KR20200092872A - 차량의 승객실로 오염된 외기의 유입을 방지하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

차량의 승객실로 오염된 외기의 유입을 방지하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예는 차량의 승객실 내로 오염된 외기의 유입을 방지하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 상기 차량은 승객실, 복수의 전지 셀을 갖는 전지 팩, 전지 관리 장치, 중앙 제어 장치, 및 상기 승객실을 위한 제1 HVAC(heating ventilation and air conditioning) 시스템을 포함하고, 상기 제1 HVAC 시스템은, HVAC 제어 장치, 공기 유입 채널, 외기를 흡입하기 위한 외부 유입구, 상기 승객실의 내부로부터 공기를 흡입하기 위한 내부 유입구를 포함한다. 또한, 상기 방법은, a) 상기 전지 관리 장치가, 상기 전지 팩의 전지 셀들 중 적어도 하나가 비정상 또는 위험한 상태에 있는지 여부를 검출하는 단계; b) 상기 전지 관리 장치가, 상기 a) 단계를 통해 비정상 또는 위험한 상태에 있는 적어도 하나의 전지 셀을 검출함에 따라, 제1 신호를 상기 중앙 제어 장치로 전송하는 단계; c) 상기 중앙 제어 장치가, 상기 제1 신호를 수신함에 따라 제2 신호를 상기 HVAC 제어 장치에 전송하는 단계; d) 상기 HVAC 제어 장치가, 상기 제2 신호를 수신 시 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태이면, 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태에서 상기 내부 유입구에 연결된 상태로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

차량의 승객실로 오염된 외기의 유입을 방지하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PREVENTING INGESTION OF CONTAMINATED AMBIENT AIR INTO PASSENGER COMPARTMENT OF VEHICLE IN CASE OF BATTERY FAILURE}
본 발명은 차량의 승객실로 오염된 외기의 유입을 방지하기 위한 방법 및 시스템, 더욱 상세하게는 전지 팩의 고장 시 방출된 전지 가스로 오염된 외기가 차량의 승객실 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근 동력원으로 전기 전력을 사용하여 화물들 및 사람들을 수송하기 위한 차량들이 개발되고 있다. 이러한 전기 차량은 충전식 전지에 저장된 에너지를 사용하는 전기 모터에 의해 구동되는 차량이다. 전기 차량은 전적으로 전기 모터에 의해서만 구동되거나, 예를 들어 가솔린 발전기에 의해 구동되는 구동되는 하이브리드 차량의 형태일 수도 있다. 또한, 차량은 전기 모터와 기존의 연소 엔진의 조합을 포함 할 수도 있다. 일반적으로, 전기 차량용 전지(electric vehicle battery, EVB) 또는 견인 전지(traction battery)는 전지 전기 차량(battery electric vehicle, BEV)의 추진력을 공급하는 데 사용되는 전지이다. 전기 차량용 전지는, 지속된 기간 동안 전력을 공급하도록 설계되었으므로, 시동(starting), 조명(lighting), 및 점화(ignition)용 전지와 다르다. 이차 전지(rechargeable 또는 secondary battery)는 충전과 방전을 반복적으로 할 수 있다는 점에서, 화학 에너지로부터 전기 에너지로 비가역적 변환만을 하는 일차 전지(primary battery)와 다르다. 저용량의 이차 전지는 셀룰러폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자 장치용 전원으로서 사용되는 반면, 고용량의 이차 전지는 하이브리드(hybrid) 차량 등을 위한 전원으로 사용된다.
일반적으로, 이차 전지들은 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스 및 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극 단자들을 포함한다. 양극, 음극 및 전해질 용액의 화학적 반응을 통해 이차 전지의 충전 및 방전이 가능하도록 하기 위해, 이차 전지의 케이스 내부로 전해질 용액이 주입된다. 케이스의 형상은 예를 들어, 원통형, 직사각형 등으로 전지의 용도에 따라서 달라진다. 최근 개발 중인 전기 차량들에는 랩탑(laptop) 및 가전 제품에 널리 사용되는 것으로 알려진 리튬 이온(및 비슷한 리튬 폴리머) 전지가 주로 적용된다.
이차 전지들은 예를 들어, 하이브리드 차량의 모터 구동을 위한 경우와 같이 높은 에너지 밀도를 제공하기 위해, 직렬 및/또는 병렬로 결합된 복수의 단위 전지셀로 형성되는 전지 모듈로 사용될 수 있다. 즉, 전지 모듈은 고출력의 충전식 전지를 구현하기 위해, 필요한 전력량에 따라 복수의 단위 전지셀의 전극 단자들을 연결하여 형성된다.
전지 팩은 여러 개의, 바람직하게는 동일한, 전지 모듈들의 세트이다. 전지 모듈들은 요구되는 전압, 용량 또는 전력 밀도를 제공하기 위해, 직렬, 병렬 또는 두 가지의 혼합 방식으로 구성될 수 있다. 전지 팩의 구성요소들에는 각각의 전지 모듈들과, 이들 간의 전기 전도성을 제공하는 인터커넥트(interconnect)들이 포함된다.
전지의 전력 출력 및 충전에 대한 고정(static) 제어만으로는 전지 시스템에 연결된 다양한 전기 소비자들의 동적 전력 수요를 충족시키기에 충분하지 않다. 따라서, 전지 시스템과 전기 소비자의 제어기 사이에는 지속적 또는 간헐적인 정보 교환이 요구된다. 전지 시스템과 전기 소비자의 제어기 사이에 교환되는 정보는, 전기 소비자의 실제/예측된 전력 수요나 잉여 전력뿐만 아니라, 전지 시스템의 충전 상태(State of Charge, SoC), 잠재적인 전기 성능, 충전 능력 및 내부 저항을 포함한다.
전지 시스템은 통상적으로 전술한 정보들을 처리하기 위해 전지 관리 장치(Battery Management Unit, BMU) 또는 전지 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 포함한다. BMS/BMU는 적절한 통신 버스, 예를 들어, SPI 또는 CAN 인터페이스를 통해 다양한 전기 소비자들의 제어기와 통신할 수 있다. BMS/BMU는 각 전지 서브 모듈, 특히 각 전지 서브 모듈의 셀 감시 회로(Cell Supervision Circuit, CSC)와 통신할 수 있다. CSC는 각 전지 서브 모듈의 전지셀들을 상호 연결할 수 있는 전지 서브 모듈의 셀 연결 및 감지 유닛(cell connection and sensing unit)과 연결될 수 있다.
따라서, BMS/BMU는 안전 동작 영역 외부에서 동작하는 것으로부터 전지를 보호하거나, 전지의 상태 모니터링, 보조 데이터 산출, 데이터 보고, 전지의 환경 제어, 전지 인증, 및/또는 전지 밸런싱 등에 의해, 전지 팩을 관리하도록 제공된다.
전지 시스템의 열 제어를 위해서는, 이차 전지로부터 발생된 열을 효율적으로 방출(emitting), 배출(discharging) 및/또는 소모시킴(dissipating)으로써 적어도 하나의 전지 모듈을 안전하게 사용하기 위한 열 관리 시스템이 필요하다. 열 방출/배출/소모가 충분히 수행되지 않으면, 각 전지 셀간에 온도 편차가 발생하여 적어도 하나의 전지 모듈이 원하는 양의 전력을 생성할 수 없게된이다. 또한, 전지 셀 내부 온도의 상승은 그 내부에서 비정상적인 반응을 일으킬 수 있다. 이로 인해, 이차 전지의 충전 및 방전 성능이 저하될 뿐만 아니라 이차 전지의 수명이 단축될 수도 있지만, 전지의 심각한 고장의 경우, 소위 "열 폭주(thermal runaway)"가 발생하여, 영향을 받는 전지 셀들 내부에서 유해 물질이 방출될 수도 있다(이하 참조). 따라서, 전지 셀로부터 열을 효과적으로 방출/배출/소모시키기 위한 셀 냉각 시스템이 요구된다.
특히, 대부분의 차량용 리튬 이온 전지 팩은 여러 전지 모듈로 구성된다. 일반적인 차량 전지 모듈은 여러 개의 적층된 셀들로 구성된다. 전지 모듈에 대해 요구되는 용량 및 전압을 달성하기 위해, 버스 바들은 셀들을 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결한다. 전지 팩에 대해 요구되는 시스템 전압에 도달 할 때까지, 전지 모듈들이 추가로 직렬 연결될 수 있다.
전지 셀이 임계 온도 이상(일반적으로 150°C 이상)으로 가열되면 열 폭주로 전환될 수 있다. 초기 가열은 셀 내부 단락, 불량 전기 접점으로부터의 가열, 인접 셀로의 단락 등과 같은 국부적 인 고장에 의해 야기될 수 있다. 열 폭주가 발생하면, 고장난 셀은 700°C 이상의 셀 온도까지 가열될 수 있다. 열 폭주 동안, 셀의 배기구를 통해 고장난 셀의 내부에서 전지 팩으로 그리고 전지 팩에서 차량 외부로 다량의 뜨거운 가스(배기 가스(vent gas))가 배출된다. 일반적으로 배기 가스의 주요 성분은 H2, CO2, CO, 전해질 증기 및 기타 탄화수소이다. 따라서, 배기 가스는 가연성이면서 잠재적인 독성을 가진다.
그러나, 차량의 승객실에 공조(heating ventilation and air conditioning, HVAC) 시스템(이하 "HVAC 시스템"으로 칭함)이 장착된 경우, 차량 전지 팩에서 열 폭주가 발생할 시 외기로 배출된 배기 가스가 HVAC 시스템의 공기 흡입구에 의해 흡입된 후 승객실로 안내되고, 이에 따라 전술한 배기 가스의 특성으로 인해 승객을 위험에 노출시킬 수 있다.
따라서, 전지 고장 시, HVAC 시스템에 의해, 유해, 독성 또는 가연성 전지 가스(배기 가스)로 오염된 외기가 차량의 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 방법 및 시스템이 필요하다.
본 발명의 실시 예를 통해 해결하고자 하는 과제는, 전지 고장 시, 유해, 독성 또는 가연성 전지 가스(배기 가스)로 오염된 외기가 HVAC 시스템에 의해 차량의 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태는 차량(전기 차량 또는 하이브리드 차량)의 승객실로 오염된 외기의 유입을 방지하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 차량은, 승객실; 복수의 전지 셀을 갖는 전지 팩; 전지 관리 장치; 중앙 제어 장치; 및 상기 승객실을 위한 제1 HVAC 시스템;을 포함하고, 상기 제1 HVAC 시스템은, 상기 제1 HVAC 시스템을 위한 제어 장치(이하 "HVAC 제어 장치"로 칭함), 공기 유입 채널(air inlet channel), 외기를 흡입하기 위한 외부 유입구(outside inlet), 상기 승객실 내부로부터 공기를 흡입하기 위한 내부 유입구(inside inlet)를 포함한다.
상기 방법은, a) 상기 전지 관리 장치가, 상기 전지 팩의 전지 셀들 중 적어도 하나가 비정상(abnormal) 또는 위험한(dangerous) 상태에 있는지 여부를 검출하는 단계, b) 상기 전지 관리 장치가, 상기 a) 단계를 통해 비정상 또는 위험한 상태에 있는 적어도 하나의 전지 셀을 검출함에 따라, 제1 신호를 상기 중앙 제어 장치로 전송하는 단계, c) 상기 중앙 제어 장치가, 상기 제1 신호를 수신함에 따라 제2 신호를 상기 HVAC 제어 장치에 전송하는 단계, 및 d) 상기 HVAC 제어 장치가, 상기 제2 신호를 수신 시 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태이면, 상기 제1 HVAC 시스템의 상기 공기 유입 채널을 상기 외부 유입구에 연결된 상태로부터 상기 내부 유입구에 연결된 상태로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
즉, 상기 방법에서는, 적어도 하나의 전지 셀에 대해 열 폭주(위 참조)와 같은 비정상 또는 위험한 상태가 검출되면, 상기 제1 HVAC 시스템을 재순환 모드(recirculation mode)로 전환하고, 상기 제1 HVAC 시스템에 의해 상기 승객실 내부로 이미 유입된 공기만이 상기 승객실로 다시 공급될 수 있다. 따라서 상기 승객실 내부의 공기가, 상기 전지 팩에서 배출되는 유해한 배기 가스와 혼합될 가능성이 있는 외기와 교환되는 것이 회피될 수 있다.
상기 a) 단계에서, 상기 전지 셀들에 대해 비정상 또는 위험한 상태(예를 들어, 열 폭주)에 있는지 여부를 검출하는 것은, 예를 들어, 상기 전지 팩, 상기 전지 팩을 구성하는 전지 모듈(들) 및/또는 상기 전지 셀(들)의 온도 및/또는 전압을 측정함으로써 수행될 수 있다. 상기 전지 셀(들)의 비정상 또는 위험한 상태(열 폭주와 같은)를 검출하는 다른 방법은, 상기 전지 팩 내부의 압력 및/또는 가스 조성을 측정하는 방법을 포함할 수 있다.
상기 방법의 일 실시 예에 따르면, 상기 방법은 상기 d) 단계에 따라 상기 공기 유입 채널을 상기 내부 유입구에 연결한 후 상기 제1 HVAC 시스템을 정지시키는 추가 단계를 포함한다. 이것은 예를 들어, 에너지 절약의 이점을 가진다.
상기 방법의 일 실시 예에서, 상기 방법은, 상기 중앙 제어 장치가, 상기 제1 신호를 수신한 후 제3 신호를 상기 전지 팩의 제2 HVAC 시스템(이는 상기 승객실과 연결된 전술한 상기 제2 HVAC 시스템과 상이할 수 있음)으로 전송하는 추가 단계를 포함할 수 있다. 상기 전지 팩의 제2 HVAC 시스템은, 상기 제3 신호를 수신함에 따라, 상기 전지 셀들의 냉각을 시작한다.
상기 방법의 일 실시 예에서, 상기 방법은, 상기 중앙 제어 장치가, 상기 제1 신호를 수신한 후, 상기 전지 팩에서 발생할 수 있는 화재의 진압을 위해 제3 신호를 소화 시스템(extinction system)으로 전송하는 추가 단계를 포함할 수 있다. 상기 제3 신호를 상기 소화 시스템으로 전송하는 것은, 상기 전지 팩의 제2 HVAC 시스템으로 상기 제3 신호를 전송하는 것에 대안적으로 또는 추가로 수행될 수 있다.
상기 방법의 일 실시 예에 따르면, 상기 방법은, 상기 a) 단계를 통해 상기 전지 팩의 전지 셀들 중 적어도 하나의 전지 셀이 비정상 또는 위험한 상태(예를 들어, 열 폭주)에 있는 것으로 검출 시, 상기 승객실 내에 알람을 출력하는 추가 단계를 포함할 수 있다. 상기 승객실에 출력되는 알람은, 가시적(visible)(또는 광학(optical)) 알람을 포함할 수 있다. 상기 승객실에 출력되는 알람은 청각적(audible)(또는 음향(acoustical)) 알람을 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 승객실 및 복수의 전지 셀를 갖는 전지 팩을 구비한 차량(전기 또는 하이브리드 차량)의 오염된 외기의 승객실로의 유입을 방지하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 전지 관리 장치; 중앙 제어 장치; 그리고 상기 승객실용 제1 HVAC 시스템을 포함할 수 있다. 상기 제1 HVAC 시스템은, HVAC 제어 장치, 공기 유입 채널, 외기를 흡입하기 위한 외부 유입구 및 상기 승객실의 내부에서 공기를 흡입하기 위한 내부 유입구를 포함할 수 있다. 상기 제1 HVAC 시스템의 상기 공기 유입 채널은 상기 외부 유입구에 연결된 상태와 상기 내부 유입구에 연결된 상태 사이에서 전환이 가능하다. 상기 공기 유입 채널과, 상기 외부 유입구 및 상기 내부 유입구 중 어느 하나 사이의 연결이 성립되는 것은, 상기 공기 유입 채널을 통한 공기 흐름과, 상기 내부 유입구 또는 상기 외부 유입구 를 통한 공기 흐름이 연결되는 것을 의미한다. 또한, 상기 전지 관리 장치는 상기 전지 팩의 전지 셀들 중 적어도 하나가 비정상 또는 위험한 상태에 있는지 여부를 검출하도록 구성된다. 상기 전지 관리 장치는 또한, 적어도 하나의 전지 셀이 비정상 또는 위험한 상태로 검출하면, 제1 신호를 상기 중앙 제어 장치로 전송하도록 구성된다. 상기 중앙 제어 장치는, 상기 제1 신호를 수신 시, 제2 신호를 상기 HVAC 제어 장치로 전송하도록 구성된다. 상기 HVAC 제어 장치는 상기 제2 신호를 수신 시 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태이면, 상기 제1 HVAC 시스템의 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태에서 상기 공기 유입 채널이 상기 내부 유입구에 연결된 상태로 전환하도록 구성된다.
즉, 상기 시스템은, 상기 전지 셀들 중 적어도 하나의 비정상 또는 위험한 상태(예를 들어, 열 폭주)를 검출 시, 상기 제1 HVAC 시스템을 재순환 모드로 전환하고, 상기 재순환 모드에서는 상기 승객실 내부에 이미 존재하는 공기만이 상기 제1 HVAC 시스템에 의해 흡입된 후 다시 상기 승객실로 공급된다. 따라서, 상기 전지 팩에서 배출되는 유해한 배기 가스와 혼합될 가능성이 있는 외기와 상기 승객실 내부의 공기가 교환되는 것이 회피될 수 있다.
상기 전지 셀들에 대한 비정상 또는 위험한 상태(예를 들어, 열 폭주)의 검출은, 예를 들어, 상기 전지 팩, 상기 전지 팩을 구성하는 전지 모듈(들) 및/또는 상기 전지 셀(들)의 온도 및/또는 전압을 측정함으로써 수행될 수 있다. 상기 전지 셀(들)의 비정상 또는 위험한 상태(열 폭주와 같은)를 검출하는 다른 방법은, 상기 전지 팩 내부의 압력 및/또는 가스 조성을 측정하는 방법을 포함할 수 있다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 공기 유입 채널은 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태와 상기 공기 유입 채널이 상기 내부 유입구에 연결된 상태 사이를 전환하기 위한 전환장치를 포함한다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 전환장치는 스위치 밸브(switch valve)다. 상기 스위치 밸브는 스위칭 가능한 공기 밸브일 수 있다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 전환장치는, 상기 외부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부(connection)를 개폐하기 위한 제1 밸브, 및 상기 내부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 개폐하기 위한 제2 밸브를 포함할 수 있다. 상기 전환장치의 일 상태에서, 상기 제1 밸브는 상기 외부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 개방하고, 상기 제2 밸브는 상기 내부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 폐쇄한다. 상기 전환장치의 다른 상태에서, 상기 제1 밸브는 상기 외부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 폐쇄하고, 상기 제2 밸브는 상기 내부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 개방한다. 상기 제1 및/또는 제2 밸브는 공기 밸브일 수 있다. 상기 공기 유입 채널과 상기 내부 유입구 또는 상기 외부 유입구 사이의 연결부는, 개방 상태에서는 내부에서의 공기 흐름이 허용되고, 폐쇄 상태에서는 내부에서의 공기 흐름이 차단될 수 있다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 공기 유입 채널은 필터를 포함할 수 있다. 상기 필터는 상기 공기 유입 채널을 통해 흡입된 공기로부터 오염 물질 및/또는 독성 물질을 필터링하는데 적합할 수 있다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 공기 유입 채널은 상기 공기 유입 채널을 통해 공기를 흡입하기 위한 팬을 포함할 수 있다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 공기 유입 채널은 상기 공기 유입 채널을 통해 흡입된 공기를 상기 승객실로 공급하기 위한 환기구(ventilation outlet)를 포함할 수 있다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 HVAC 제어 장치는 또한 상기 공기 유입 채널의 상기 내부 유입구로의 연결이 수립된 후에 상기 제1 HVAC 시스템을 정지시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 에너지 절약의 이점을 가질 수 있다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 전지 팩은 제2 HVAC 시스템을 포함할 수 있다. 상기 제2 HVAC 시스템은 상기 중앙 제어 장치로부터 신호를 수신하면, 상기 전지들을 냉각시키도록 구성된다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 전지 팩은 소화 시스템을 포함하고, 상기 전지 팩의 소화 시스템은, 상기 중앙 제어 장치로부터 신호를 수신하면, 상기 전지 팩 또는 상기 전지 팩 내에서 발생한 화재를 진압하도록 구성된다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 시스템은 상기 승객실에 설치된 적어도 하나의 알람 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 알람 수단은 상기 전지 팩의 전지 셀들 중 적어도 하나가 비정상 또는 위험한 상태로 검출되면, 상기 승객실 내에서 알람을 출력하도록 구성된다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 알람 수단은 가시적/광학 알람을 출력하도록 구성된다.
상기 시스템의 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 알람 수단은 청각적/음향 알람을 출력하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 전지 고장 시 전지 가스(배기 가스)로 오염된 외기가 HVAC 시스템에 의해 차량의 승객실로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 승객실용 HVAC 시스템을 구비한 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 오염된 외기가 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 시스템을 갖는 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 오염된 외기가 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 오염된 외기가 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
이하, 첨부한 도면들을 참고로 하여 여러 실시 예들에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예들의 효과 및 특징, 그리고 그 구현 방법을 상세히 설명하며, 특별히 언급되지 않는 한, 첨부 도면 및 상세한 설명 전반에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 그에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 본 문서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련되어 열거된 복수의 항목들의 모든 조합 또는 복수의 항목들 중 어느 하나의 항목을 포함한다. 또한, 실시 예들을 설명 시 "~할 수 있다", "~일 수 있다"를 사용하는 것은 본 발명의 하나 이상의 실시 예를 나타낸다.
본 문서에서 "제1", "제2", 등의 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해서만 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2구성요소는 제1구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1구성요소도 제2구성요소로 명명될 수 있다.
다음의 실시 예들에 대한 설명에서, 단수 형태의 용어는 문맥에 달리 명시되지 않는 한 복수 형태를 포함할 수 있다.
특성, 영역, 고정 수, 단계, 프로세스, 요소, 소자, 부품, 성분, 및 이들의 조합을 특정하기 위한 "포함한다", "포함하는" 등의 용어들은 다른 특성, 영역, 고정 수, 프로세스, 요소, 소자, 부품, 성분, 및 그들의 조합을 배제하는 것은 아니다.
본 발명의 특징 및 이를 달성하기 위한 방법은 이하의 실시 예들 및 첨부된 도면의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해 상세히 설명하며, 명세서 전반에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시 예들은 본 발명의 양태 및 특징들을 당업자에게 충분히 전달할 수 있도록 예로서 제공된다. 따라서, 본 발명의 양태 및 특징들의 이해를 위해 당업자에게 필요하지 않다고 여겨지는 프로세스들, 요소들, 및 기술들은 설명되지 않을 수 있다. 특별히 언급하지 않는 한, 첨부된 도면 및 상세한 설명 전반에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 따라서 그에 대한 설명은 반복되지 않는다. 도면에서, 엘리먼트들, 층들 및 영역들의 상대적인 크기는 명확성을 위해 과장될 수 있다.
본 문서에서 하나의 구성요소 또는 층이 다른 구성요소 또는 층에 대해 "상에", "연결된", 또는 "결합된" 것으로 기재되는 경우에 있어, "상에", "연결된" 및 "결합된" 것은 직접, 또는 하나 이상의 다른 구성요소 또는 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, 하나의 구성요소 또는 층이 2개의 구성요소 또는 층 "사이"에 있는 것으로 기재되는 경우, 2개의 구성요소 또는 층 사이의 유일한 구성요소 또는 층이거나, 하나 이상의 개재된 다른 요소 또는 층이 존재함으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 단수 형태는 문맥 상 다르게 지시하지 않는 한 복수 형태를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 경우 특성, 영역, 고정 수, 단계, 프로세스, 요소, 소자, 부품, 성분, 및 이들의 조합을 특정하기 위한 "포함한다", "포함하는" 등의 용어들은 다른 특성, 영역, 고정 수, 프로세스, 요소, 소자, 부품, 성분, 및 그들의 조합을 배제하는 것은 아니다. 본 문서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련되어 열거된 복수의 항목들의 모든 조합 또는 복수의 항목들 중 어느 하나의 항목을 포함한다. 구성요소들의 목록 앞에서의 "적어도 하나"와 같은 표현은 구성요소들의 전체 목록을 수식하고, 목록의 개별 구성요소를 수식하지 않는다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치 또는 전기 장치, 및/또는 임의의 다른 관련 장치, 또는 구성요소들은, 임의의 적합한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 어플리케이션-주문형 집적 회로), 소프트웨어 또는 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치의 다양한 구성요소는 하나의 집적 회로(IC) 칩 또는 개별 IC 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 이들 장치의 다양한 구성요소는 연성 인쇄 회로 필름, 테이프 캐리어 패키지(TCP), 인쇄 회로 기판(PCB), 또는 하나의 기판 상에 구현될 수 있다. 또한, 이들 장치들의 다양한 구성요소들은 하나 이상의 컴퓨팅 장치에 포함된 하나 이상의 프로세서에서 실행되고, 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하고, 본 문서에 설명된 다양한 기능을 수행하기 위해 다른 시스템 구성요소와 상호 작용하는 프로세스 또는 스레드일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어는 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같이 표준 메모리 장치를 사용하는 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어 CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수도 있다. 또한, 당업자라면 본 발명의 예시적인 실시 예의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 컴퓨터 장비들의 기능이 단일 컴퓨팅 장치에 결합 또는 통합될 수 있으며, 특정 컴퓨팅 장치의 기능이 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들로 분산될 수 있음을 알 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술 및/또는 본 명세서와 관련하여 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다는 것이 이해될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 승객실용 HVAC 시스템을 구비한 차량의 개략도이다. 차량(1)은 전지 팩(2)을 구비한 전기 또는 하이브리드 차량으로, 승객실(passenger compartment, 3)을 포함한다. 승객실(3)의 난방, 환기 및/또는 공기 조절은 본 명세서 전체에서 간단히 "HVAC 시스템"으로 지칭되는 소위 "공조 시스템(heating, ventilation, and air conditioning system)"에 의해 제어된다.
HVAC 시스템(5)은 차량 외부로부터 외기(4)를 흡입하기 위한 외부 유입구(outside inlet, 51)를 포함한다. 본 문서에서, 차량의 승객실(3)로 전달되는 공기의 유입은, 도 1에 도시된 바와 같이, HVAC 시스템(5) 내부에서 공기가 유통되는 공기 유입 채널에 포함된 팬(53)을 통해 수행될 수 있다. 이외에도, 차량의 승객실(3)로 전달되는 공기의 유입은, 공기 흡입에 적합한 수단, 예를 들어, 공기 펌프(air pump), 환풍기(ventilator)를 통해 수행될 수도 있다. 외부 유입구(51)를 통해 차량 외부로부터 흡입된 공기는 환기구(ventilation outlet, 55)를 통해 승객실(3)로 공급된다.
전기 차량이나 하이브리드 차량에서, 전지 팩(2)은 도 1에 도시된 바와 같이 차량(1)의 하부 영역에 배치된다. 전지 팩(2)은 전지 관리 장치(battery management unit, BMU)(도 1에는 도시되지 않음)에 의해 제어 및 모니터링된다. 배기 포트(22)는, 예를 들어, 차량(1)의 하부측에 배치되어, 전지 팩(2)의 외기(ambient air, 4)와의 통풍 또는 공기 교환을 가능하게 한다.
전지 팩(2)을 구성하는 적어도 하나의 전지 셀의 열 폭주 또는 화재가 발생한 경우, 유해한 대량의 연소 가스(배기 가스)가 전지 팩(2)에 의해 배기 포트(22)를 통해 외기(4)로 방출된다. 그런 후에, 방출된 연소 가스는 차량(1)의 HVAC 시스템(5)에 의해 차량 외부로부터 외부 유입구(51) 및 팬(53)을 통해 흡입되어, 환기구(55)를 통해 차량(1) 내부의 승객실(3) 내로 방출될 수 있다. 연소 가스는 승객실(3) 내부의 승객들에게 유해할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 오염된 외기가 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 시스템을 구비한 차량의 개략도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, HVAC 시스템(5)은, 도 1에 도시된 HVAC 시스템(5)을 구성하는 구성요소들 외에, 차량의 승객실(3)의 내부로부터 공기를 흡입하기 위한 내부 유입구(56)를 추가로 포함할 수 있다. 내부 유입구(56)는 전환장치(52)를 통해 팬(53)과 연결되며, 팬(53)은 전환장치(52)가 팬(53)을 내부 유입구(56)와 연결한 상태이면, 내부 유입구(56)를 통해 승객실(3)의 내부로부터 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 환기구(55)를 통해 승객실(3)로 다시 공급할 수 있다..
HVAC 시스템(5)의 정상 동작 모드에서, 전환장치(52)는 팬(53)을 내부 유입구(56)가 아닌 외부 유입구(51)와 연결하여, 차량(1)의 외부로부터 외기(4)를 유입시킨다. 이러한 정상 동작 모드는 도 1을 참조하여 설명한 종래 기술에 따른 HVAC 시스템(5)의 동작에 대응한다. 한편, 전환장치(52)는 전술한 바와 같이, 팬(53)을 내부 유입구(56)와 연결하도록 전환될 수 있다. 전환장치(52)가 팬(53)을 내부 유입구(56)와 연결하도록 전환된 상태에서, HVAC 시스템(5)은 "재순환 모드(recirculation mode)"로 동작한다. 즉, 재순환 모드로 동작하는 경우, HVAC 시스템(5)은, 승객실(3)로부터 내부 유입구(56)를 통해 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 환기구(55)를 통해 승객실(3)로 다시 공급함으로써, 차량(1)의 승객실(3) 내 공기 흐름이 만들어지지만, 외기(4)와의 공기 교환은 금지되도록 동작한다.
"재순환 모드"에서 HVAC 시스템(5)을 작동시키는 것은, 승객실(3) 내의 공기와 외기(4) 사이에 공기 교환을 갖는 것이 바람직하지 않은 모든 경우에 의미가 있다. 특히, 위에서 설명된 이유로, 차량(1)의 전지 팩(2)에서 열 폭주 또는 전지 화재가 발생하여 연소 가스에 의해 외기가 오염되는 경우, 승객실(3) 내의 공기와 외기(4)와의 공기 교환은 승객들의 안전을 위해 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서는, HVAC 시스템(5)을 재순환 모드로 동작시키기 위해서, 전지 팩(2) 즉, 전지 팩(2)에 포함된 적어도 하나의 전지 셀이 비정상 또는 위험한 상태에 있는지 여부가 검출된다. 전지 팩(2) 또는 전지 팩(2)을 구성하는 적어도 하나의 전지 셀이 비정상 또는 위험한 상태로 검출되는 경우에, 해당 검출이 전지 팩(2) 또는 전지 팩(2)을 구성하는 적어도 하나의 전지 셀의 열 폭주 또는 화재에 의한 것일 확률은 소정의 임계치를 초과한다. 즉, 전지 팩(2)에 포함된 적어도 하나의 전지 셀이 비정상 또는 위험한 상태에 있는 것으로 검출되면, 높은 확률로 전지 팩(2) 내 열 폭주 또는 화재가 발생한 것으로 간주될 수 있다.
도 3은 오염된 외기가 차량의 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 본 발명에 따른 시스템의 실시 예를 개략적으로 도시한다.
도 3을 참조하면, 전지 팩(2)은 BMU(21)를 포함하며, 전지 팩(2)의 상태는 BMU(21)에 의해 지속적으로 모니터링될 수 있다. 예를 들어, BMU(21)는 온도 센서(미도시)를 사용하여 전지 팩(2) 내부의 온도를 측정하여 전지 팩(2)을 구성하는 적어도 하나의 전지 셀의 비정상 또는 위험한 상태를 검출할 수 있다, BMU(21)는 적어도 하나의 전지 셀의 비정상 또는 위험한 상태를 감지하면, 제1 신호(제1 경고 신호)를 차량(1)의 중앙 제어 장치(central control unit, CCU)(11)로 전송한다.
CCU(11)는 BMU(21)로부터 전지 팩(2)의 비정상 또는 위험한 상태에 대해 통보 받으면, 하나 또는 일련의 적절한 동작들을 개시할 수 있다. 예를 들어, CCU(11)는 HVAC 제어 장치(57)로 제2 신호(제2 경고 신호)를 전송하여 HVAC 제어 장치(57)가 재순환 모드로 전환되도록 통보할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 오염된 외기가 승객실로 유입되는 것을 방지하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한다. 도 4를 참조하면, 전지 팩(2)은 내부에 HVAC 시스템(24)을 더 포함할 수 있다.
CCU(11)는 BMU(21)로부터 전지 팩(2)의 비정상 또는 위험한 상태에 대해 통보 받으면, 전지 팩(2)을 구성하는 전지 셀들을 냉각하도록 전지 팩(2)의 HVAC 시스템(24)으로 제3 신호를 전송하거나, 전지 팩(2) 내에서 발생했을 화재를 진압하도록 소화 시스템(extinction system, 미도시)으로 제3 신호를 전송할 수 있다. 전지 팩(2)의 HVAC 시스템(24)이 CCU(11)로부터 제3 신호를 수신하면, 전지 팩(2)의 HVAC 시스템(24)은 전지 팩(2)을 구성하는 전지 셀들을 냉각시킬 수 있다. 전지 팩(2)의 HVAC 시스템(24)은 전술한 승객실(3)을 위한 HVAC 시스템(5)과 상이하고 독립적이다.
도 3 및 도 4의 실시 예들에서, CCU(11)는 승객실(3) 내 하나 이상의 알람 수단(12)을 트리거하여 알람(예를 들어, 전지 팩(2)의 비정상 또는 위험한 상태에 대해 승객들에게 경고 및 통지하기 위한 경고 신호들)을 유발할 수 있다. 여기서, 알람은 차량(1)의 대시 보드 또는 승객실(3)의 다른 위치에서의 LED 점등, 경고 메시지, 경고 심볼 등과 같은 가시적/광학 신호의 형태로 발생할 수 있다. 알람은 승객실(3)에서 들을 수 있는 비프음(beep) 또는 음성 메시지와 같은 청각적/음향 신호의 형태로 발생할 수도 있다. 승객들은 알람을 인지함으로써 가능한 빨리 차를 세우고 떠나기로 결정할 수 있다.
또한, 알람은 차량의 주변에서 인식할 수 있도록 발생할 수도 있다. 이러한 알람 방식은, 차량(1) 근처에 있는 사람들에게 경고할 수 있다. 예를 들어, 뒤 따르는 차량의 운전자는 경고를 받은 후, 알람이 발생된 차량(1)과의 거리를 증가시키거나 자신의 차량을 정지시킬 수 있다.
CCU(11)는 또한 차량(1)을 비상 모드로 동작시킬 수도 있다.
도 2를 예로 들어, 공기 유입 채널 내 하나 이상의 필터(54)가 활성화될 수 있다. 필터(54)는 도 2에 도시된 바와 같이, 팬(53)과 환기구(55) 사이에 연결될 수도 있고, 내부 유입구(56)와 전환장치(52) 사이, 또는 전환장치(52)와 팬(53) 사이에 연결될 수도 있다. HVAC 시스템(5)이 재순환 모드로 작동하는 중 필터(54)를 활성화할 경우, 승객실(3)에 이미 유입된 배기 가스 또는 이러한 배기 가스의 특정 구성요소가 필터(54)를 통과하는 공기의 순환에 의해 여과될 수 있는 이점을 가진다.
한편, CCU(11)로부터 제2 신호를 수신하면, HVAC 제어 장치(57)는 팬(53)을 내부 유입구(56)와 연결하는 상태로 전환하도록 전환장치(52)를 제어한다. 물론, 어떤 이유로 전환장치(52)가 이미 팬(53)을 내부 유입구(56)와 연결한 상태에 있는 경우에는, 해당 단계를 생략할 수 있다.
전술한 실시 예들에 따르면, 전지 팩(2)에서 비정상 또는 위험한 상태가 감지되면, 차량(1)의 HVAC 시스템(5)은 재순환 모드로 자동으로 전환하여 전지 팩(2)으로부터 방출된 유독 가스가 승객실(3)로 유입되는 것을 방지하여 차량 승객의 안전성을 향상시킨다.
1: 차량
2: 전지 팩
3: 승객실
4: 외기
5: 승객실용 HVAC 시스템
11: 차량의 중앙 제어 장치(CCU)
12: 알람 수단
21: 전지 관리 장치(BMU)
22: 전지 팩의 통풍구
24: 전지 팩의 HVAC 시스템
51: 외부 유입구
52: 전환장치
53: 팬
54: 필터
55: 환기구
56: 내부 유입구
57: HVAC 제어 장치

Claims (15)

  1. 차량의 승객실 내로 오염된 외기의 유입을 방지하는 방법으로,
    상기 차량은 승객실, 복수의 전지 셀을 갖는 전지 팩, 전지 관리 장치, 중앙 제어 장치, 및 상기 승객실을 위한 제1 HVAC(heating ventilation and air conditioning) 시스템을 포함하고,
    상기 제1 HVAC 시스템은, HVAC 제어 장치, 공기 유입 채널, 외기를 흡입하기 위한 외부 유입구, 상기 승객실의 내부로부터 공기를 흡입하기 위한 내부 유입구를 포함하며,
    상기 방법은,
    a) 상기 전지 관리 장치가, 상기 전지 팩의 전지 셀들 중 적어도 하나가 비정상 또는 위험한 상태에 있는지 여부를 검출하는 단계;
    b) 상기 전지 관리 장치가, 상기 a) 단계를 통해 비정상 또는 위험한 상태에 있는 적어도 하나의 전지 셀을 검출함에 따라, 제1 신호를 상기 중앙 제어 장치로 전송하는 단계;
    c) 상기 중앙 제어 장치가, 상기 제1 신호를 수신함에 따라 제2 신호를 상기 HVAC 제어 장치에 전송하는 단계;
    d) 상기 HVAC 제어 장치가, 상기 제2 신호를 수신 시 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태이면, 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태에서 상기 내부 유입구에 연결된 상태로 전환하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 HVAC 제어 장치가, 상기 d) 단계를 통해 상기 공기 유입 채널이 상기 내부 유입구에 연결된 후에, 상기 제1 HVAC 시스템을 정지시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 제어 장치가, 상기 제1 신호를 수신한 후, 상기 전지 셀들을 냉각시키도록 상기 전지 팩의 제2 HVAC 시스템으로 신호를 전송하는 단계; 또는
    상기 중앙 제어 장치가, 상기 전지 팩에서 발생한 화재를 진압하기 위해 소화 시스템으로 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계를 통해 비정상 또는 위험한 상태에 있는 적어도 하나의 전지 셀을 검출함에 따라, 상기 승객실 내에 알람을 출력하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 알람은 가시적 알람 또는 청각적 알람인, 방법.
  6. 승객실, 및 복수의 전지 셀를 갖는 전지 팩을 구비한 차량에서 상기 승객실 내로 오염된 외기의 유입을 방지하기 위한 시스템으로서,
    전지 관리 장치;
    중앙 제어 장치; 및
    상기 승객실을 위한 제1 HVAC(heating ventilation and air conditioning) 시스템을 포함하며,
    상기 제1 HVAC 시스템은, HVAC 제어 장치, 공기 유입 채널, 외기를 흡입하기 위한 외부 유입구, 상기 승객실의 내부로부터 공기를 흡입하기 위한 내부 유입구를 포함하고,
    상기 HVAC 시스템의 상기 공기 유입 채널은 상기 외부 유입구에 연결된 상태와 상기 내부 유입구에 연결된 상태 사이에서 전환 가능하고,
    상기 전지 관리 장치는, 상기 전지 팩의 전지 셀들에 대해 비정상 또는 위험한 상태에 있는지 여부를 검출하고, 비정상 또는 위험한 상태에 있는 적어도 하나의 셀이 검출되면, 제1 신호를 상기 중앙 제어 장치에 전송하도록 구성되며,
    상기 중앙 제어 장치는, 상기 제1 신호를 수신 시, 제2 신호를 상기 HVAC 제어 장치로 송신하도록 구성되고,
    상기 HVAC 제어 장치는, 상기 제2 신호를 수신할 때 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태이면, 상기 제1 HVAC 시스템의 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태에서 상기 내부 유입구에 연결된 상태로 전환하도록 구성되는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공기 유입 채널은, 상기 공기 유입 채널이 상기 외부 유입구에 연결된 상태와 상기 공기 유입 채널이 상기 내부 유입구에 연결된 상태 사이를 전환하기 위한 전환장치를 포함하는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전환장치는 스위치 밸브인 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전환장치는,
    상기 외부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 개폐하는 제1 밸브; 및
    상기 내부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 개폐하기 위한 제2 밸브를 포함하고,
    상기 전환장치의 일 상태에서, 상기 제1 밸브는 상기 외부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 개방하고, 상기 제2 밸브는 상기 내부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 폐쇄하며;
    상기 전환장치의 다른 상태에서, 상기 제1 밸브는 상기 외부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 폐쇄하고, 상기 제2 밸브는 상기 내부 유입구와 상기 공기 유입 채널의 연결부를 개방하는, 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 공기 유입 채널은,
    상기 공기 유입 채널을 통해 흡입된 공기로부터 오염 물질 또는 독성 물질을 여과하기 위한 필터;
    상기 공기 유입 채널을 통해 공기를 흡입하기 위한 팬; 및
    상기 공기 유입 채널을 통해 흡입된 공기를 상기 승객실로 공급하기 위한 환기구 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 HVAC 제어 장치는 상기 공기 유입 채널과 상기 내부 유입구의 연결이 성립된 후에, 상기 제1 HVAC 시스템을 정지 시키도록 추가로 구성되는, 시스템.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 전지 팩은 제2 HVAC 시스템을 포함하고,
    상기 제2 HVAC 시스템은, 상기 중앙 제어 장치로부터 경고 신호를 수신하고,
    상기 중앙 제어 장치로부터 상기 경고 신호를 수신함에 따라 상기 전지 셀들을 냉각시키도록 구성되는, 시스템.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 전지 팩은 소화 시스템을 포함하고,
    상기 소화 시스템은, 상기 중앙 제어 장치로부터 경고 신호를 수신하면, 상기 전지 팩에서 또는 상기 전지 팩 내에서 발생한 화재를 진압하도록 구성되는, 시스템.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 승객실에 설치된 적어도 하나의 알람 수단을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 알람 수단은, 상기 전지 팩의 전지 셀들 중 적어도 하나의 전지 셀이 비정상 또는 위험한 상태로 검출되면, 상기 승객실 내에 알람를 출력하도록 구성되는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 알람 수단은, 가시적 알람을 출력하거나, 청각적 알람을 출력하도록 구성되는, 시스템.
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US10696133B2 (en) * 2013-08-30 2020-06-30 Ford Global Technologies, Llc Cabin venting system and method for an electrified vehicle
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