KR102651068B1 - 충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치 - Google Patents

충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충전설비가 있는 주차장의 전기자동차 화재 자동 진압장치에 관한 것으로, 전기차 주차장의 충전설비(10)가 구비된 주차공간 바닥(20)에 소정 깊이로 형성되는 독크(100); 독크(100)의 주차공간 바닥(20)으로 진입되는 전기차(30)가 올려지도록 독크(100)의 상부면에 구비되는 차량주차판(110); 전기차(30)가 놓인 차량주차판(110)을 승,하강시켜 주며, 전기차(30)에 화재발생 신호 시 제어부의 제어로 동작되어 차량주차판(110)에 놓인 전기차(30)를 독크(100)의 내부로 소정 깊이만큼 하강시키는 승강수단(120); 전기차(30)에 화재 발생 시 제어부의 제어에 의해 독크(100)의 외부에 구비된 소화수탱크로부터 소화약제가 포함된 소화수를 소정 높이로 채워넣는 워터펌프(140); 충전설비(10) 또는 주차공간의 주변에 설치되며, 전기차(30)에 발생된 화재 감지 시 상기 승강수단(120) 및 워터펌프(140)의 동작을 제어하는 제어부로 화재발생 정보를 제공하는 화재감지기; 로 구성되어 충전 중 또는 주차 중인 전기차(30)에서 화재 발생 시 주변 차량으로 화재가 번지기 전에 초기 진압이 확실히 되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치{AUTOMATIC EV FIRE CONTROL DEVICE IN PARKING SPACE WITH CHARGING FAC}
본 발명은 충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충전소나 지하주차장의 주차 공간에 구비된 충전설비에서 충전 중 또는 주차 중인 전기자동차에서 화재 발생 시에 주변에 주차된 차량으로 화재가 번지기 전에 자동으로 화재가 초기 진압되게 할 수 있도록 한 충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 휘발유, 경유, LPG 가스를 사용하는 내연기관 자동차와 달리 전기에너지를 사용하는 전기모터로부터 동력을 받아 주행하는 차량이므로 내연기관차에 비해 친환경적이라고 할 수 있다.
이러한 전기자동차(이하 '전기차'라 칭함)는 전기모터에 전기에너지를 공급하는 배터리의 용량을 키우면 키울 수록 무게가 많이 나가고 충전 시간이 오래 걸리게 되는 불편함이 있고, 현재 개발되어 전기차에 사용되는 배터리는 대부분 리듐이온배터리로 가격이 고가이므로 전기차의 가격이 상당히 올라가게 된다.
이에 우리나라 정부(지자체)를 포함하여 세계 여러 나라에서는 전기차 구입 시에 보조금 및 세제 혜택을 주어 구입자의 부담을 줄여주면서 친환경적인 전기차 사용을 권장하고 있는 실정이다.
우리나라 국토교통부의 자료에 따르면 2021년 7월 기준으로 하이브리드차, 배터리전기차, 수소연료전지전기차 등으로 등록된 친환경 자동차는 100만대를 넘었으며, 그 중 순수 전기차는 18만대로 약 18%를 차지하고 있다.
이러한 전기차는 배터리의 전기로 주행하는데 따른 유지비가 매우 저렴하고, 고장률이 적어서 현재 상당히 급격하게 늘어나고 실정이며, 이와 비례하여 전기차 충전소도 고속도로 휴게소를 포함하여 여러 곳에 만들어지고 있으며, 현재는 여러 사람들이 공동 생활을 하는 대부분의 아파트 단지, 대형 마트 등에 전기차 충전설비를 의무적으로 갖추도록 하고 있는 실정이다.
그런데 이렇게 친환경적인 전기차의 수요가 늘어나면 날수록 주행 중 또는 충전 중에 화재가 발생되는 경우가 점차 증가하고 있는 추세이며, 주행 중 또는 충전 중인 전기차에 화재 발생 시에 소방청은 사고대응 매뉴얼에 따라 화재발생된 전기차에 수계소화제를 이용한 주수 또는 질식소화덮개를 사용하여 소화하거나 차량 둘레에 간이수조를 둘러놓고 약제나 소화수를 사용하여 소화를 하고 있다.
하지만 리륨이온배터리는 일차적으로 소화가 이루어진 후에도 재 발화가 발생할 가능성이 매우 높은 것으로 알려져 있으며, 소비되는 물의 양이 최소 10,000리터 이상이고 소화시간도 약 60분 이상 소요되는 것으로 보고되고 있다.
따라서 일반적으로 10분 이내에 소화가 가능한 내연기관 차량에 비해 전기차 화재의 대응에는 상당한 소방력 동원과 소화에 따른 시간이 많이 요구된다.
특히, 현재 활발히 충전설비가 보급되고 있는 아파트나 대형 쇼핑몰 지하주차장의 경우 그 시설이 대부분 지하에 설치되는 관계로 화재가 발생할 경우 소방차나 특수 진압 설비의 투입이 어려운 문제점이 있다.
그리고 대다수 아파트나 대형 쇼핑몰의 지하주차장에 스프링클러 시스템이 구비되어 있더라도 작동하려면 화재로 인해 발생하는 발열량이 어느 정도 이상 되어야 하는 관계로 시간이 많이 소요되며, 열폭주의 특성을 갖는 전기차 배터리 화재시 상기 스프링클러 시스템의 분사량으로는 신속한 진압이 어렵고, 주변에 주차된 수많은 차량으로 화재가 번지게 되면 대형 화재로 이어지게 되는 문제점이 되고 있다.
한편, 하기 선행기술문헌의 <특허문헌 1> 에는 전기자동차의 배터리 충전 시 이상조건에서 발생할 수 있는 고온을 감지하여 설정온도 이상이 되면 액화질소 소화액 및 액상의 침윤제 또는 물을 배터리 케이싱 내에 긴급 투입시켜서 배터리 케이싱 내부에서의 열폭주를 차단하여 진압되게 한 기술이 개시되어 있다.
이러한 <특허문헌 1>은 전기자동차에 액화질소 소화액 및 액상의 침윤제나 물을 항시 차량에 구비하여야만 하고, 이를 배터리 케이싱 내부로 보내기 위한 유로가 구비되어 하므로 연비가 떨어지고 전기차의 제조원가가 상당히 상승되는 문제점이 있다.
또 하기 선행기술문헌의 <특허문헌 2> 에는 전기차 전용 주차장에 전기차를 주차시킨 상태에서 전기차의 리튬이온배터리 열폭주 현상에 의한 이상으로 화재 발생 시에 전용 주차장에 구비된 자동소화장치에서 소화약제를 전기차 상부와 하부에서 자동 방사하여 초기에 진압토록 한 기술이 개시되어 있다.
이러한 <특허문헌 2>는 전기차가 전용 주차장에 주차된 상태에서 상부와 하부에서 방사되는 소화약제가 차체에 부딪힌 후 주차장 전역으로 퍼져나가기 때문에 화재 발생된 전기차의 초기 진압에 별로 효과가 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 등록 제10-2494248호(2023.02.07.공고) "전기자동차용 배터리 화재방지 시스템" 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2020-0086725호(2022. 06.24.공개) "전기자동차 주차장용 자동소화시스템"
본 발명은 상기와 같은 선행기술문헌에서 발생하는 제반 문제점 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 충전소나 지하주차장에 구비된 전기자동차 충전설비에서 충전 중 또는 주차 중인 차량에서 화재 발생 시에 주변에 주차된 차량으로 화재가 번지기 전에 자동으로 화재가 초기 진압되게 할 수 있는 충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기자동차 화재 자동 진압장치는, 충전설비가 구비된 충전소나 지하주차장의 주차공간 바닥에 소정 깊이로 형성되는 독크(Dock); 독크의 주차공간 바닥으로 진입되는 전기차가 올려지도록 독크의 상부면에 구비되는 차량주차판; 전기차가 놓인 차량주차판을 승,하강시켜 주며, 전기차에 화재발생 신호 시 제어부로 동작되어 차량주차판에 놓인 전기차를 독크의 내부로 소정 깊이만큼 하강시키는 승강수단; 전기차에 화재 발생 시 제어부에 의해 독크의 외부에 구비된 소화수탱크로부터 소화약제가 포함된 소화수를 소정 높이로 채워넣는 워터펌프; 충전설비 또는 주차공간의 주변에 설치되며, 전기차에 발생된 화재 감지 시 상기 승강수단 및 워터펌프의 동작을 제어하는 제어부로 화재발생 정보를 제공하는 화재감지기;로 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기 차량주차판에 주차된 전기차의 화재 발생으로 독크 내부로 전기차가 하강될 때 독크에 채워지는 소화수에 전기차의 배터리가 있는 하단부 부위만 잠기도록 하강시킴을 특징으로 한다.
또한 충전설비가 있는 주차공간 바닥의 상부에서 차량주차판 위에 놓인 전기차를 향하여 소화수가 하향 방사되게 함으로서 화재 진압 효과가 더 증대되게 한 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 충전설비가 있는 충전소나 지하주차장에 구비된 독크의 차량주차판 위에 놓인 전기차에서 충전 중 또는 주차 중 화재 발생 시에 배터리가 있는 전기차의 바닥 부위가 보다 신속하게 소화수에 잠기게 하는 것이므로 열폭주로 인한 배터리 화재가 신속하게 진압되는 효과가 있다.
또한 전기차의 중요 부품들인 기어드모터와 인버터 및 감속기의 조합인 파워트레인 등을 독크에 채워진 소화수로부터 안전하게 보호할 수 있어 화재진압 후 전기차 보수에 따른 비용 절감의 효과가 크다.
그리고 아파트 단지나 대형 쇼핑몰에 있는 지하 주차장의 특성 상 화재 발생된 전기차의 신속하고 양호한 초기 진압으로 주변에 주차된 수많은 차량으로 화재가 확산되는 것을 미연에 방지하여 대형 화재로 이어지지 않으므로 이로 인한 비용 절감의 경제적 효과가 매우 큰 것이다.
도 1 은 본 발명의 전기자동차 화재 진압장치 구조를 바람직한 실시 예로 보인 측면 개략도
도 2 는 도 1의 진압장치가 화재 발생으로 동작된 상태를 보인 측면 개략도
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명의 전기자동차 화재 진압장치 구조를 바람직한 실시 예로 보인 측면 개략도이고, 도 2 는 본 발명의 진압장치가 화재 발생으로 동작된 상태를 보인 측면 개략도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명의 충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치는 독크(Dock)(100), 차량주차판(110), 승강수단(120), 워터펌프(140), 화재감지기로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 독크(100)는 도 1 에서와 같이 충전설비(10)가 구비된 충전소나 지하 주차장의 주차공간 바닥(20)에 소정 깊이로 형성되며, 소방수가 소정 높이로 채워지는 화재진압용으로 사용된다.
상기 차량주차판(110)은 충전설비(10)가 있는 주차공간 바닥(20)으로 진입되는 전기차(30)가 올려지도록 독크(100)의 상부면에 구비되며, 가급적 주차공간 바닥(20)과 수평을 이루도록 설치함이 바람직하다.
상기 승강수단(120)은 전기차(30)가 놓인 차량주차판(110)을 독크(100)의 상부면에서 내부로 일정 깊이만큼 승,하강시켜 주며, 독크(100)의 내면 상부와 하부에는 상기 차량주차판(110)의 도착을 감지하는 위치감지 센서가 각각 구비되어 차량주차판(110)의 승,하강 동작이 제어되게 함이 바람직하다.
여기서 상기 승강수단(120)은 전기차(30)에 화재발생 신호 시 제어부의 제어로 동작되는 기어드모터(130)에 의해 차량주차판(110)에 놓인 전기차(30)를 도 1 및 도 2에서 일례로 도시한 바와 같이 기어드모터(130)의 동력을 받아 독크(100)의 내부로 소정 깊이만큼 하강시켜 주는 작키이거나 또는 도면에 도시되지 않았지만 유압으로 승,하강시켜 주는 유압실린더 중 하나로 구성될 수 있으며, 이 외에도 리프팅에 의한 승,하강을 위해 널리 알려진 수단을 사용하여도 무방하다.
상기 워터펌프(140)는 전기차(30)에 화재 발생 시 제어부의 제어에 의해 독크(100)의 외부에 구비된 소화수탱크로부터 소화약제가 포함된 소화수를 독크(100) 내부에 소정 높이로 채워준다.
상기 화재감지기는 도면에 미도시하였지만 충전설비(10) 또는 주차공간의 주변에 설치되며, 전기차(30)에 발생된 화재가 감지되면 상기 승강수단(120) 및 워터펌프(140)의 동작을 제어하는 (도면에 미도시된)제어부로 화재발생 정보를 제공하여 제어부로 하여금 승강수단(120) 및 워터펌프(140)의 동작을 '온'시켜 준다.
이와 같이 형성된 본 발명은 충전설비(10)가 구비된 충전소나 지하주차장의 주차공간 바닥(20)으로 전기차(30)가 충전을 위해 진입할 때 주차공간 바닥(20)에 구비된 독크(100)의 차량주차판(110) 위에 주차된 상태로 충전을 하면 된다.
상기와 같이 차량주차판(110) 위에 주차한 상태로 충전을 할 때 전기차(30)에 장착된 리듐이온배터리의 이상으로 열폭주 현상에 의한 화재가 발생하면 이를 주차공간의 주변에 설치된 화재감지기가 감지하여 제어부에 신호를 보내고, 제어부는 승강수단(120)을 동작시켜서 전기차(30)가 주차된 차량주차판(110)을 하강시키면서 워터펌프(140)를 가동시켜서 전기차 전용의 소화약제 포함된 소화수가 독크(100) 내부에 소정 높이로 채워지도록 한다.
그러면 하강된 차량주차판(110)에 놓인 전기차(30)는 도 2 와 같이 독크(100)에 채워진 소화수에 잠기게 되면서 리듐이온배터리의 내부로 전용 소화수가 신속히 침투하게 되므로 배터리의 열폭주 현상을 효율적으로 진화시키게 된다.
여기서 전기차(30)의 화재 발생으로 독크(100) 내부로 차량주차판(110)과 함께 전기차(30)가 하강될 때는 독크(100)에 채워지는 소화수에 전기차(30) 전체가 잠기도록 하는 것 보다는 배터리가 있는 하단부 부위가 충분히 잠질 수 있는 깊이로만 하강되도록 함이 바람직하다.
그러면 기어드모터와 인버터 및 감속기의 조합인 파워트레인을 포함한 전기차(30)의 중요 부품들이 독크(100)에 채워진 소화수로부터 보다 안전하게 보호될 수 있으며, 이로 인해 화재 진압 후 전기차(30)를 보수 정비할 때의 비용절감 효과가 커서 경제적이라고 할 수 있다.
그리고 충전설비(10)가 구비된 주차공간 바닥(20)의 상부에는 방출구(151)가 있는 소화수 공급라인(150)을 더 구비함이 바람직하다.
그러면 차량주차판(110)에 주차된 전기차(30)를 향하여 하향 방사되는 소화수에 의해 전기차(30)의 차체로 화재가 번지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 의해 주변에 주차된 차량들로 불길이 번지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고 독크(100)에 채워지는 소화수 속에 화재발생된 전기차(30)의 배터리가 있는 부위를 충분히 잠기도록 한 것이므로 열폭주의 잔열로 인한 재 발화의 우려가 없다.
여기서 독크(100) 설치로 인한 층고 설계에 문제가 있을 때는 주차공간 바닥(20)을 적당한 높이로 높여주면서 그 진입구에 경사 받침을 구비하면 높여진 주차공간 바닥(20)과 수평 상태로 설치되는 차량주차판(110) 위로 경사 받침을 이용하여 쉽게 전기차(30)가 올라가게 되므로 층고 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한 전기차(30)의 배터리에서 발생되는 열폭주 현상이 완전히 제거되어 화재 진압이 완료되면 승강수단(120)을 반대로 동작시켜서 차량주차판(110)을 주차공간 바닥(20)과 수평으로 놓일 때까지 상승시키면 화재 발생되었던 전기차(30)를 주차공간 외부로 신속하게 빼내어 정비공장으로 보낼 수 있으므로 정비에 따른 비용도 상당히 절감할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10 : 충전설비 20 : 주차공간 바닥
30 : 전기차 100 : 독크
110 : 차량주차판 120 : 승강수단
130 : 기어드모터 140 : 워터펌프
150 : 소화수 공급라인 151 : 방출구

Claims (3)

  1. 충전설비(10)가 구비된 충전소나 지하주차장의 주차공간 바닥(20)에 소정 깊이로 형성되는 독크(100)(Dock);
    독크(100)의 주차공간 바닥(20)으로 진입되는 전기차(30)가 올려지도록 독크(100)의 상부면에 구비되는 차량주차판(110);
    전기차(30)가 놓인 차량주차판(110)을 승,하강시켜 주며, 전기차(30)에 화재발생 신호 시 제어부의 제어에 의해 차량주차판(110)에 놓인 전기차(30)를 독크(100)의 내부로 소정 깊이만큼 하강시키는 승강수단(120);
    전기차(30)에 화재 발생 시 제어부의 제어에 의해 독크(100)의 외부에 구비된 소화수탱크로부터 소화약제가 포함된 소화수를 소정 높이로 채워넣는 워터펌프(140);
    충전설비(10) 또는 주차공간의 주변에 설치되며, 전기차(30)에 발생된 화재 감지 시 상기 승강수단(120) 및 워터펌프(140)의 동작을 제어하는 제어부로 화재발생 정보를 제공하는 화재감지기;
    로 구성되어 충전 중 또는 주차 중인 전기차(30)에서 화재 발생 시 주변 차량으로 화재가 번지기 전에 초기 진압이 확실히 되도록 하며,
    차량주차판(110)에 주차된 전기차(30)의 화재 발생으로 독크(100) 내부로 전기차(30)가 하강될 때 독크(100)에 채워지는 소화수에 전기차(30)의 배터리가 있는 차체 부위만 충분히 잠기도록 하강시켜서
    기어드모터와 인버터 및 감속기의 조합인 파워트레인을 포함한 전기차(30)의 중요 부품들이 독크(100)에 채워진 소화수로부터 보호되도록 하고,
    충전설비(10)가 구비된 주차공간 바닥(20)의 상부에는
    차량주차판(110)에 주차된 전기차(30)를 향하여 소화수를 하향 방사시키도록 방출구(151)가 있는 소화수 공급라인(150)을 구비하여 전기차의 화재 진압 효과가 증대되게 하되;
    독크(100)의 내면 상부와 하부에는 차량주차판(110)의 도착을 감지하는 위치감지 센서가 각각 구비되어 차량주차판(110)의 승,하강 동작을 제어하고,
    승강수단(120)은 기어드모터(130)의 동력을 받아 독크(100)의 내부로 소정 깊이만큼 하강시켜 주는 작키이며,
    독크(100) 설치로 인한 층고 설계에 문제가 있을 때는 주차공간 바닥(20)을 높여주면서 그 진입구에 경사 받침을 구비한 것을 특징으로 하는 충전설비가 있는 주차 공간에서의 전기자동차 화재 자동 진압장치.
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