상구출 운전장치는 배터리를 사용하여 충방전을 하였다. 하지만 배터리의 충방전 특성상 효과적으로 에너지를 저장하지 못하여 효율이 나쁘고, 빈번한 충방전으로 배터리의 사용 수명을 단축시키는 문제점이 있다.For example, the elevator uses commercial power when operating normally, and uses power included in the emergency rescue operation device when operating in an emergency. However, the conventional emergency rescue operation device is charged and discharged using a battery. However, due to the characteristics of the charging and discharging characteristics of the battery, energy cannot be effectively stored, so the efficiency is poor, and there are problems in that the useful life of the battery is shortened due to frequent charging and discharging.

한국등록특허공보 제10-0259510호(2000.03.23.)Korean Patent Publication No. 10-0259510 (March 23, 2000)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 비상구출 운전장치에서 사용된 배터리보다 충방전을 효과적으로 하고, 사용 수명을 증가시키는 슈퍼 커패시터 모듈을 포함하는 승강기용 비상구출 운전장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an emergency rescue operation device for an elevator including a supercapacitor module that charges and discharges more effectively than a battery used in a conventional emergency rescue operation device and increases the service life.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 슈퍼 커패시터 모듈을 포함하는 승강기용 비상구출 운전장치는 상용 전원을 보조하여 승강기에 보조 전원을 공급하는 복수의 슈퍼 커패시터를 구비하는 슈퍼 커패시터 모듈, 상기 상용 전원을 입력받고, 상기 보조 전원을 출력하는 전원 입출력부 및 상기 승강기가 정상 운전을 하면 상기 상용 전원이 상기 슈퍼 커패시터 모듈에 충전이 되도록 제어하고, 상기 승강기가 비상 운전을 하면 상기 보조 전원이 상기 승강기로 출력되도록 제어하며, 상기 비상 운전이면 상기 승강기를 현재 위치에서 가장 가까운 층으로 이동시키는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, an emergency rescue operation device for an elevator including a supercapacitor module according to the present invention is a supercapacitor module having a plurality of supercapacitors for supplying auxiliary power to the elevator by subsidizing commercial power, the commercial power supply and a power input/output unit for outputting the auxiliary power and control so that the commercial power is charged to the supercapacitor module when the elevator operates normally, and when the elevator performs an emergency operation, the auxiliary power is transferred to the elevator and a control unit for controlling the output to be output, and for moving the elevator from the current location to the nearest floor in case of the emergency operation.

또한 상기 슈퍼 커패시터 모듈과 상기 전원 입출력부 사이에 연결되어 상기 상용 전원을 직류로 변환시켜 상기 슈퍼 커패시터 모듈에 충전하는 충전부 및 상기 슈퍼 커패시터 모듈과 상기 전원 입출력부 사이에 연결되어 상기 보조 전원을 교류로 변환시켜 상기 승강기로 출력되도록 하는 보조 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a charging unit connected between the supercapacitor module and the power input/output unit to convert the commercial power into direct current to charge the supercapacitor module, and a charging unit connected between the supercapacitor module and the power input/output unit to convert the auxiliary power into alternating current It is characterized in that it further comprises an auxiliary inverter for converting the output to the elevator.

또한 상기 복수의 슈퍼 커패시터는 각각, 전기화학 에너지를 저장하는 축전 소자, 상기 축전 소자의 하부에 접합되는 하부 단자판, 한 쪽에 개방부가 형성되어 있고, 상기 하부 단자판이 바닥면을 향하도록 상기 개방부를 통하여 상기 축전 소자가 삽입되어 내장되는 금속 소재로 제조된 관 형의 케이스, 상기 케이스의 개방부에 삽입되어 상기 축전 소자에 전기적으로 연결되며, 상기 케이스의 상단부에 대한 비딩(beading) 및 컬링(curling)으로 고정되는 상부 단자판 및 상기 상부 단자판과 상기 케이스 사이에 개재되는 고무 소재의 가스켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the plurality of supercapacitors includes a power storage device for storing electrochemical energy, a lower terminal board bonded to a lower portion of the power storage device, and an opening formed on one side, and passing through the opening so that the lower terminal plate faces a bottom surface A tubular case made of a metal material into which the power storage element is inserted, is inserted into the opening of the case and electrically connected to the power storage element, and beading and curling for the upper end of the case and a rubber gasket interposed between the upper terminal board and the upper terminal board and the case.

또한 상기 축전 소자는, 양극, 분리막, 음극, 및 전해액을 포함하며 와인딩된 전극 적층체, 상기 전극 적층체의 하부와 하부 단자판 사이에 개재되어 접합되는 바텀 인너 플레이트 및 상기 전극 적층체의 상부와 상부 단자판 사이에 개재되어 접합되는 탑 인너 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power storage device includes a wound electrode stack including an anode, a separator, a cathode, and an electrolyte, a bottom inner plate interposed between a lower portion and a lower terminal plate of the electrode stack body and bonded thereto, and upper and upper portions of the electrode stack body It characterized in that it comprises a top inner plate is interposed between the terminal plates are joined.

상기 상부 단자판은, 단자가 형성되고, 중심 부분에 체결 구멍이 형성된 단자판 몸체, 상기 체결 구멍 외측의 단자판 몸체의 상부면에 부착되며, 가장자리 부분에 상기 가스켓의 테두리와 컬링된 케이스의 상단부가 밀착되어 고정되는 절연판 및 상기 체결 구멍에 체결되며, 상기 케이스 내부에서 발생되는 가스를 상기 체결 구멍을 통하여 외부로 배출시키는 가스 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The upper terminal board has a terminal formed therein, a terminal board body having a fastening hole formed in the center portion, is attached to the upper surface of the terminal board body outside the fastening hole, and the edge of the gasket and the upper end of the curled case are in close contact with each other. It is characterized in that it comprises a gas discharge part which is fastened to the fixed insulating plate and the fastening hole, and for discharging the gas generated inside the case to the outside through the fastening hole.

본 발명에 따른 승강기용 비상구출 운전장치는 종래의 비상구출 운전장치에서 사용된 배터리가 아닌 슈퍼 커패시터 모듈을 사용하여 충방전을 효과적으로 하고, 사용 수명을 증가시킬 수 있다. The emergency rescue operation device for an elevator according to the present invention uses a supercapacitor module instead of a battery used in a conventional emergency rescue operation device to effectively charge/discharge and increase service life.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비상구출 운전장치를 포함하는 승강기 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 슈퍼 커패시터 모듈을 포함하는 비상구출 운전장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 슈퍼 커패시터 모듈의 슈퍼 커패시터를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3의 A 부분의 확대도로서, 케이스의 상부에 상부 단자판이 고정된 상태를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4의 가스 배출부를 설명하는 도면이다. 1 is a view for explaining an elevator system including an emergency rescue operation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an emergency rescue operation device including the supercapacitor module of FIG. 1 .
FIG. 3 is a view for explaining a supercapacitor of the supercapacitor module of FIG. 2 .
FIG. 4 is an enlarged view of part A of FIG. 3 , and is a view for explaining a state in which the upper terminal plate is fixed to the upper part of the case.
FIG. 5 is a view for explaining the gas discharge unit of FIG. 4 .

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function is obvious to those skilled in the art or may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비상구출 운전장치를 포함하는 승강기 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 슈퍼 커패시터 모듈을 포함하는 비상구출 운전장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an elevator system including an emergency rescue operation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining an emergency rescue operation device including the supercapacitor module of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 승강기 시스템(100)은 승강기(90)와 비상구출 운전장치(70)를 포함한다.1 and 2 , the elevator system 100 includes an elevator 90 and an emergency rescue operation device 70 .

승강기(90)는 컨버터(92), 인버터(93), 전동기(94), 탑승카(96), 균형추(97) 및 제어부(98)를 포함할 수 있다. 승강기(90)는 상용 전원(91)을 공급받아 구동하게 되는데 상용 전원(91)을 전동기(94)의 구동에 필요한 에너지로 변환하는 컨버터(83)와 인버터(85)가 상용 전원(91)에 직렬로 연결된다. 인버터(93)를 통과한 전원은 전동기(94)에 공급되어 탑승카(96)를 승강시키게 된다. 탑승카(96)는 풀리(95)를 매개로 균형추(97)와 연결될 수 있다. 이 때, 전동기(94)는 풀리(95)를 회전시켜 탑승카(96)를 승강시킬 수 있다. The elevator 90 may include a converter 92 , an inverter 93 , an electric motor 94 , a passenger car 96 , a counterweight 97 , and a control unit 98 . The elevator 90 is driven by receiving commercial power 91. A converter 83 and an inverter 85 that convert the commercial power 91 into energy required for driving the electric motor 94 and the inverter 85 are connected to the commercial power source 91. connected in series The power passing through the inverter 93 is supplied to the electric motor 94 to elevate the passenger car 96 . The boarding car 96 may be connected to the counterweight 97 via a pulley 95 . At this time, the electric motor 94 may rotate the pulley 95 to elevate the boarding car 96 .

그리고 비상구출 운전장치(70)는 상용 전원(91)을 보조하여 저장된 에너지를 승강기(90)의 구동 에너지로 공급하는 동시에 승강기(90)의 비상 운전에 대한 제어를 할 수 있다. 여기서, 비상 운전은 정전과 같이 상용 전원(91)의 공급이 중단된 경우에 대한 운전을 의미한다. In addition, the emergency rescue operation device 70 may control the emergency operation of the elevator 90 while supplying the stored energy as driving energy of the elevator 90 by assisting the commercial power supply 91 . Here, the emergency operation refers to an operation when the supply of the commercial power 91 is stopped, such as a power outage.

즉, 비상구출 운전장치(70)는 상용 전원(91)과 병렬로 연결되어 승강기(90)의 운전 중 정전과 같은 급격한 전력 변동이 일어나는 경우, 전력 변동을 최소화시키고 비상 운전이 수행되도록 한다. 예를 들면, 비상구출 운전장치(70)는 승강기(90)가 비상 운전 시 보조 전원을 공급하여 탑승카(96)에 갇힌 승객들을 구출할 수 있다.That is, the emergency rescue operation device 70 is connected in parallel with the commercial power source 91 so that, when a sudden power fluctuation such as a power outage occurs during operation of the elevator 90 , the power fluctuation is minimized and emergency operation is performed. For example, the emergency rescue operation device 70 may supply auxiliary power during emergency operation of the elevator 90 to rescue passengers trapped in the boarding car 96 .

이와 같은 본 실시예에 따른 비상구출 운전장치(70)는 슈퍼 커패시터 모듈(71), 전원 입출력부(73) 및 제어부(81)를 포함하고, 충전부(83), 보조 인버터(85), 신호 입출력부(87) 및 원격 감시부(89)를 더 포함할 수 있다.The emergency rescue operation device 70 according to this embodiment as described above includes a supercapacitor module 71 , a power input/output unit 73 , and a control unit 81 , and includes a charging unit 83 , an auxiliary inverter 85 , and a signal input/output unit. It may further include a unit 87 and a remote monitoring unit (89).

슈퍼 커패시터 모듈(71)은 상용 전원(91)을 보조하여 승강기(90)에 보조 전원을 공급하는 복수의 슈퍼 커패시터(72)를 구비한다. 즉, 슈퍼 커패시터 모듈(71)은 승강기(90)가 정상 운전할 경우 에너지를 충전하고, 비상 운전할 경우 에너지를 출력한다. 슈퍼 커패시터 모듈(71)과 상용 전원(91) 사이의 전압은 동일해야 하므로, 이를 제어하는 전원 입출력부(73)를 연결한다. The supercapacitor module 71 includes a plurality of supercapacitors 72 for supplying auxiliary power to the elevator 90 by assisting the commercial power source 91 . That is, the supercapacitor module 71 charges energy when the elevator 90 operates normally, and outputs energy when the elevator 90 operates in an emergency. Since the voltage between the supercapacitor module 71 and the commercial power source 91 should be the same, the power input/output unit 73 for controlling it is connected.

전원 입출력부(73)는 상용 전원(91)을 입력받고, 슈퍼 커패시터 모듈(71)로부터 보조 전원을 승강기(91)로 출력한다. 이를 위해, 전원 입출력부(73)는 절연 변압기(75), 입력과 출력을 담당하는 두 개의 전동기 제어반(77; Motor Control Center; MCC) 및 복수의 터미널블록(79)을 포함한다. 이 때, 비상구출 운전장치(70)는 슈퍼 커패시터 모듈(71)과 전원 입출력부(73) 사이에 충전부(83) 및 보조 인버터(85)가 연결되어 상용 전원(91) 및 보조 전원의 입출력이 원활하게 이루어지도록 한다. 충전부(83)는 상용 전원(91)을 직류로 변환시켜 슈퍼 커패시터 모듈(71)에 충전하고, 보조 인버터(85)는 보조 전원을 교류로 변환시켜 승강기(90)로 출력되도록 한다.The power input/output unit 73 receives commercial power 91 and outputs auxiliary power from the supercapacitor module 71 to the elevator 91 . To this end, the power input/output unit 73 includes an isolation transformer 75 , two motor control panels 77 (Motor Control Center; MCC) responsible for input and output, and a plurality of terminal blocks 79 . At this time, in the emergency rescue operation device 70, the charging unit 83 and the auxiliary inverter 85 are connected between the supercapacitor module 71 and the power input/output unit 73, so that the input/output of the commercial power source 91 and the auxiliary power is connected. to make it run smoothly. The charging unit 83 converts the commercial power 91 into DC to charge the supercapacitor module 71 , and the auxiliary inverter 85 converts the auxiliary power into AC to be output to the elevator 90 .

전동기 제어반(77)은 전동기 제어반-A(MCC-A) 및 전동기 제어반-B(MCC-B)를 포함한다. 전동기 제어반-A는 상용 전원(91)이 입력되고, 전동기 제어반-B는 보조 전원이 출력된다. 이 때, 전동기 제어반-A 및 전동기 제어반-B는 상호 인터락(interlock)된다. 즉, 전동기 제어반-A는 정상 운전 시 온(on) 상태가 되고, 비상 운전 시 오프(off) 상태가 된다. 전동기 제어반-B는 정상 운전 시 오프 상태가 되고, 비상 운전 시 온 상태가 된다.The motor control panel 77 includes a motor control panel-A (MCC-A) and a motor control panel-B (MCC-B). Commercial power 91 is input to the motor control panel-A, and auxiliary power is output to the motor control panel-B. At this time, the motor control panel-A and the motor control panel-B are interlocked with each other. That is, the motor control panel-A is turned on during normal operation and turned off during emergency operation. Motor control panel-B turns off during normal operation and turns on during emergency operation.

예를 들면, 승강기(90)가 정상 운전을 하면 상용 전원(91)은 전동기 제어반-A를 통해 입력되어 충전부(83)에서 직류로 변환되며, 변환된 직류 상태의 전원이 슈퍼 커패시터 모듈(71)에 충전이 된다. 이 때, 전동기 제어반-B는 오프 상태가 된다.For example, when the elevator 90 operates normally, the commercial power 91 is input through the motor control panel-A and is converted into DC in the charging unit 83, and the converted DC power is the supercapacitor module 71. is charged in At this time, the motor control panel-B is turned off.

또한 승강기(90)가 비상 운전을 하면 슈퍼 커패시터 모듈(71)에 저장된 에너지인 보조 전원이 보조 인버터(85)에서 교류로 변환되며, 변환된 교류 상태의 전원이 전동기 제어반-B를 통해 승강기(90)로 출력된다. 이 때, 전동기 제어반-A는 오프 상태가 된다.In addition, when the elevator 90 performs an emergency operation, the auxiliary power, which is energy stored in the supercapacitor module 71, is converted into AC in the auxiliary inverter 85, and the converted AC power is transferred to the elevator 90 through the motor control panel-B. ) is output. At this time, the motor control panel-A is turned off.

한편, 절연 변압기(75)는 보조 인버터(85)와 전동기 제어반-B 사이에 구비되어 보조 인버터(85)에서 변환된 교류 전원을 절연시킨다. On the other hand, the isolation transformer 75 is provided between the auxiliary inverter 85 and the motor control panel-B to insulate the AC power converted by the auxiliary inverter (85).

또한 복수의 터미널블록(79) 중 R, S, T 단자는 상용 3상 전원이 연결되고, U, V, W 단자는 승강기(90) 제어반의 전원단자와 연결된다. 또한 N 단자는 절연 변압기(75)와 연결되고, E 단자는 그라운드(GND)와 연결된다.In addition, of the plurality of terminal blocks 79, R, S, T terminals are connected to commercial three-phase power, and U, V, W terminals are connected to the power terminals of the elevator 90 control panel. In addition, the N terminal is connected to the isolation transformer 75, and the E terminal is connected to the ground (GND).

제어부(81)는 신호 입력출부(87)로부터 입력되는 입력신호를 이용하여 승강기(90)의 운전 상태를 판단한다. 제어부(81)는 승강기(90)가 정상 운전이라고 판단하면 전동기 제어반-A를 온 상태 및 전동기 제어반-B를 오프 상태로 제어하여 상용 전원(91)이 슈퍼 커패시터 모듈(71)에 충전되도록 하고, 비상 운전이라고 판단하면 전동기 제어반-A를 오프 상태 및 전동기 제어반-B를 온 상태로 제어하여 보조 전원이 승강기(90)로 출력되도록 한다. 여기서, 제어부(81)는 슈퍼 커패시터 모듈(71)의 에너지가 가득 찬 경우, 전동기 제어반-A를 오프 상태 및 전동기 제어반-B를 오프 상태로 제어할 수 있다.The control unit 81 determines the operating state of the elevator 90 by using an input signal input from the signal input/output unit 87 . When it is determined that the elevator 90 is operating normally, the control unit 81 controls the motor control panel-A to be in the on state and the motor control panel-B to the off state so that the commercial power source 91 is charged in the supercapacitor module 71, If it is determined that it is an emergency operation, the auxiliary power is output to the elevator 90 by controlling the motor control panel-A to the off state and the motor control panel-B to the on state. Here, when the energy of the supercapacitor module 71 is full, the controller 81 may control the motor control panel-A to be turned off and the motor control panel-B to be turned off.

제어부(81)는 비상 운전인 경우, 탑승카(96)를 승강시킬 도착층을 결정하고, 승강을 제어하는 제어신호를 생성한다. 여기서, 생성된 제어신호는 신호 입출력부(87)를 통해 승강기(90)로 전송된다. 제어부(81)는 탑승카(96)의 도착층을 현재 위치에서 가장 가까운 층으로 결정되도록 제어신호를 생성할 수 있다. 상세하게는, 제어부(81)는 탑승카(96)와 균형추(97)의 무게를 비교하여 탑승카(96)가 가벼울 경우, 상승 방향에서 가장 가까운 층으로 이동되고, 탑승카(96)가 무거울 경우, 하강 방향에서 가장 가까운 층으로 이동되도록 제어할 수 있다. In the case of emergency operation, the control unit 81 determines an arrival floor on which the boarding car 96 is to be lifted, and generates a control signal for controlling the lift. Here, the generated control signal is transmitted to the elevator 90 through the signal input/output unit 87 . The controller 81 may generate a control signal to determine the arrival floor of the boarding car 96 as the floor closest to the current location. In detail, the control unit 81 compares the weight of the vehicle 96 and the counterweight 97, and when the vehicle 96 is light, it is moved to the nearest floor in the ascending direction, and the vehicle 96 is heavy. In this case, it can be controlled to move to the nearest floor in the descending direction.

제어부(81)는 상태 신호 및 경보 신호를 생성할 수 있다. 제어부(81)는 현재 운전모드 상태, 슈퍼 커패시터 모듈(71)의 전압, 전류, 전력 상태 및 고장 상태 등을 포함하는 상태 신호를 생성한 후, 원격 감시부(89)로 전송한다. 또한 제어부(81)는 비상 운전 시작, 진행, 종료 등의 경보를 포함하는 상태 신호를 생성한 후, 원격 감시부(89)로 전송한다.The control unit 81 may generate a status signal and an alarm signal. The control unit 81 generates a status signal including the current operation mode state, the voltage, current, power state, and failure state of the supercapacitor module 71 , and then transmits it to the remote monitoring unit 89 . In addition, the control unit 81 generates a status signal including an alarm such as emergency operation start, progress, and end, and transmits it to the remote monitoring unit 89 .

원격 감시부(89)는 제어부(81)로부터 생성된 상태 신호 및 경보 신호에 대한 정보를 출력한다. 원격 감시부(89)는 액정, 모니터, 7-세크머트 등 다양한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.The remote monitoring unit 89 outputs information about the status signal and the alarm signal generated from the control unit 81 . The remote monitoring unit 89 may include various display devices such as a liquid crystal display, a monitor, and a 7-secmat.

본 실시예에 따른 비상구출 운전장치(70)에 사용되는 슈퍼 커패시터(72)에 대해서 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3은 도 2의 슈퍼 커패시터 모듈의 슈퍼 커패시터를 설명하는 도면이고, 도 4는 도 3의 A 부분의 확대도로서, 케이스의 상부에 상부 단자판이 고정된 상태를 설명하는 도면이며, 도 5는 도 4의 가스 배출부를 설명하는 도면이다. The supercapacitor 72 used in the emergency rescue operation device 70 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5 . 3 is a view for explaining a supercapacitor of the supercapacitor module of FIG. 2 , FIG. 4 is an enlarged view of part A of FIG. 3 , and is a view for explaining a state in which the upper terminal plate is fixed to the upper part of the case, FIG. It is a view explaining the gas discharge part of FIG.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 슈퍼 커패시터(72)는 축전 소자(10), 하부 단자판(20), 금속 소재로 제조된 관형의 케이스(30), 상부 단자판(40) 및 고무 소재의 가스켓(60)을 포함한다. 축전 소자(10)는 전기화학 에너지를 저장한다. 하부 단자판(20)은 축전 소자(10)의 하부에 접합된다. 케이스(30)는 한 쪽에 개방부(31)가 형성되어 있고, 하부 단자판(20)이 바닥면을 향하도록 개방부(31)를 통하여 축전 소자(10)가 삽입되어 내장된다. 상부 단자판(40)은 케이스(30)의 개방부(31)에 삽입되어 축전 소자(10)에 전기적으로 연결되며, 케이스(30)의 상단부에 대한 비딩(beading) 및 컬링(curling)으로 고정된다. 그리고 가스켓(60)은 상부 단자판(40)과 케이스(30) 사이에 개재된다.3 to 5 , the supercapacitor 72 according to the present embodiment includes a power storage element 10 , a lower terminal plate 20 , a tubular case 30 made of a metal material, an upper terminal plate 40 , and It includes a gasket 60 made of a rubber material. The power storage element 10 stores electrochemical energy. The lower terminal plate 20 is bonded to the lower portion of the power storage element 10 . The case 30 has an open part 31 formed on one side, and the power storage element 10 is inserted through the opening part 31 so that the lower terminal plate 20 faces the bottom. The upper terminal plate 40 is inserted into the opening 31 of the case 30 and electrically connected to the power storage element 10 , and is fixed by beading and curling to the upper end of the case 30 . . And the gasket 60 is interposed between the upper terminal plate 40 and the case 30 .

본 실시예에 따른 케이스(30) 형태에 따라 슈퍼 커패시터(72)는 원통형 구조로 구현된 예를 개시하였지만, 사각기둥의 형태로 구현될 수도 있다.According to the shape of the case 30 according to the present embodiment, the supercapacitor 72 has been described as having a cylindrical structure, but it may also be implemented in the shape of a square column.

여기서, 축전 소자(10)는 권심(11; winding core)과, 권심(11)에 권취된 전극 적층체(13)를 포함한다. 전극 적층체(13)의 하부와 상부에 각각 바텀 인너 플레이트(15; bottom inner plate)와 탑 인너 플레이트(17; top inner plate)가 접합된다.Here, the power storage element 10 includes a winding core 11 and an electrode stack 13 wound around the winding core 11 . A bottom inner plate 15 and a top inner plate 17 are bonded to the lower and upper portions of the electrode stack 13 , respectively.

전극 적층체(13)는 양극, 음극, 분리막 및 전해액을 포함한다. 양극은 산화 반응에 의해 전자를 생성한다. 음극은 생성된 전자를 흡수하여 환원반응이 일어난다. 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되어 음극과 양극을 물리적으로 분리시켜 산화반응과 환원반응이 일어나는 장소를 격리하여 서로 구분한다. 전해액은 양극 및 음극에 전기에너지를 저장시키는 이온의 이동매개체이다. 이러한 전극 적층체(13)는 양극, 음극 및 분리막이 권심(11)을 중심으로 차례로 권취되어 전체적으로 원통 형상을 이룬다. 예컨대 전극 적층체(13)는 슈퍼 커패시터, 전기 이중층 커패시터(EDLC), 리튬 이온 커패시터(LIC)를 형성하는 셀 구조를 가질 수 있다.The electrode stack 13 includes an anode, a cathode, a separator, and an electrolyte. The anode generates electrons by oxidation. The cathode absorbs the generated electrons and a reduction reaction occurs. The separator is interposed between the negative electrode and the positive electrode to physically separate the negative electrode and the positive electrode to isolate the place where the oxidation reaction and the reduction reaction occur to separate them from each other. Electrolyte is a transport medium of ions that stores electrical energy in the anode and cathode. In the electrode stack 13 , the positive electrode, the negative electrode, and the separator are sequentially wound around the core 11 to form a cylindrical shape as a whole. For example, the electrode stack 13 may have a cell structure forming a supercapacitor, an electric double layer capacitor (EDLC), and a lithium ion capacitor (LIC).

케이스(30)는 축전 소자(10)를 외부와 격리시키기 위한 것으로, 축전 소자(10)의 종류에 따라 다양한 소재와 형상으로 제조될 수 있다. 케이스(30)는 관형으로, 한 쪽에 개방부(31)가 형성되고 반대쪽은 막혀 있는 형태를 갖는다. 케이스(30)는 개방부(31)를 통하여 축전 소자(10)가 삽입되어 내장될 수 있는 내부 공간(33)이 마련되어 있다. 케이스(30)의 소재로는 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 주석 도금강 등의 금속 소재가 사용될 수 있다.The case 30 is for isolating the power storage element 10 from the outside, and may be manufactured in various materials and shapes depending on the type of the power storage element 10 . The case 30 has a tubular shape, with an opening 31 formed on one side and closed on the other side. The case 30 is provided with an internal space 33 into which the power storage element 10 can be inserted through the opening 31 . As a material of the case 30, a metal material such as aluminum, stainless steel, or tin-plated steel may be used.

케이스(30)에서 “B”는 비딩 부분을 나타내고, “C”는 컬링 부분을 나타낸다. 비딩 부분은 케이스(30)의 외측면에서 안쪽으로 오목하게 형성된다. 컬링 부분은 케이스(30)의 상단을 C 자형으로 굽혀서, 가스켓(60) 및 절연판(49)에 밀착시켜 형성한다. 이로 인해 케이스(30)와 상부 단자판(40)은 전기적으로 이격되어 있다.In the case 30, “B” denotes a beading part, and “C” denotes a curling part. The beading portion is formed to be concave inwardly from the outer surface of the case 30 . The curling portion is formed by bending the upper end of the case 30 into a C shape and adhering to the gasket 60 and the insulating plate 49 . As a result, the case 30 and the upper terminal plate 40 are electrically separated from each other.

하부 단자판(20)은 축전 소자(10)의 하부에 접합되되, 바텀 인너 플레이트(15)를 매개로 접합된다. 하부 단자판(20)의 접합 방법으로 레이저 용접 또는 초음파 용접 방법이 사용될 수 있다.The lower terminal plate 20 is bonded to the lower portion of the power storage element 10 , and is bonded through the bottom inner plate 15 . A laser welding or ultrasonic welding method may be used as a bonding method of the lower terminal plate 20 .

상부 단자판(40)은 축전 소자(10)의 상부에 접합되되, 탑 인너 플레이트(17)를 매개로 접합된다. 상부 단자판(40)의 접합 방법으로 레이저 용접 또는 초음파 용접 방법이 사용될 수 있다.The upper terminal plate 40 is bonded to the upper portion of the power storage element 10 , and is bonded through the top inner plate 17 . A laser welding or ultrasonic welding method may be used as a bonding method of the upper terminal plate 40 .

이 때, 하부 단자판(20) 및 상부 단자판(40)은 케이스(30)와 동일한 금속 소재로 제조될 수 있다.In this case, the lower terminal board 20 and the upper terminal board 40 may be made of the same metal material as the case 30 .

또한 바텀 인너 플레이트(15) 및 탑 인너 플레이트(17)는 전극 적층체(13)의 하부면 및 상부면과 각각 전면에 접합되어 전기적으로 연결된다. 또한 하부 단자판(20) 및 상부 단자판(40)은 바텀 인너 플레이트(15) 및 탑 인너 플레이트(17)를 통하여 전극 적층체(13)에 전기적으로 연결되기 때문에, 본 실시예에 따른 액시얼 타입의 슈퍼 커패시터(72)의 출력 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the bottom inner plate 15 and the top inner plate 17 are electrically connected to the lower surface and the upper surface of the electrode stack 13 by bonding to the front surface, respectively. In addition, since the lower terminal board 20 and the upper terminal board 40 are electrically connected to the electrode stack 13 through the bottom inner plate 15 and the top inner plate 17, the axial type according to the present embodiment The output characteristics of the supercapacitor 72 may be improved.

이러한 상부 단자판(40)은 단자(47)를 구비하는 단자판 몸체(41), 절연판(49) 및 가스 배출부(51)를 포함한다. 단자판 몸체(41)는 상부에 단자(47)가 형성되고, 중심 부분에 체결 구멍(43)이 형성된다. 절연판(49)은 체결 구멍(43) 외측의 단자판 몸체(41)의 상부면에 부착되며, 가장자리 부분에 가스켓(60)의 테두리와 컬링된 케이스(30)의 상단부가 밀착되어 고정된다. 그리고 가스 배출부(51)는 체결 구멍(43)에 체결되며, 케이스(30) 내부에서 발생되는 가스를 체결 구멍(43)을 통하여 외부로 배출시킨다.The upper terminal plate 40 includes a terminal plate body 41 having a terminal 47 , an insulating plate 49 , and a gas discharge unit 51 . The terminal plate body 41 has a terminal 47 formed thereon and a fastening hole 43 formed in a central portion thereof. The insulating plate 49 is attached to the upper surface of the terminal plate body 41 outside the fastening hole 43 , and the edge of the gasket 60 and the upper end of the curled case 30 are fixed in close contact with each other. And the gas discharge part 51 is fastened to the fastening hole 43 , and discharges the gas generated inside the case 30 to the outside through the fastening hole 43 .

여기서, 단자(47)는 단자판 몸체(41)의 상부면의 중심 부분에서 돌출되게 형성된다. 단자(47)의 안쪽에 체결 구멍(43)이 형성되고, 단자(47)의 외측에 단자(47)보다는 낮게 절연판(49)이 위치한다.Here, the terminal 47 is formed to protrude from the central portion of the upper surface of the terminal plate body 41 . A fastening hole 43 is formed inside the terminal 47 , and the insulating plate 49 is positioned lower than the terminal 47 on the outside of the terminal 47 .

절연판(49)은 케이스(30)와 상부 단자판(40) 간의 전기적 쇼트를 방지한다. 절연판(49)은 컬링되는 케이스(30)의 상단부가 가스켓(60)과 함께 안정적으로 상부 단자판(40)에 안정적으로 밀착될 수 있도록 한다. 여기서 절연판(49)의 소재로는 PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PPS(polyphenylene sulfide), PEEK(polyetherether ketone) 또는 PTFE(polytetrafluoroethylene) 등과 같은 플라스틱 소재가 사용될 수 있다.The insulating plate 49 prevents an electric short between the case 30 and the upper terminal plate 40 . The insulating plate 49 allows the upper end of the case 30 to be curled to be stably adhered to the upper terminal plate 40 together with the gasket 60 . Here, as a material of the insulating plate 49, a plastic material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherether ketone (PEEK), or polytetrafluoroethylene (PTFE) may be used.

가스 배출부(51)는 체결 구멍(43)의 하부에 삽입되는 고무 마개(53)와, 고무 마개(53)의 상부의 체결 구멍(43)에 결합되는 봉합 볼트(55)를 포함한다. 여기서 체결 구멍(43)은 단자판 몸체(41)의 하부면과 연결되는 삽입 구멍(44)과, 삽입 구멍(44)보다 넓은 내경을 가지며 봉합 볼트(55)가 체결되는 볼트 체결 구멍(45)을 포함한다. 봉합 볼트(55)는 중심 부분에 관통되게 구멍이 형성되어 있다.The gas discharge unit 51 includes a rubber stopper 53 inserted into the lower portion of the fastening hole 43 , and a sealing bolt 55 coupled to the fastening hole 43 of the upper portion of the rubber stopper 53 . Here, the fastening hole 43 includes an insertion hole 44 connected to the lower surface of the terminal board body 41 and a bolt fastening hole 45 having an inner diameter wider than the insertion hole 44 and to which the sealing bolt 55 is fastened. include The suturing bolt 55 has a hole formed therein through the central portion.

봉합 볼트(55)는 고무 마개(53)를 눌러 체결 구멍(43)을 봉합하게 된다. 케이스(30)의 내부 공간(33)에서 가스가 발생되면, 가스는 고무 마개(53)를 봉합 볼트(55) 쪽으로 밀어 올리게 된다. 가스에 의해 작용하는 압력에 의해 고무 마개(53)가 수축하여 고무 마개(55)와 삽입 구멍(44) 사이에 틈이 발생되면, 해당 틈을 통하여 가스가 빠져나가게 된다. 고무 마개(53)와 삽입 구멍(44) 사이의 틈을 통하여 빠져나간 가스는 봉합 볼트(55)에 형성된 구멍과, 봉합 볼트(55)와 볼트 체결 구멍 (45)사이에 틈을 통하여 외부로 배출된다.The sealing bolt 55 presses the rubber stopper 53 to seal the fastening hole 43 . When gas is generated in the inner space 33 of the case 30 , the gas pushes the rubber stopper 53 toward the sealing bolt 55 . When the rubber stopper 53 is contracted by the pressure applied by the gas and a gap is generated between the rubber stopper 55 and the insertion hole 44, the gas escapes through the gap. The gas that escapes through the gap between the rubber stopper 53 and the insertion hole 44 is discharged to the outside through the hole formed in the sealing bolt 55 and the gap between the sealing bolt 55 and the bolt fastening hole 45 do.

그리고 어느 정도의 가스가 배출되면, 수축된 고무 마개(53)는 복원력에 의해 원래의 형태로 복원되어 삽입 구멍(44)을 다시 막게 된다.And when a certain amount of gas is discharged, the contracted rubber stopper 53 is restored to its original shape by the restoring force to block the insertion hole 44 again.

한편, 가스 배출부(51)를 통하여 체결 구멍(43)을 봉합하기 전에, 체결 구멍(43)을 통하여 전해액을 케이스(30)의 내부 공간(33)으로 주입할 수 있다. 이 때, 전해액의 주입은 상부 단자판(40)으로 케이스(30)의 개방부(31)를 봉합한 이후에 수행하는 것이 바람직하다. 전해액을 주입한 이후에, 가스 배출부(51)로 체결 구멍(43)을 봉합한다.Meanwhile, before sealing the fastening hole 43 through the gas discharge part 51 , the electrolyte may be injected into the inner space 33 of the case 30 through the fastening hole 43 . At this time, the injection of the electrolyte is preferably performed after sealing the opening 31 of the case 30 with the upper terminal plate 40 . After injecting the electrolyte, the fastening hole 43 is sealed with the gas discharge unit 51 .

그리고 가스켓(60)은 케이스(30)와 상부 단자판(40) 사이에 전해액의 누액이 발생되는 억제한다. 가스켓(60)의 소재로는 뷰틸 고무가 사용될 수 있다.And the gasket 60 suppresses the leakage of electrolyte between the case 30 and the upper terminal plate 40 . As a material of the gasket 60, butyl rubber may be used.

이와 같이 케이스(30)의 개방부(31)를 통하여 하부 단자판(20), 축전 소자(10) 및 상부 단자판(40)이 케이스(30)의 내부 공간(33)에 삽입된 후, 가스켓(60)을 매개로 케이스(30)의 상단부가 비딩과 컬링으로 상부 단자판(40)에 밀착되어 케이스(30)의 개방부(31)를 봉합하게 된다. 즉 본 실시예에서는 상부 단자판(40)에 대한 용접 없이 비딩과 컬링으로 케이스(30)의 개방부(31)를 상부 단자판(40)으로 봉합할 수 있기 때문에, 케이스(30)의 개방부(31) 봉합을 보다 간소하게 수행할 수 있다. 또한 용접 없이 케이스(30)의 개방부(31)를 봉합할 수 있기 때문에, 기존의 용접 부분을 통한 전해액의 누액 문제를 해소할 수 있고, 외부의 충격에 대한 강성도 높일 수 있다.As described above, after the lower terminal board 20 , the power storage element 10 , and the upper terminal board 40 are inserted into the inner space 33 of the case 30 through the opening 31 of the case 30 , the gasket 60 ), the upper end of the case 30 is in close contact with the upper terminal plate 40 by beading and curling to seal the open portion 31 of the case 30 . That is, in the present embodiment, since the opening 31 of the case 30 can be sealed with the upper terminal plate 40 by beading and curling without welding to the upper terminal plate 40 , the opening 31 of the case 30 . ) sutures can be performed more simply. In addition, since the opening 31 of the case 30 can be sealed without welding, it is possible to solve the problem of leakage of electrolyte through the existing welding part, and the rigidity against external impact can be increased.

본 실시예에 따른 슈퍼 커패시터(72)는 구조가 단단하여 제조 공정을 간소화할 수 있다. 즉 용접은 하부 및 상부 단자판(20,40)을 축전 소자(10)에 접합할 때만 수행하기 때문에, 기존에 비해서 용접 횟수를 많이 줄일 수 있다. 이로 인해 다수의 용접에 따른 용접 불량이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 용접 횟수를 줄임으로써, 슈퍼 커패시터(72)의 제조 공정을 간소화할 수 있고, 이로 인해 제조 공정의 신뢰성을 높일 수 있는 이점도 있다.The supercapacitor 72 according to the present embodiment has a rigid structure, and thus a manufacturing process may be simplified. That is, since the welding is performed only when the lower and upper terminal plates 20 and 40 are joined to the power storage element 10 , the number of welding can be greatly reduced compared to the conventional one. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of welding defects due to a large number of welding. By reducing the number of welding, the manufacturing process of the supercapacitor 72 can be simplified, and thereby, there is also an advantage in that the reliability of the manufacturing process can be increased.

그리고 본 실시예에 따른 슈퍼 커패시터(72)는 상부 단자판(40)에 설치되는 고무 마개(53)와 봉합 볼트(55)를 포함하는 가스 배출부(51)를 통하여 케이스(30)의 내부에서 발생되는 가스를 외부로 원활히 배출시킬 수 있기 때문에, 가스 배출부(51)의 구조를 간소화할 수 있다.And the supercapacitor 72 according to this embodiment is generated inside the case 30 through the gas outlet 51 including the rubber stopper 53 and the sealing bolt 55 installed on the upper terminal plate 40. Since the used gas can be smoothly discharged to the outside, the structure of the gas discharge unit 51 can be simplified.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Anyone with ordinary skill in the art can make various modifications, of course, and such changes are within the scope of the claims.

10: 축전 소자
11: 권심
13: 전극 적층체
15: 바텀 인너 플레이트
17: 탑 인너 플레이트
20: 하부 단자판
30: 케이스
31: 개방부
33: 내부 공간
40: 상부 단자판
41: 단자판 몸체
43: 체결 구멍
44: 삽입 구멍
45: 볼트 체결 구멍
47: 단자
49: 절연판
51: 가스 배출부
53: 고무 마개
55: 봉합 볼트
60: 가스켓
70: 비상구출 운전장치
71: 슈퍼 커패시터 모듈
72: 슈퍼 커패시터
73: 전원 입출력부
75: 절연 변압기
77: 전동기 제어반
79: 터미널블록
81: 제어부
83: 충전부
85: 보조 인버터
87: 신호 입출력부
89: 원격 감시부
90: 승강기
91: 상용 전원
92: 컨버터
93: 인버터
94: 전동기
95: 풀리
96: 탑승카
97: 균형추
100: 승강기 시스템10: power storage element
11: the heart
13: electrode laminate
15: bottom inner plate
17: top inner plate
20: lower terminal block
30: case
31: opening
33: interior space
40: upper terminal block
41: terminal block body
43: fastening hole
44: insertion hole
45: bolted hole
47: terminal
49: insulation plate
51: gas outlet
53: rubber stopper
55: suture bolt
60: gasket
70: emergency rescue operation device
71: super capacitor module
72: super capacitor
73: power input/output unit
75: isolation transformer
77: electric motor control panel
79: terminal block
81: control unit
83: charging part
85: auxiliary inverter
87: signal input/output unit
89: remote monitoring unit
90: elevator
91: commercial power
92: converter
93: inverter
94: electric motor
95: pulley
96: boarding car
97: counterweight
100: elevator system

Claims

a supercapacitor module having a plurality of supercapacitors for supplying auxiliary power to the elevator by subsidizing commercial power;
a power input/output unit receiving the commercial power and outputting the auxiliary power; and
When the elevator operates normally, the commercial power is controlled to be charged to the supercapacitor module, and when the elevator performs an emergency operation, the auxiliary power is controlled to be output to the elevator. Including; a control unit for moving to the nearest floor in
Each of the plurality of supercapacitors,
a power storage element for storing electrochemical energy;
a lower terminal plate joined to a lower portion of the power storage element;
a tubular case made of a metal material having an opening formed on one side and into which the power storage element is inserted through the opening so that the lower terminal plate faces the bottom;
an upper terminal plate inserted into the opening of the case, electrically connected to the power storage element, and fixed by beading and curling to the upper end of the case; and
and a rubber gasket interposed between the upper terminal plate and the case.
The upper terminal plate,
a terminal board body having a terminal and a fastening hole formed in a central portion thereof;
an insulating plate attached to the upper surface of the terminal board body outside the fastening hole and fixed to an edge of the gasket by being in close contact with the edge of the gasket and the curled upper end of the case; and
a gas discharge unit fastened to the fastening hole and discharging gas generated inside the case to the outside through the fastening hole;
Emergency rescue operation device for an elevator including a super capacitor module, characterized in that it comprises a.

The method of claim 1,
a charging unit connected between the supercapacitor module and the power input/output unit to convert the commercial power into direct current to charge the supercapacitor module; and
an auxiliary inverter connected between the supercapacitor module and the power input/output unit to convert the auxiliary power into AC and output to the elevator;
Emergency rescue operation device for an elevator including a super capacitor module, characterized in that it further comprises.

delete

The method of claim 1,
The power storage element,
an electrode laminate including a positive electrode, a separator, a negative electrode, and an electrolyte;
a bottom inner plate interposed between a lower portion of the electrode stack and a lower terminal plate and joined; and
a top inner plate interposed between an upper portion of the electrode stack and an upper terminal plate and joined;
Emergency rescue operation device for an elevator including a super capacitor module, characterized in that it comprises a.

delete