KR102364343B1 - Ess 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ESS 시스템에 관한 것으로, 발전기에서 생성되는 전력으로 충전되는 다수개의 ESS(Energy Storage System)용 배터리랙이 수용되는 컨테이너부; 상기 ESS용 배터리랙을 냉각시키도록 상기 컨테이너부의 내부공간에 냉기를 공급하는 냉각부; 및 상기 냉기를 순환시키도록 상기 컨테이너부 내의 냉기를 흡입하여 상기 냉각부에 공급하는 순환부;를 포함한다.

Description

ESS 시스템{ESS System}
본 발명은 ESS 시스템에 관한 것으로, 컨테이너 내부에 수용된 배터리랙의 냉각 효율을 높여 화재를 방지할 수 있고, 배터리모듈들을 냉각시켜 온도편차를 줄일 수 있는 ESS 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 부실등의 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.
따라서, 배터리의 온도를 실시간으로 파악하고, 배터리가 과열될 시 즉각적으로 온도를 낮출 수 있는 ESS 시스템의 개발이 절실한 실정이다.
한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허 제10-2071792호
본 발명은, 컨테이너 내부에 수용된 배터리랙의 냉각 효율을 높여 화재를 방지할 수 있고, 배터리모듈들을 냉각시켜 온도편차를 줄일 수 있는 ESS 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 배터리모듈의 온도 및 전압을 실시간으로 측정하여 화재발생이 예상되면 배터리모듈을 급속 냉각시켜 화재발생을 미연에 방지하고, 배터리모듈의 온도가 감소되지 아니할 경우 관리자가 원격으로 전원을 선택적으로 차단할 수 있으며, 관리자가 원격지에서 화재발생 신호를 확인하지 않을 시에는 배터리모듈의 전원을 자동으로 차단할 수 있는 ESS 시스템을 제공하는 데에도 그 목적이 있다.
또한, 각각의 배터리모듈에 저장된 에너지를 계측하는 계측기를 적용하여, 각 계측부가 서로 공유되어 평균 값을 출력하고, 각 배터리모듈에 저장된 에너지 양을 판단하며, 사용되는 에너지 양을 판단 및 확인하여, 에너지 양이 적은 배터리모듈에 에너지 양이 많은 배터리모듈의 에너지가 공유되도록 할 수 있는 ESS 시스템을 제공하는 데에도 그 목적이 있다.
그리고, 컨테이너를 단열처리 함으로써, 외부열이 컨테이너의 내부로 침투하는 것을 방지하면서 컨테이너 내에 생성되는 냉기의 유출은 최소화할 수 있는 ESS 시스템을 제공하는 데에도 그 목적이 있다.
또한, 컨테이너의 외부를 냉각하여 배터리모듈이 가열되는 것을 방지하고, 컨테이너를 냉각시키는 냉각부에서 생성되는 냉기가 컨테이너에 고루게 분사되도록 함으로써, 컨테이너 및 배터리모듈의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 ESS용 시스템을 제공하는 데에도 그 목적이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템은. 발전기에서 생성되는 전력으로 충전되는 다수개의 ESS(Energy Storage System)용 배터리랙이 수용되는 컨테이너부; 상기 ESS용 배터리랙을 냉각시키도록 상기 컨테이너부의 내부공간에 냉기를 공급하는 냉각부; 및 상기 냉기를 순환시키도록 상기 컨테이너부 내의 냉기를 흡입하여 상기 냉각부에 공급하는 순환부;를 포함한다.
그리고, 상기 배터리랙을 급속냉각시키도록 마련되는 급속냉각부; 상기 ESS용 배터리랙의 온도 및 전압 상태에 따라 상기 급속냉각부의 온/오프 동작 여부를 제어하는 배터리랙 관리부; 및 상기 컨테이너부의 내부 설치되며 상기 ESS용 배터리랙이 연소될 때 발생되는 유독성 가스의 농도를 측정하는 가스농도측정센서;를 더 포함한다.
또한, 상기 급속냉각부는, 상기 ESS용 배터리랙의 일측에 각각 배치되고, 상기 ESS용 배터리랙과 마주하는 면이 개방되며, 내부에 수직,수평 방향으로 서로 교차되도록 배치되는 다수개의 구획벽에 의해 다수개의 수납공간이 형성된 함체; 상기 함체의 수납공간에 각각 수용되며, 내부에 ESS용 배터리랙을 급냉 시키기 위한 냉기가 충전되고, ESS용 배터리랙과 마주하는 면에는 상기 제어부에 의해 제어되는 전자밸브에 의해 개방 또는 폐쇄가 이루어지는 배출관이 돌출 형성된 포켓부; 및 상기 배출관에 의해 배출되는 냉기가 상기 ESS용 배터리랙에 고루게 분사되도록 상기 함체를 좌,우 방향으로 소정각도 회전시키는 모터 및 상기 모터를 승강시키는 실린더를 포함하는 배출제어부;를 포함한다.
그리고, 상기 배터리랙 관리부는, 기 설정된 시간간격으로 상기 ESS용 배터리랙의 온도를 측정하는 온도측정센서; 기 설정된 시간간격으로 상기 ESS용 배터리랙의 전압을 측정하는 전압 측정부; 및 상기 온도측정센서 및 전압 측정부에서 측정된 ESS용 배터리랙의 온도 및 전압에 따라 상기 급속냉각부의 온/오프 작동을 제어하며, 상기 온도측정센서가 측정한 ESS용 배터리랙의 온도 및 상기 전압 측정부가 측정한 ESS용 배터리랙의 전압 중 적어도 하나 이상을 관리기기에 실시간으로 전송하도록 프로그래밍되는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 ESS용 배터리랙은 상기 급속냉각부가 작동되고 있는 상태에서도 그 전압이나 온도가 감소되지 아니할 경우, 그 작동이 관리기기에 의해 원격으로 오프되도록 프로그래밍 된다.
그리고, 상기 제어부는 ESS용 배터리랙의 온도 및 전압 중 어느 하나 이상이 기설정 된 값 이상일 경우 관리기기에 이상신호를 전송하고, 관리자가 관리기기로 전송된 이상신호를 확인하지 아니할 경우 ESS용 배터리랙의 전원을 자동으로 차단하도록 프로그래밍된다.
또한, 상기 ESS용 배터리랙과 각각 연결되어, 각각의 ESS용 배터리랙에 저장된 에너지를 계측하는 계측기들을 더 포함하되, 각 계측부가 서로 공유되어 평균 값을 출력하고, 각 ESS용 배터리랙에 저장된 에너지 양을 판단하며, 사용되는 에너지 양을 판단 및 확인하여, 에너지 양이 적은 ESS용 배터리랙에 에너지 양이 많은 ESS용 배터리랙의 에너지가 공유되도록 프로그래밍 된다.
그리고, 상기 컨테이너부가 수용되는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은 상기 컨테이너부의 좌,우측면과 각각 소정간격 이격되도록 배치되는 한 쌍의 제1 벽체부; 상기 컨테이너부의 전,후측 면과 각각 소정간격 이격되도록 배치되며, 양단이 상기 제1 벽체부와 연결되는 한 쌍의 제2 벽체부; 및 상기 제1,2 벽체부의 상면에 공동으로 안착되며, 상기 컨테이너부의 상면과 소정간격 이격되는 천장부;를 포함한다.
또한, 상기 하우징에 설치되는 단열부를 더 포함하고, 상기 단열부는 상기 제1 벽체부와 제2 벽체부 및 천장부의 외면에 각각 설치되는 단열재; 및 상기 제1 벽체부와 제2 벽체부 및 천장부의 내면에 각각 설치되며, 상기 외부 냉각부에서 발생되는 냉기를 흡수하여 상기 컨테이너부에 전달하는 열전도매체부;를 포함한다.
또한, 상기 단열부와 컨테이너부의 사이에 배치되고, 이송부에 의해 상기 컨테이너부를 따라 이동되면서 냉기를 분사하는 외부 냉각부를 더 포함한다.
그리고, 상기 이송부는, 상기 컨테이너부의 전,후,좌,우측면과 각각 마주하도록 배치되는 복수개의 수직바; 상기 컨테이너부의 상면과 소정간격 이격되는 수평바; 상기 수직바에 각각 설치되며 어느 하나의 외부 냉각부를 승강시키는 승강실린더; 및 상기 수평바의 저면에 설치되며 다른 하나의 외부 냉각부를 수평방향으로 왕복이동 시키는 수평방향 이송실린더;를 포함한다.
또한, 상기 외부 냉각부에서 분사되는 냉기의 방향을 가변시키는 가변부를 더 포함하고, 상기 가변부는, 상기 승강실린더의 피스톤 및 수평방향 이송실린더의 피스톤에 각각 설치되고, 상기 외부 냉각부를 틸팅시키도록 탄성재질로 형성되는 틸팅부; 상기 승강실린더의 피스톤 및 수평방향 이동실린더의 피스톤에 각각 설치되며 상기 외부 냉각부와 함께 이동되는 브라켓; 상기 브라켓에 각각 결합되는 모터; 및 상기 모터의 동력으로 회전되면서 상기 외부 냉각부를 타격하는 타격부;를 포함하고, 상기 모터는 기 설정된 시간 간격으로 구동하도록 프로그래밍되며, 상기 타격부가 상기 외부 냉각부를 타격시 상기 틸팅부가 탄성적으로 휘어져 상기 외부 냉각부에서 분사되는 냉기의 방향이 가변된다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 컨테이너 내부에 수용된 배터리랙의 냉각 효율을 높여 화재를 방지할 수 있고, 배터리모듈들을 냉각시켜 온도편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 배터리모듈의 온도 및 전압을 실시간으로 측정하여 화재발생이 예상되면 배터리모듈을 급속 냉각시켜 화재발생을 미연에 방지하고, 배터리모듈의 온도가 감소되지 아니할 경우 관리자가 원격으로 전원을 선택적으로 차단할 수 있으며, 관리자가 원격지에서 화재발생 신호를 확인하지 않을 시에는 배터리모듈의 전원을 자동으로 차단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 각각의 배터리모듈에 저장된 에너지를 계측하는 계측기를 적용하여, 각 계측부가 서로 공유되어 평균 값을 출력하고, 각 배터리모듈에 저장된 에너지 양을 판단하며, 사용되는 에너지 양을 판단 및 확인하여, 에너지 양이 적은 배터리모듈에 에너지 양이 많은 배터리모듈의 에너지가 공유되도록 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 컨테이너를 단열처리 함으로써, 외부열이 컨테이너의 내부로 침투하는 것을 방지하면서 컨테이너 내에 생성되는 냉기의 유출은 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 컨테이너의 외부를 냉각하여 배터리모듈이 가열되는 것을 방지하고, 컨테이너를 냉각시키는 냉각부에서 생성되는 냉기가 컨테이너에 고루게 분사되도록 함으로써, 컨테이너 및 배터리모듈의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템의 내부 구조를 도시한 도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템의 연결관계를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 급속냉각부를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 급속냉각부와 ESS용 배터리랙의 배치상태를 도시한 도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 하우징을 도시한 도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 단열부와, 외부 냉각부와, 이송부 및 가변부를 도시한 도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템의 내부 구조를 도시한 도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템의 연결관계를 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 급속냉각부를 도시한 측면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 급속냉각부와 ESS용 배터리랙의 배치상태를 도시한 도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템은, 컨테이너부(1)와, 냉각부(10)와, 순환부(20)와 급속냉각부(30) 및 배터리랙 관리부(40) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
컨테이너부(1)는 내부에 빈 공간이 형성된 직육면체 형상을 갖는다.
컨테이너부(1)의 내부에는 다수개의 ESS(Energy Storage System)용 배터리랙이 수용된다.
ESS용 배터리랙(2)은 복수의 배터리모듈(2a)이 수납장(3)의 내부에 상,하로 이격되어 적층될 수 있는 구조를 이룬다.
컨테이너부(1)의 상측에는 ESS용 배터리랙(2)에 구비된 배터리모듈(2a)들을 충전 또는 방전하는 태양광 발전기의 태양광 패널이 설치된다.
ESS용 배터리랙(2)은 태양광 패널로부터 전력을 충전 또는 방전한다.
ESS용 배터리랙(2)은 태양광 패널로부터 전력을 축전하여 충전 또는 방전하는 것으로서, 컨테이너부(1)의 내부에 마련된 전력기계 또는 컨테이너부 박스 주변에 위치한 전력장치에 전기를 공급하는 역할을 한다.
이때, ESS용 배터리랙(2)은 전력을 충전할 수 있는 리튬이온, 니켈, 납축전지 등으로 형성될 수 있다. 이와 같이 ESS용 배터리랙(2)에 전력을 저장하였다가 부하측 소비전력이 많은 시기에 공급함으로써 전력 비용절감 및 효과적인 에너지 사용을 할 수 있다.
ESS용 배터리랙(2)의 용량은 컨테이너부(1)의 내부에 마련된 전력기계에 필요한 용량 또는 컨테이너부(1)에서 그 주변에 전력을 공급 할 수 있는 만큼의 용량으로 설계되는 것이 바람직하다. 즉, 도서 산간지역 및 독립된 특수지역, 캠핑용 차량 및 컨테이너부 이동형 주택의 필요한 전력량을 고려하여 설계될 수 있다. 또한, 중소규모 통신기지국 군사시설 및 그 외 정전이 허용되지 않는 장소 및 한전전력 공급이 불가한 이동형 컨테이너부 주택의 필요한 전력량을 고려하며, 장마철 등을 고려하여 7일 정도 사용할 수 있는 정도로 설계되는 것이 바람직하다.
컨테이너부(1)의 내부공간에 ESS용 배터리랙(2)이 연소될 때 발생되는 유독성 가스를 측정하는 가스농도측정센서(50)가 설치된다.
가스농도측정센서(50)는 컨테이너부(1) 내의 유독성 가스를 실시간으로 측정하여 후술되는 제어부(43)에 전송하고, 제어부(43)는 PC나 스마트폰과 같은 관리자 관리기기로 전송하여 관리자에게 알려, 관리자가 모르고 컨테이너부(1)에 들어가 유독성 가스에 중독되는 것을 방지한다.
냉각부(10)는 컨테이너부(1)의 내부를 냉각해서 ESS용 배터리랙(2)에 구비된 다수 개의 배터리를 일정 온도로 유지하고 그 온도 편차가 일정치 이내로 유지될 수 있게 한다.
냉각부(10)는 컨테이너부(1)의 천장면 또는 내벽면에 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다.
이때, 냉각부(10)의 개수 및 위치는 제한되지 않는다.
냉각부(10)는 냉각장치(11) 및 냉각팬(12)을 포함할 수 있다.
냉각장치(11)는 또는 냉각블록 및 냉각블록에 매립되는 냉각관으로 구성되거나 또는, 펠티어 소자로만 형성될 수 있다.
냉각관의 내부에는 냉매 공급장치로부터 공급되는 냉매를 순환시키는 순환관이 매립될 수 있다.
이때, 냉각장치(11)는 펠티어 소자, 냉각블록, 냉각관에 제한되지 않으며, 냉기를 생성할 수 있는 공지된 각종 장치들 중에서 어느 하나로 적용될 수 있다.
냉각팬(12)은 냉각장치(11)의 상측 또는 하측에 배치될 수 있으며, 바람을 생성하여 냉각장치(11)에서 생성되는 냉기를 컨테이너부(1)의 내부공간에 공급함으로써, ESS용 배터리랙(2)의 배터리를 냉각시켜 일정 온도로 유지하고, 그 온도 편차가 일정치 이내로 유지될 수 있게 한다.
이러한 냉각장치(11) 및 냉각팬(12)은 도 1에 도시된 바와 같이 저면이 개방되고 내부에 빈 공간이 형성된 사각박스(B)의 내부에 수납될 수 있다.
냉각장치(11) 및 냉각팬(12) 중 적어도 하나 이상은 배터리모듈(2a)의 전압을 구동 전원으로 공급 받아 구동하여 해당 배터리모듈(2a)에 대한 냉각 동작을 수행할 수 있다.
순환부(20)는 냉기를 순환시키도록 컨테이너부(1) 내의 냉기를 흡입하여 냉각부(10)에 공급한다.
이를 위해 순환부(20)는 컨테이너부(1) 내의 냉기를 흡입하는 진공모터(21), 진공모터(21)에 의해 흡입된 냉기를 이송하는 이송관(22), 컨테이너부(1)의 상면에 설치되고, 냉각팬(12)의 상부에 위치되며 이송관(22)에서 배출되는 냉기가 냉각팬(12)에 공급되도록 하는 공급박스(23)를 포함할 수 있다.
이때, 컨테이너부(1)의 측면에 흡기홀이 형성되어 진공모터(21)가 컨테이너부(1) 내의 냉기를 흡입할 수 있고, 컨테이너부(1)의 상면에는 주입홀이 형성되어 공급박스(23)로 유입된 냉기는 냉각팬(12)으로 공급될 수 있다.
이러한 순환부(20)에 의해 ESS용 배터리랙(2)과 열교환되어 가열된 공기를 컨테이너부(1)에서 배출시킨 다음, 다시 냉각부(10)로 공급하여 냉각시킨 후, 컨테이너부(1)의 내부에 공급할 수 있다.
급속냉각부(30)는 ESS용 배터리랙(2)을 급속냉각시키도록 마련되고, 배터리랙 관리부(40)는 상기 ESS용 배터리랙(2)의 온도 및 전압 상태에 따라 급속냉각부(30)의 온/오프 동작여부를 제어한다.
먼저, 배터리랙 관리부(40)는 ESS용 배터리랙(2)의 온도 및 전압 상태에 따라 냉각장치(11) 및 냉각팬(12)의 온/오프 동작 여부를 제어하는 것으로, 온도측정센서(41)와, 전압 측정부(42) 및 제어부(43)를 포함할 수 있다.
온도측정센서(41)는 기 설정된 시간간격으로 ESS용 배터리랙(2)의 온도를 측정한다.
구체적으로, 온도측정센서(41)는 배터리모듈(2a)에 각각 설치되어, 각 배터리모듈(2a)의 온도를 기 설정된 시간간격으로 측정하여 제어부(43)에 온도 데이터를 전송한다.
그리고, 제어부(43)는 온도측정센서(41)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 온도가 기 설정된 값 이상일 경우 관리기기에 전송한다.
이때, 온도측정센서(41)는 기본 온도측정 간격은 1초 내외로 설정되고, 온도측정 간격은 주변 환경에 따라 관리자가 임의로 설정할 수 있다.
온도측정센서(41)는 열전쌍 온도센서, 반도체 온도센서 등의 센서로 형성될 수 있으며, 이 이외에도 EMS 즉, 에너지관리시스템(Energy Management System)에서 기존에 사용되는 센서도 포함하여 사용될 수 있다.
전압 측정부(42)는 배터리모듈(2a)에 각각 설치되어, 각 배터리모듈(2a)의 전압을 기 설정된 시간간격으로 측정하여 제어부(43)에 전압 데이터를 전송한다.
전압 측정부(42)는 공지의 제품을 사용하여 배터리모듈(2a)의 전압을 측정하고, 측정한 전압 데이터를 제어부(43)에 전송한다.
그리고, 제어부(43)는 전압 측정부(42)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 전압이 기 설정된 값 이상일 경우에도 관리기기에 전송한다.
따라서, 관리자가 배터리모듈(2a) 들의 온도 및 전압을 실시간으로 확인하여 안정적으로 운영하도록 할 수 있다.
제어부(43)는 공지의 통신부를 통해 관리기기에 배터리모듈(2a)의 온도 및 전압을 전송한다.
통신부는 버스바(bus bar)를 통해 전기적으로 상호 연결된 타 ESS용 배터리랙(2)과의 통신을 연결할 수 있다. 통신부에 의해 하나의 ESS용 배터리랙(2)을 구성하는 배터리모듈(2a)들은 상호 통신 연결되어, 해당 배터리모듈(2a)은, 자신의 모듈 정보를 타 배터리모듈(2a)로 송신할 수 있다. 그리고 타 배터리모듈(2a)로부터 그 모듈 정보를 수신할 수 있다.
전압 측정부(42)는 기본 전압측정 간격은 1초 내외로 설정되고, 전압측정 간격은 관리자가 임의로 설정할 수 있다.
제어부(43)는 온도측정센서(41) 및 전압 측정부(42)에서 측정된 ESS용 배터리랙(2)의 온도 및 전압에 따라 냉각부(10)의 온/오프 작동을 제어한다.
즉, 제어부(43)는 온도측정센서(41)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 온도가 기 설정된 온도 이상일 경우 또는 전압 측정부(42)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 전압이 기 설정된 전압 이상일 경우 냉각부(10)를 온 작동시켜 냉각시키고, 배터리모듈(2a)의 온도가 기 설정된 온도 이하이거나 또는, 기 설정된 전압 이하일 경우 냉각부(10)를 오프시키는 것이다.
이때, 제어부(43)로부터 냉각부(10) 중지 신호가 출력되면, 냉각부(10)가 구동하지 않도록 전압의 크기를 조절하여 출력할 수 있다.
이에, 냉각부(10)는 동작하지 않게 된다. 즉, 전술한 DC/DC 컨버터는, 제어부(43)의 제어에 따라 전압의 크기를 조절하여 냉각부(10)로 출력함으로써, 해당 냉각부(10) 동작의 온/오프를 제어하는 것이다.
한편, 전술한 배터리모듈(2a)의 기 설정 온도 및 기 설정 전압은 관리자가 임의로 설정할 수 있다.
한편, 급속냉각부(30)는 온도측정센서(41)가 측정한 ESS용 배터리랙(2)의 온도 또는 전압 측정부(42)가 측정한 ESS용 배터리랙(2)의 전압이 기 설정된 값 이상일 경우 제어부(43)에 의해 작동되어 상기 ESS용 배터리랙(2)을 급속으로 냉각시키는 것으로서, 도3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 함체(31)와, 포켓부(32)와, 냉기주입부 및 배출제어부(33)를 포함할 수 있다.
함체(31)는 ESS용 배터리랙(2)과 마주하도록 배치된다.
함체(31)는 ESS용 배터리랙(2)과 마주하는 일면이 개방되며, 내부에 빈 공간이 형성된 사각박스 형상으로 형성될 수 있다.
함체(31)의 내부공간에는 수직, 수평 방향으로 서로 교차되도록 배치되는 다수개의 구획벽이 설치된다.
구획벽에 의해 함체(31)의 내부에는 다수개의 수납공간이 형성된다.
이때, 도 1 및 도 3에 예시된 바와 같이 ESS용 배터리랙(2)이 5단으로 적층되는 경우, 구획벽은 수납공간과 대응되게 함체(31)에 5단의 수납공간을 형성한다.
포켓부(32)는 수납공간에 각각 수용된다.
포켓부(32)는 내부에 ESS용 배터리랙(2)을 급냉시키기 위한 냉기기 충전된다.
포켓부(32)는 ESS용 배터리랙(2)과 마주하는 면에 배출관(321)이 형성된다.
배출관(321)은 함체(31)의 외부로 돌출되어 ESS용 배터리랙(2)과 마주할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템은 포켓부(32)의 내부공간에 일정량의 냉기나 냉매를 주입하는 냉기주입부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
냉기주입부는 에어콤프레셔와 같이 냉기를 생성시킬 수 있는 공지의 제품으로 형성될 수 있다.
냉기 주입부는 다수개로 적용되어 포켓부(32)와 각각 연결관을 매개로 연결되거나 또는, 다수개의 분기관을 매개로 포켓부(32)들과 공동으로 연결될 수 있다.
나아가, 포켓부(32)의 내부에는 냉기나 냉매의 양을 측정하는 공지의 센서가 설치될 수 있다.
유량센서를 통해 포켓부(32)의 내부공간 면적에 대응되는 양의 냉기나 냉매를 정확하게 주입할 수 있다.
즉, 유량센서는 포켓부(32)의 내부공간 면적에 대응되는 양의 냉기나 냉매가 주입되면 주입부를 정지시키는 것이다.
배출관(321)에는 전자밸브(322)가 설치된다. 전자밸브(322)는 제어부(43)에 의해 작동되어 배출관(321)의 내부인 냉기배출통로를 개방 또는 폐쇄한다.
즉, 온도측정센서(41)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 온도가 기 설정된 온도 이상일 경우 또는 전압 측정부(42)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 전압이 기 설정된 전압 이상일 경우 제어부(43)는 전자밸브(322)를 개방시켜 포켓부(32) 내의 냉기가 배출관(321)을 통해 ESS용 배터리랙(2)에 배출되도록 하는 것이다. 결국 배출관(321)이 ESS용 배터리랙(2)의 바로 앞에서 냉기를 분사하여 ESS용 배터리랙(2)을 안정적인 온도와 전압으로 냉각시키게 된다.
그리고, 온도측정센서(41)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 온도가 기 설정된 온도 이하일 경우 또는 전압 측정부(42)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 전압이 기 설정된 전압 이하일 경우 제어부(43)는 전자밸브(322)를 폐쇄시켜 포켓부(32) 내의 냉기가 ESS용 배터리랙(2)에 분사되지 아니하도록 하는 것이다.
배출제어부(33)는 배출에 의해 배출되는 냉기가 ESS용 배터리랙(2)에 고루게 분사되도록 하는 구성이다.
즉, 포켓부(32) 및 배출관(321)은 고정된 상태를 유지함으로, 배출제어부(33)는 냉기의 배출방향을 다양하게 하도록 포켓부(32) 및 배출관(321)을 유동시키는 것이다.
이를 위해, 배출제어부(33)는 모터(331) 및 실린더(332)를 포함할 수 있다.
모터(331)는 모터축이 정방향 또는 역방향으로 회전되는 AC 모터 또는 DC 모터로 형성될 수 있다.
모터(331)의 모터축은 함체(31)의 저면에 결합된다.
모터(331)는 모터축이 좌측과 우측으로 소정각도 회전시키도록 프로그래밍 된다.
이때, 모터축의 회전각은 배출관(321)이 배터리모듈(2a)의 좌, 우 끝단을 벗어나지 않은 범위에서 회전된다.
실린더(332)는 컨테이너부(1)의 내부 바닥면에 설치되거나 또는 컨테이너부(1)의 바닥면에 매립될 수 있다. 그리고, 실린더(332)의 피스톤은 모터(331)의 저면에 결합된다.
실린더(332)는 유압 실린더(332), 공압에 의해 작동하는 리니어 실린더(332), 로드레스 실린더(332) 중 어느 하나로 적용될 수 있다.
피스톤은 모터(331)를 반복적으로 상승 또는 하강시켜 배출관(321)에서 배출되는 냉기의 분사 범위를 상,하 방향으로 다양하게 한다.
이상 설명한 모터(331) 및 실린더(332) 또한 온도측정센서(41)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 온도가 기 설정된 온도 이상일 경우 또는 전압 측정부(42)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 전압이 기 설정된 전압 이상일 경우 제어부(43)로부터 명령을 받아 작동하게 된다.
이때, 함체(31)의 넓이는 2개의 ESS용 배터리랙(2)과 동일한 넓이를 갖도록 형성된다.
즉, 도1을 기준으로 ESS용 배터리랙(2)은 N1 내지 N4열까지 존재함으로, 함체(31)는 2개로 적용되며, 어느 하나의 함체(31)에 수용된 포켓부(32)들은 N1 및 N2 열에 위치한 ESS용 배터리랙(2)에 공동으로 냉기를 분사하고, 다른 하나의 함체(31)에 수용된 포켓부(32)들은 N3 및 N4 열에 위치한 ESS용 배터리랙(2)에 공동으로 냉기를 분사한다.
나아가, 분사되는 냉기는 ESS용 배터리랙(2)과 수납장(3)의 수직벽(3a) 사이에 형성된 틈새(3b)로 유입되어 ESS용 배터리 전체를 냉각시키게 된다.
그리고, 모터(331)와 실린더(332)의 상호 작용에 의해 ESS용 배터리랙(2)의 냉각효율을 우수하게 할 수 있지만 모터(331)의 작용만으로도 ESS용 배터리랙(2)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다면 실린더(332)는 생략될 수 있음을 밝힌다.
부가적으로, 급속냉각부(30)를 구성하는 전자밸브(322)와, 모터(331)와, 실린더(332) 및 냉기주입부는 해당 배터리모듈(2a)의 온도 및 전압 상태에 따라 배터리랙 관리부(40)에 구비된 DC/DC 컨버터(미도시)를 통해 인가되는 배터리모듈(2a)의 전압으로 구동하여, 해당 배터리모듈(2a)들을 냉각하는 작동을 수행할 수 있다.
DC/DC 컨버터는 해당 배터리모듈(2a)로부터 전압을 인가 받아, 이를 전자밸브(322)와, 모터(331)와, 실린더(332) 및 냉기주입부에 적합한 전압으로 변환하여 출력하는 구성으로서, 이는 제어부(43)의 제어에 따라 배터리모듈(2a)들로부터 인가 받은 전압을 전자밸브(322)와, 모터(331)와, 실린더(332) 및 냉기주입부 구동에 적합한 전압으로 변환하여 전자밸브(322)와, 모터(331)와, 실린더(332) 및 냉기주입부에 출력할 수 있다. 이에 따라 전자밸브(322)와, 모터(331)와, 실린더(332) 및 냉기주입부의 동작이 제어될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에서, ESS용 배터리랙(2)은 급속냉각부(30)가 작동되고 있는 상태에서도 그 전압이나 온도가 감소되지 아니할 경우 그 작동이 관리기기에 의해 원격으로 오프되도록 프로그래밍된다.
즉, 전술한 바와 같이 제어부(43)가 배터리모듈(2a)의 온도 및 전압을 관리기기에 전송하는 바, 관리자는 관리기기로 전송된 배터리모듈(2a)의 온도나 전압이 감소되지 아니할 경우 관리기기에 마련된 원격 제어프로그램을 통해 해당 ESS용배터리랙의 전원을 오프시키면 된다.
물론, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에서, ESS용 배터리랙(2)은 급속냉각부(30)가 작동되고 있는 상태에서도 그 전압이나 온도가 감소되지 아니할 경우 그 작동이 자동으로 오프되도록 프로그래밍된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에서, 제어부(43)가 ESS용 배터리랙(2)의 온도 및 전압 중 어느 하나 이상이 기설정 된 값 이상일 경우 관리기기에 이상신호를 전송하더라도, 관리자가 관리기기로 전송된 이상신호를 확인하지 아니할 경우 ESS용 배터리랙(2)의 전원을 자동으로 차단하도록 프로그래밍 될 수 있다.
일 예로, 관리기기에는 제어부(43)에서 전송한 이상신호를 관리자가 확인하였는지 여부를 확인하는 유저인터페이스가 마련될 수 있다.
예를 들어, 유저인터페이스는 관리기기의 모니터에 '이상 발생'이 기재된 창을 디스플레이 할 수 있다.
그리고, 사용자가 마우스로 창을 클릭할 경우 제어부(43)는 관리자가 이상신호를 확인하였다는 것으로 판단하지만 사용자가 마우스로 창을 클릭하지 아니할 경우 제어부(43)는 관리자가 이상신호를 확인하지 않은 것으로 판단하여 ESS용 배터리랙(2)의 전원을 자동으로 오프시킨다.
이때, 제어부(43)는 유저인터페이스가 '이상 발생'이라는 문구가 기재된 창을 디스플레이한 시점으로부터 약 5초 내지 10초 이내에 마우스로 창을 클릭하지 않을 경우 ESS용 배터리랙(2)의 전원을 자동으로 오프시키도록 프로그래밍 될 수 있다.
부가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템은 ESS용 배터리랙(2)의 배터리모듈(2a)과 각각 연결되어, 각각의 배터리모듈(2a)에 저장된 에너지를 계측하는 계측기들을 더 포함할 수 있다.
이때, 각 계측부는 서로 공유되어 평균 값을 출력하고, 각 배터리모듈(2a)에 저장된 에너지 양을 판단하며, 사용되는 에너지 양을 판단 및 확인하여, 에너지 양이 적은 배터리모듈(2a)에 에너지 양이 많은 배터리모듈(2a)의 에너지가 공유되도록 프로그래밍 될 수 있다.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 하우징(60)과 외부 냉각부(80) 및 가변부(100)에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 하우징을 도시한 도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 시스템에 적용된 단열부와, 외부 냉각부와, 이송부 및 가변부를 도시한 도이다.
하우징(60)은 컨테이너부를 가려 외부열이 컨테이너부(1)의 내부로 전도되는 것을 방지하는 것으로서, 컨테이너부의 좌,우측면과 각각 소정간격 이격되도록 배치되는 한 쌍의 제1 벽체부(61)와, 컨테이너부의 전,후측 면과 각각 소정간격 이격되도록 배치되며, 양단이 상기 제1 벽체부(61)와 연결되는 한 쌍의 제2 벽체부(62) 및 제1,2 벽체부 및 제2 벽체부(62)의 상면에 공동으로 안착되며, 컨테이너부의 상면과 소정간격 이격되는 천장부(63)를 포함하여 컨테이너부(1)를 감싼다.
하우징(60)으로 인해 컨테이너부(1)를 햇빛으로부터 보호하여, 컨테이너부(1)의 내부공간이 가열되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 제1,2 벽체부 중 적어도 어느 하나 이상에는 관리자가 출입할 수 있는 도어(미도시)가 설치된다.
단열부(70)는 제1 벽체부(61)와 제2 벽체부(62) 및 천장부(63)의 외면에 각각 설치되는 단열재(71) 및 제1 벽체부(61)와 제2 벽체부(62) 및 천장부(63)의 내면에 각각 설치되는 열전도매체부(72)를 포함한다.
단열재(71)로 인해 외부열이 컨테이너부(1)에 전도되는 것을 방지하여 컨테이너부(1)의 내부공간이 가열되는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.
그리고, 열전도매체부(72)는 외부에서 침투되는 열이 컨테이너부(1)로 전달되는 것을 차단하면서 외부 냉각부(80)에서 발생되는 냉기를 흡수하여 컨테이너부(1)에 전달함에 따라, 단열효율을 증대시킨다.
즉, 열전도매체부(72)는 흡수한 냉기를 다시 컨테이너부(1)에 지속적으로 전달함에 따라, 열 손실을 방지하면서 컨테이너부(1)의 냉각 효율을 향상시켜, 배터리모듈(2a)이 기 설정된 온도 이상으로 가열되는 것을 방지하는 것이다.
외부 냉각부(80)는 단열부(70)와 컨테이너부의 사이에 배치되고, 이송부(90)에 의해 컨테이너부를 따라 이동되면서 컨테이너부의 외면에 냉기를 분사하여 컨테이너부(1)를 냉각시킨다.
외부 냉각부(80)는 에어콤프레셔와 같이 냉기를 생성할 수 있는 공지의 제품으로 형성될 수 있다.
이송부(90)는 컨테이너부(1)의 전,후,좌,우측면과 각각 마주하도록 배치되는 복수개의 수직바(91)와, 컨테이너부(1)의 상면과 소정간격 이격되는 수평바(92)와, 수직바(91)에 각각 설치되는 승강실린더(933) 및 수평바(92)의 저면에 설치되는 수평방향 이송실린더(94)를 포함한다.
승강실린더(933)는 로드레스 실린더(332)나 리니어 실린더(332)로 형성되어 어느 하나의 외부 냉각부(80)를 승강시킨다. 이에 따라 외부 냉각부(80)는 반복적으로 상승, 하강되면서 컨테이너부(1)의 외면에 냉기를 분사하여 냉각시킨다.
수평방향 이송실린더(94)는 로드레스 실린더(332)나 리니어 실린더(332)로 형성되어 다른 하나의 외부 냉각부(80)를 수평방향으로 왕복이동 시킨다. 이에 따라, 외부 냉각부(80)는 반복적으로 수평방향으로 왕복이동되면서 컨테이너부(1)의 상면에 냉기를 분사하여 냉각시킨다.
승강실린더(933)와, 수평방향 이송실린더(94) 및 외부 냉각부(80)는 전술한 온도측정센서(41)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 온도가 기 설정된 온도 이상일 경우 또는 전압 측정부(42)에 의해 측정된 배터리모듈(2a)의 전압이 기 설정된 전압 이상일 경우 제어부(43)에 의해 제어되어 작동되거나 또는, 기 설정된 시간(약 30분 내지 1시간) 간격 마다 약 5분 정도 작동될 수 있다.
가변부(100)는 외부 냉각부(80)에서 분사되는 냉기의 방향을 가변시키는 것으로, 틸팅부(101)와, 브라켓(102)과, 모터(103) 및 타격부(104)를 포함한다.
틸팅부(101)는 승강실린더(933)의 피스톤 및 수평방향 이송실린더(94)의 피스톤에 각각 설치된다.
틸팅부(101)에는 외부 냉각부(80)가 결합된다. 틸팅부(101)는 외부 냉각부(80)를 틸팅시키도록 코일스프링이나 판스프링으로 형성될 수 있다.
이때, 틸팅부(101)는 코일스프링이나 판스프링 대신 금속, 합성수지와 같은 탄성재질로 형성될 수 있다.
브라켓(102)은 승강실린더(933)의 피스톤 및 수평방향 이동실린더(332)의 피스톤에 각각 설치되어 외부 냉각부(80)와 함께 이동된다.
승강실린더(933)에 적용되는 외부 냉각부(80)가 피스톤의 전면에 결합된다면 브라켓(102)은 피스톤의 측면에 결합된다.
그리고, 수평방향 이동실린더(332)에 적용되는 외부 냉각부(80)가 피스톤의 저면에 결합된다면, 브라켓(102)은 피스톤의 측면에 결합된다.
이때, 승강실린더(933)의 피스톤에 결합되는 브라켓(102)은 후술되는 모터(103)가 어느 하나의 외부 냉각부(80)와 마주할 수 있도록 'ㄴ'자 단면 형상으로 형성된다.
모터(103)는 브라켓(102)의 끝단에 각각 결합된다. 모터(103)는 타격부(104)가 외부 냉각부(80)를 타격하도록 동력을 발생시킨다.
이러한 모터(103)는 모터축이 정방향 또는 역방향으로 회전되는 AC모터 또는 DC모터로 형성될 수 있다.
모터(103)는 전술한 승강실린더(933)와 수평방향 이송실린더(94) 및 외부 냉각부(80)와 함께 작동되도록 프로그래밍 된다.
타격부(104)는 대략 타원형 형상으로 형성될 수 있다. 타격부(104)는 모터축에 편심결합된다.
타격부(104)는 모터(103)의 동력으로 제자리 회전되면서 외부 냉각부(80)를 타격하는 것으로, 외부 타격부(104)의 파손을 억제하도록 고무, 실리콘, 금속 등 탄성재질로 형성될 수 있다.
따라서, 타격부(104)가 외부 냉각부(80)를 타격할 시 틸팅부(101)가 탄성적으로 양 방향으로 휘어져 외부 냉각부(80)에서 분사되는 냉기의 방향이 가변된다.
즉, 승강실린더(933)에 적용되는 틸팅부(101)는 외부 냉각부(80)가 타격부(104)에 의해 타격될 경우 상,하 방향으로 반복적으로 휘어져 외부 냉각부(80)에서 분사되는 냉기가 컨테이너부(1)의 외면에 고루게 분사되는 것이다.
그리고, 수평방향 이송실린더(94)에 적용되는 틸팅부(101)는 외부 냉각부(80)가 타격부(104)에 의해 타격될 경우 좌,우 방향으로 반복적으로 휘어져 외부 냉각부(80)에서 분사되는 냉기가 컨테이너부(1)의 상면에 고루게 분사되는 것이다.
이때, 모터(103)는 타격부(104)가 외부 냉각부(80)를 소정의 시간 간격을 두고 타격하도록 기 설정된 시간 간격으로 구동하도록 프로그래밍 된다.
아울러, 모터(103)는 타격부(104)가 외부 냉각부(80)를 소정의 시간 간격을 두고 1번씩만 타격하도록 모터축이 1회전 하도록 프로그래밍 된다.
이때, 기 설정된 간격은 틸팅부(101)의 틸팅 작용이 자연적으로 멈추는 시간에 대응되게 셋팅될 수 있다.
즉, 타격부(104)가 외부 냉각부(80)를 타격하면 틸팅부(101) 양방향으로 반복적으로 휘어지다가 자연적으로 멈추게 되는데, 예를 들어 틸팅부(101)가 10초 이후에 멈춘다면, 모터(103)는 10초 간격으로 타격부(104)를 1회전시켜 외부 냉각부(80)를 타격하도록 하는 것이다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 컨테이너부 10 : 냉각부
11 : 냉각장치 12 : 냉각팬
20 : 순환부 21 : 진공모터
22 : 이송관 23 : 공급박스
30 : 급속냉각부 31 : 함체
32 : 포켓부 321 : 배출관
322 : 전자밸브 33 : 배출제어부
331,103 : 모터 332 : 실린더
40 : 배터리랙 관리부 41 : 온도측정센서
42 : 전압 측정부 43 : 제어부
50 : 가스농도측정센서 60 : 하우징
61 : 제1 벽체부 62 : 제2 벽체부
63 : 천장부 70 : 단열부
71 : 단열재 72 : 열전도매체부
80 : 외부 냉각부 90 : 이송부
91 : 수직바 92 : 수평바
93 : 승강실린더 931,941 : 피스톤
94 : 수평방향 이송실린더 100 : 가변부
101 : 틸팅부 102 : 브라켓
104 : 타격부

Claims (3)

  1. 발전기에서 생성되는 전력으로 충전되는 다수개의 ESS(Energy Storage System)용 배터리랙이 수용되는 컨테이너부;
    상기 ESS용 배터리랙을 냉각시키도록 상기 컨테이너부의 내부공간에 냉기를 공급하는 냉각부;
    상기 냉기를 순환시키도록 상기 컨테이너부 내의 냉기를 흡입하여 상기 냉각부에 공급하는 순환부;
    상기 ESS용 배터리랙을 급속냉각시키도록 마련되는 급속냉각부;
    상기 ESS용 배터리랙의 온도 및 전압 상태에 따라 상기 급속냉각부의 온/오프 동작 여부를 제어하는 배터리랙 관리부;
    상기 컨테이너부의 내부 설치되며 상기 ESS용 배터리랙이 연소될 때 발생되는 유독성 가스의 농도를 측정하는 가스농도측정센서; 및
    상기 컨테이너부가 수용되는 하우징;
    상기 하우징에 설치되는 단열부;
    상기 단열부와 컨테이너부의 사이에 배치되고, 이송부에 의해 상기 컨테이너부를 따라 이동되면서 냉기를 분사하는 외부 냉각부; 및
    상기 외부 냉각부에서 분사되는 냉기의 방향을 가변시키는 가변부;를 포함하고
    상기 ESS용 배터리랙은 상기 급속냉각부가 작동되고 있는 상태에서도 그 전압이나 온도가 감소되지 아니할 경우, 그 작동이 관리기기에 의해 원격으로 오프되도록 프로그래밍 되며,
    제어부는 ESS용 배터리랙의 온도 및 전압 중 어느 하나 이상이 기설정 된 값 이상일 경우 관리기기에 이상신호를 전송하고, 관리자가 관리기기로 전송된 이상신호를 확인하지 아니할 경우 ESS용 배터리랙의 전원을 자동으로 차단하도록 프로그래밍되며,
    상기 ESS용 배터리랙과 각각 연결되어, 각각의 ESS용 배터리랙에 저장된 에너지를 계측하는 계측기들을 더 포함하되, 각 계측부가 서로 공유되어 평균 값을 출력하고, 각 ESS용 배터리랙에 저장된 에너지 양을 판단하며, 사용되는 에너지 양을 판단 및 확인하여, 에너지 양이 적은 ESS용 배터리랙에 에너지 양이 많은 ESS용 배터리랙의 에너지가 공유되도록 프로그래밍 되며,
    상기 배터리랙 관리부는,
    기 설정된 시간간격으로 상기 ESS용 배터리랙의 온도를 측정하는 온도측정센서;
    기 설정된 시간간격으로 상기 ESS용 배터리랙의 전압을 측정하는 전압 측정부; 및
    상기 온도측정센서 및 전압 측정부에서 측정된 ESS용 배터리랙의 온도 및 전압에 따라 상기 급속냉각부의 온/오프 작동을 제어하며, 상기 온도측정센서가 측정한 ESS용 배터리랙의 온도 및 상기 전압 측정부가 측정한 ESS용 배터리랙의 전압 중 적어도 하나 이상을 관리기기에 실시간으로 전송하도록 프로그래밍되는 제어부;를 포함하고,
    상기 급속냉각부는,
    상기 ESS용 배터리랙의 일측에 각각 배치되고, 상기 ESS용 배터리랙과 마주하는 면이 개방되며, 내부에 수직,수평 방향으로 서로 교차되도록 배치되는 다수개의 구획벽에 의해 다수개의 수납공간이 형성된 함체;
    상기 함체의 수납공간에 각각 수용되며, 내부에 ESS용 배터리랙을 급냉 시키기 위한 냉기가 충전되고, ESS용 배터리랙과 마주하는 면에는 상기 제어부에 의해 제어되는 전자밸브에 의해 개방 또는 폐쇄가 이루어지는 배출관이 돌출 형성된 포켓부; 및
    상기 배출관에 의해 배출되는 냉기가 상기 ESS용 배터리랙에 고루게 분사되도록 상기 함체를 좌,우 방향으로 소정각도 회전시키는 모터 및 상기 모터를 승강시키는 실린더를 포함하는 배출제어부;를 포함하고,
    상기 하우징은,
    상기 컨테이너부의 좌,우측면과 각각 소정간격 이격되도록 배치되는 한 쌍의 제1 벽체부;
    상기 컨테이너부의 전,후측 면과 각각 소정간격 이격되도록 배치되며, 양단이 상기 제1 벽체부와 연결되는 한 쌍의 제2 벽체부; 및
    상기 제1,2 벽체부의 상면에 공동으로 안착되며, 상기 컨테이너부의 상면과 소정간격 이격되는 천장부;를 포함하고,
    상기 단열부는,
    상기 제1 벽체부와 제2 벽체부 및 천장부의 외면에 각각 설치되는 단열재; 및
    상기 제1 벽체부와 제2 벽체부 및 천장부의 내면에 각각 설치되며, 상기 외부 냉각부에서 발생되는 냉기를 흡수하여 상기 컨테이너부에 전달하는 열전도매체부;를 포함하며,
    상기 이송부는,
    상기 컨테이너부의 전,후,좌,우측면과 각각 마주하도록 배치되는 복수개의 수직바;
    상기 컨테이너부의 상면과 소정간격 이격되는 수평바;
    상기 수직바에 각각 설치되며 어느 하나의 외부 냉각부를 승강시키는 승강실린더; 및
    상기 수평바의 저면에 설치되며 다른 하나의 외부 냉각부를 수평방향으로 왕복이동 시키는 수평방향 이송실린더;를 포함하며,
    상기 가변부는,
    상기 승강실린더의 피스톤 및 수평방향 이송실린더의 피스톤에 각각 설치되고, 상기 외부 냉각부를 틸팅시키도록 탄성재질로 형성되는 틸팅부;
    상기 승강실린더의 피스톤 및 수평방향 이동실린더의 피스톤에 각각 설치되며 상기 외부 냉각부와 함께 이동되는 브라켓;
    상기 브라켓에 각각 결합되는 모터; 및
    상기 모터의 동력으로 회전되면서 상기 외부 냉각부를 타격하는 타격부;를 포함하고,
    상기 모터는 기 설정된 시간 간격으로 구동하도록 프로그래밍되며,
    상기 타격부가 상기 외부 냉각부를 타격시 상기 틸팅부가 탄성적으로 휘어져 상기 외부 냉각부에서 분사되는 냉기의 방향이 가변되는 ESS 시스템.
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