KR102648296B1 - Used battery safety management system that includes fire detection algorithm - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용 후 배터리 안전관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사용 후 배터리의 온도, 습도, 가스 데이터를 이용하여 화재 발생여부를 감지할 수 있고, 추가적으로 기상청의 지역별 온도, 습도 데이터를 이용하여 화재 발생 데이터 기준을 보정해줌으로써 화재 발생여부를 정밀하게 판단할 수 있는 사용 후 배터리 안전관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a battery safety management system after use. More specifically, it is possible to detect whether a fire has occurred using the temperature, humidity, and gas data of the battery after use, and additionally, by using regional temperature and humidity data from the Korea Meteorological Administration. This is about a post-use battery safety management system that can precisely determine whether a fire has occurred by correcting fire occurrence data standards.

Description

화재 감지 알고리즘을 포함하는 사용 후 배터리 안전관리 시스템{Used battery safety management system that includes fire detection algorithm}{Used battery safety management system that includes fire detection algorithm}

본 발명은 사용 후 배터리 안전관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사용 후 배터리의 온도, 습도, 가스 데이터를 이용하여 화재 발생여부를 감지할 수 있고, 추가적으로 기상청의 지역별 온도, 습도 데이터를 이용하여 화재 발생 데이터 기준을 보정해줌으로써 화재 발생여부를 정밀하게 판단할 수 있는 사용 후 배터리 안전관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a battery safety management system after use. More specifically, it is possible to detect whether a fire has occurred using the temperature, humidity, and gas data of the battery after use, and additionally, by using regional temperature and humidity data from the Korea Meteorological Administration. This is about a post-use battery safety management system that can precisely determine whether a fire has occurred by correcting fire occurrence data standards.

탄소배출 저감을 위해 전기자동차의 보급이 확대되면서 전기자동차의 사용 후 배터리 재사용 또는 재활용의 수요가 급격히 증가하고 있으며 그에 따라 사용 후 배터리 시장은 가파르게 성장하고 있다.As the spread of electric vehicles expands to reduce carbon emissions, the demand for reuse or recycling of batteries after use of electric vehicles is rapidly increasing, and the market for used batteries is growing rapidly accordingly.

사용 후 배터리는 잔여 성능에 따라 재사용(Re-use)과 재활용(Recycle)되는데 재사용이란 UBESS(Used Battery Energy Storage System)이나 전기차 충전소 등에서 사용 후 배터리를 분해하지 않고 그대로 사용하는 것을 의미하며, 재활용이란 사용 후 배터리에서 Li, Mg 등과 같은 유가 금속을 추출하여 다시 배터리 제조에 다시 활용하는 것을 의미한다.After use, batteries are re-used or recycled depending on their remaining performance. Reuse means using the battery as is without disassembling it after use in a UBESS (Used Battery Energy Storage System) or electric vehicle charging station, etc. Recycling means using the battery as is. This means extracting valuable metals such as Li and Mg from used batteries and reusing them to manufacture batteries.

한편, 사용 후 배터리는 위험 물질을 다량 함유하고 있고, 높은 전압 때문에 감전이나 폭발 및 화재 위험이 크며, 보관이나 운송과정에서 충격과 수분에 의해 폭발 및 화재가 발생할 수 있는 문제점이 있다.Meanwhile, used batteries contain a large amount of hazardous substances, have a high risk of electric shock, explosion, and fire due to high voltage, and have problems in that explosions and fires may occur due to shock and moisture during storage or transportation.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 사용 후 배터리의 온도, 습도, 가스 상태로부터 배터리의 화재 발생여부를 판단하여 관리자에게 알려줄 수 있는 화재 감지 알고리즘을 포함하는 사용 후 배터리 안전관리 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to determine whether a fire has occurred in the battery after use based on the temperature, humidity, and gas state of the battery, and to include a fire detection algorithm that can inform the manager. It provides a battery safety management system.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기상청에서 제공하는 온도, 습도 데이터를 이용하여 화재 발생 데이터 기준을 보정해줌으로써 화재 발생여부를 정밀하게 판단할 수 있는 사용 후 배터리 안전관리 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a post-use battery safety management system that can accurately determine whether a fire has occurred by correcting fire occurrence data standards using temperature and humidity data provided by the Korea Meteorological Administration.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 사용 후 배터리 보관함 내부에 설치되어 배터리의 온도데이터, 습도데이터, 가스데이터, 위치데이터를 얻는 센서장치; 상기 센서장치의 데이터들(이하, '로컬 데이터'라 함)을 수신하여 외부로 전송하는 게이트웨이; 및 상기 게이트웨이로부터 로컬 데이터를 수신하여 저장하는 한편, 기상청서버로부터 지역별 온도 데이터 및 습도 데이터(이하, '기상청 데이터'라 함)를 수신하여 저장하고, 저장된 데이터들을 시각화하여 출력하는 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리 안전관리 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a sensor device installed inside the battery storage box after use to obtain temperature data, humidity data, gas data, and location data of the battery; a gateway that receives data from the sensor device (hereinafter referred to as 'local data') and transmits it to the outside; And a server that receives and stores local data from the gateway, while receiving and storing regional temperature data and humidity data (hereinafter referred to as 'Meteorological Administration data') from the Korea Meteorological Administration server, and visualizing and outputting the stored data. It provides a battery safety management system after use, which is characterized by:

바람직한 실시에에 있어서, 상기 서버에는 화재 감지 알고리즘이 설치되고, 상기 화재 감지 알고리즘은 상기 로컬 데이터와 상기 기상청 데이터를 이용하여 Faster R-CNN(Regions with Convolutional Neuron Network features)을 통해 화재 발생 여부를 판단한다.In a preferred embodiment, a fire detection algorithm is installed in the server, and the fire detection algorithm determines whether a fire has occurred through Faster R-CNN (Regions with Convolutional Neuron Network features) using the local data and the Korea Meteorological Administration data. do.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 화재 감지 알고리즘은 화재 발생으로 판단하는 기준 로컬데이터 값을 미리 저장하고, 상기 로컬 데이터 값이 상기 기준 로컬데이터 값에 도달할 경우 화재가 발생한 것으로 판단하되, 상기 기상청 데이터의 변화에 따라 상기 기준 로컬데이터 값을 변화시킨다.In a preferred embodiment, the fire detection algorithm stores in advance a reference local data value for determining that a fire has occurred, and determines that a fire has occurred when the local data value reaches the reference local data value. The reference local data value changes according to the change.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

먼저, 본 발명의 사용 후 배터리 안전관리 시스템에 의하면, 사용 후 배터리의 온도, 습도, 가스 상태로부터 배터리의 화재 발생여부를 판단하여 즉시 관리자에게 알려줄 수 있는 장점이 있다.First, according to the battery safety management system after use of the present invention, there is an advantage of being able to determine whether a fire has occurred in the battery based on the temperature, humidity, and gas state of the battery after use and immediately notify the manager.

또한, 본 발명의 사용 후 배터리 안전관리 시스템에 의하면, 기상청에서 제공하는 온도, 습도 데이터를 이용하여 화재 발생 데이터 기준을 보정해줌으로써 화재 발생여부를 정밀하게 판단할 수 있는 장점이 있다.In addition, the post-use battery safety management system of the present invention has the advantage of being able to accurately determine whether a fire has occurred by correcting the fire occurrence data standard using temperature and humidity data provided by the Korea Meteorological Administration.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 배터리 안전관리 시스템을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a battery safety management system after use according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The terms used in the present invention are general terms that are currently widely used as much as possible. However, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning described or used in the detailed description of the invention rather than the simple name of the term is considered. Therefore, its meaning must be understood.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the attached drawings.

그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 배터리 안전관리 시스템을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a battery safety management system after use according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 배터리 안전관리 시스템(100)은 센서장치(110), 게이트웨이(120) 및 서버(130)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the battery safety management system 100 after use according to an embodiment of the present invention includes a sensor device 110, a gateway 120, and a server 130.

상기 센서장치(110)는 사용 후 배터리 보관함 내부에 설치되어 배터리의 온도데이터, 습도데이터, 가스데이터, 위치데이터 등을 수집하는 장치이다.The sensor device 110 is installed inside the battery storage box after use and collects temperature data, humidity data, gas data, location data, etc. of the battery.

또한, 상기 센서장치(110)는 온도센서(111), 습도센서(112), 오프가스센서(113) 및 지피에스센서(114)를 포함하여 이루어진다.In addition, the sensor device 110 includes a temperature sensor 111, a humidity sensor 112, an off-gas sensor 113, and a GPS sensor 114.

상기 게이트웨이(120)는 상기 센서장치(110)에서 수집된 데이터들(이하, '로컬 데이터'라 함)을 수신하여 외부로 전송하는 일종의 중계기이다.The gateway 120 is a type of repeater that receives data collected from the sensor device 110 (hereinafter referred to as 'local data') and transmits it to the outside.

또한, 상기 게이트웨이(120)는 와이파이 통신망 또는 전화통신망을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.Additionally, the gateway 120 can transmit data using a Wi-Fi communication network or a telephone communication network.

상기 서버(130)는 상기 게이트웨이(120)로부터 상기 로컬 데이터를 수신하여 저장하는 한편, 외부의 기상청 서버(10)로부터 상기 배터리 보관함이 위치하는 지역의 지역별 온도 데이터 및 습도 데이터(이하, '기상청 데이터'라 함)를 수신하여 저장한다.The server 130 receives and stores the local data from the gateway 120, while receiving regional temperature and humidity data (hereinafter referred to as 'Meteorological Administration data') of the area where the battery storage compartment is located from the external Meteorological Administration server 10. ') is received and stored.

또한, 상기 로컬 데이터와 상기 기상청 데이터는 상기 서버(130)에 연결된 데이터베이스(140)에 저장된다.Additionally, the local data and the Korea Meteorological Administration data are stored in the database 140 connected to the server 130.

또한, 상기 서버(130)는 상기 데이터베이스(140)에 저장된 데이터들을 시각화하여 관리자의 컴퓨터나 스마트기기와 같은 클라이언트(120)로 시각화정보를 제공한다.In addition, the server 130 visualizes the data stored in the database 140 and provides the visualization information to the client 120, such as the administrator's computer or smart device.

또한, 상기 서버(130)에는 화재 감지 알고리즘이 설치되고, 상기 화재 감지 알고리즘은 상기 로컬 데이터와 상기 기상청 데이터를 이용하여 Faster R-CNN(Regions with Convolutional Neuron Network features)을 통해 화재 발생 여부를 판단한다.In addition, a fire detection algorithm is installed in the server 130, and the fire detection algorithm determines whether a fire has occurred through Faster R-CNN (Regions with Convolutional Neuron Network features) using the local data and the Korea Meteorological Administration data. .

또한, Faster R-CNN은 r-cnn 계열의 추론모델로 r-cnn 에서는 region proposal 생성이 selective search를 비롯한 사람이 만든 알고리즘들을 이용하였고 faster r-cnn 에서는 region proposal network를 이용하는 모델이며, 파이프라인 네트워크를 사용하지 않고 하나의 신경망으로 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.In addition, Faster R-CNN is an r-cnn series inference model. In r-cnn, region proposal generation uses human-made algorithms including selective search, and in faster r-cnn, it is a model that uses a region proposal network and a pipeline network. It has the advantage of being able to solve the problem with a single neural network without using .

또한, 상기 화재 감지 알고리즘은 화재 발생으로 판단하기 위한 기준이 되는 데이터인 기준 로컬데이터 값을 미리 저장하고, 입력되는 로컬 데이터의 값이 상기 기준 로컬데이터 값에 도달할 경우 화재가 발생한 것으로 판단한다.In addition, the fire detection algorithm stores in advance a reference local data value, which is data that serves as a standard for determining that a fire has occurred, and determines that a fire has occurred when the value of the input local data reaches the reference local data value.

추가적으로 상기 화재 감지 알고리즘은 상기 기상청 데이터의 변화에 따라 상기 기준 로컬데이터의 값을 변화시켜 보정함으로써 화재 발생 판단의 정확도를 높일 수 있다.Additionally, the fire detection algorithm can improve the accuracy of fire occurrence judgment by changing and correcting the value of the reference local data according to changes in the Korea Meteorological Administration data.

예를 들어, 상기 화재 감지 알고리즘은 상기 기준 로컬데이터의 온도 데이터가 40℃로 설정되어 있고, 입력되는 로컬데이터의 온도가 40℃라면, 화재가 발생하는 것으로 판단한다.For example, the fire detection algorithm determines that a fire has occurred if the temperature data of the reference local data is set to 40°C and the temperature of the input local data is 40°C.

그러나 상기 배터리 보관함이 위치하는 지역의 온도가 겨울철 10℃ 이하라면, 화재가 발생한 것으로 판단하는 것이 바람직한데 지역의 온도가 여름철 30℃ 이상이라면, 외부 온도의 영향에 의해 배터리 보관한 내부 온도가 상승할 수 있으므로 이 경우에는 상기 기준 로컬데이터의 온도 기준을 50℃ 등으로 보정하여 화재 발생 판단의 정확도를 높일 수 있다.However, if the temperature of the area where the battery storage box is located is below 10℃ in winter, it is desirable to determine that a fire has occurred. However, if the temperature of the area is above 30℃ in summer, the internal temperature where the battery is stored may rise due to the influence of the external temperature. Therefore, in this case, the accuracy of determining the occurrence of a fire can be improved by correcting the temperature standard of the reference local data to 50℃, etc.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.As discussed above, the present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments, but it is not limited to the above-described embodiments and is intended to be used by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. Various changes and modifications will be possible.

100:사용 후 배터리 안전관리 시스템
110:센서장치 111:온도센서
112:습도센서 113;오프가스센서
114:지피에스센서 120:게이트웨이
130:서버 140:데이터베이스100:Battery safety management system after use
110: Sensor device 111: Temperature sensor
112: Humidity sensor 113; Off-gas sensor
114: GPS sensor 120: Gateway
130: Server 140: Database

Claims (3)

사용 후 배터리 보관함 내부에 설치되어 배터리 보관함 내부의 온도데이터, 습도데이터, 가스데이터, 위치데이터를 얻는 센서장치;
상기 센서장치의 데이터들(이하, '로컬 데이터'라 함)을 수신하여 외부로 전송하는 게이트웨이; 및
상기 게이트웨이로부터 로컬 데이터를 수신하여 저장하는 한편, 기상청서버로부터 지역별 온도 데이터 및 습도 데이터(이하, '기상청 데이터'라 함)를 수신하여 저장하고, 저장된 데이터들을 시각화하여 출력하는 서버;를 포함하고,
상기 서버에는 화재 감지 알고리즘이 설치되고, 상기 화재 감지 알고리즘은 상기 로컬 데이터와 상기 기상청 데이터를 이용하여 Faster R-CNN(Regions with Convolutional Neuron Network features)을 통해 화재 발생 여부를 판단하며,
상기 화재 감지 알고리즘은 화재 발생으로 판단하는 기준 로컬데이터 값을 미리 저장하고, 상기 로컬 데이터 값이 상기 기준 로컬데이터 값에 도달할 경우 화재가 발생한 것으로 판단하되, 상기 기상청 데이터의 변화에 따라 상기 기준 로컬데이터 값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리 안전관리 시스템.
A sensor device installed inside the battery storage box after use to obtain temperature data, humidity data, gas data, and location data inside the battery storage box;
a gateway that receives data from the sensor device (hereinafter referred to as 'local data') and transmits it to the outside; and
A server that receives and stores local data from the gateway, while receiving and storing regional temperature data and humidity data (hereinafter referred to as 'Meteorological Administration data') from the Korea Meteorological Administration server, and visualizing and outputting the stored data;
A fire detection algorithm is installed in the server, and the fire detection algorithm determines whether a fire has occurred through Faster R-CNN (Regions with Convolutional Neuron Network features) using the local data and the Korea Meteorological Administration data,
The fire detection algorithm pre-stores a reference local data value for determining that a fire has occurred, and when the local data value reaches the reference local data value, it is determined that a fire has occurred, but the reference local data value is determined according to changes in the Korea Meteorological Administration data. A battery safety management system after use, characterized by changing data values.
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