KR20210014402A - 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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정원일
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(주)샤론테크
장윤환
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Abstract

본 발명은 에너지 저장 시스템에 있어서, 특히 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 배터리 본체 각각에 대해 개폐 가능한 차단막을 가지는 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)와, 상기 다수 개의 리튬계열 배터리에 대한 충방전 상태를 관리하는 배터리관리시스템(BMS)을 구비하는 에너지 저장 설비; 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대한 화재 발생 여부의 감지, 하우징 내부의 온도 및 습도 감지, 그리고 하우징 내부의 분진량을 감지하는 센서부; 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대해 개별적으로 소화액 공급을 위해 동작하고, 하우징 내부의 온도 및 습도 조절을 위해 동작하고, 하우징 내부의 분진량 조절을 위해 동작하는 소화설비; 그리고 상기 센서부의 감지 결과에 따라 상기 소화설비의 동작을 제어하여 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대해 개별적으로 소화, 하우징 내부의 온도 및 습도 조절, 그리고 하우징 내부의 분진량 조절을 제어하는 제어부로 구성되는 것이 특징인 발명이다.

Description

화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템{energy storage system having fire watch and safety function}
본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 특히 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 발전소와 같은 외부 전력을 공급받아 저장하였다가 전력이 필요한 시점(예를들어, 전력 소모가 많은 피크 시간대)에 필요한 장소로 공급하는 시스템이다. 이러한 에너지 저장 시스템은 유휴 전력을 이용하여 전력을 안정적으로 공급할 수 있다.
그러나, 에너지 저장 시스템에는 다수 개의 배터리가 서로 연결되어 집중적으로 배치되어 있기 때문에, 배터리에 열화 또는 발열이 일어난 경우에는 화재의 위험이 대단히 높다.
특히, 리튬 폴리머 배터리를 사용하는 에너지 저장 시스템에서 발생하는 화재는 class D로 분류되어 일반 ABC 소화기로는 진압이 불가능하다.
또한 리튬계열 배터리의 경우에 화재 예방을 위해서는 온도 뿐만 아니라 분진까지도 고려해야 하므로 별도의 화재 예방 기술이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 10-2015-0077006호(에너지 저장 시스템용 소화 장치 및 상기 소화 장치 제어 방법)에는 에너지 저장 시스템의 내부에 존재하는 배터리 전원을 이용하여 소화 장치를 구동하는 기술이 소개되고 있는데, 외부 환경의 변화를 감지하는 구성과 화재 발생 여부를 감지하는 구성과 소화 장치가 동작하도록 전원을 인가하는 구성을 포함하고 있어서 화재가 직접적으로 발생하는 경우에만 화재를 진압할 수 있고, 화재를 미연에 예방할 수 있는 기술적 요소는 전혀 포함하지 못하고 있다.
물론 기존의 배터리관리시스템(BMS)이 배터리의 과충전, 과열, 외부충격에 의한 폭발을 제어하는 기능을 포함하고는 있으나 화재의 원인으로 작용할 수 있는 배터리 내부의 조건들에 따라 화재를 예방할 수 있는 기술을 충족시키지는 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로, 특히 리튬 폴리머 배터리와 같은 리튬계열 배터리에서 발생하는 화재를 직접적으로 진압할 수 있을 뿐만 아니라 리튬계열 배터리 내부의 상태를 감지하여 화재를 미연에 예방 조치할 수 있도록 해주는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템은 배터리 본체 각각에 대해 개폐 가능한 차단막을 가지는 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)와, 상기 다수 개의 리튬계열 배터리에 대한 충방전 상태를 관리하는 배터리관리시스템(BMS)을 구비하는 에너지 저장 설비; 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대한 화재 발생 여부의 감지, 하우징 내부의 온도 및 습도 감지, 그리고 하우징 내부의 분진량을 감지하는 센서부; 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대해 개별적으로 소화액 공급을 위해 동작하고, 하우징 내부의 온도 및 습도 조절을 위해 동작하고, 하우징 내부의 분진량 조절을 위해 동작하는 소화설비; 그리고 상기 센서부의 감지 결과에 따라 상기 소화설비의 동작을 제어하여 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대해 개별적으로 소화, 하우징 내부의 온도 및 습도 조절, 그리고 하우징 내부의 분진량 조절을 제어하는 제어부로 구성되는 것이 특징이다.
바람직하게, 상기 소화설비는 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각과 상기 배터리관리시스템에 연결되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각의 하우징 내부와 상기 배터리관리시스템의 하우징 내부로의 유입관로를 개방 또는 차단하는 다수 개의 유입제어밸브와, 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각과 상기 배터리관리시스템에 연결되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각의 하우징 내부와 상기 배터리관리시스템의 하우징 내부로부터의 배출관로를 개방 또는 차단하는 다수 개의 배출제어밸브와, 상기 다수 개의 배출제어밸브에 공통으로 연결되어 상기 제어부의 제어에 따라 외부로의 배출관로를 개방 또는 차단하는 바이패스밸브를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 센서부가 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 중 제1 리튬계열 배터리에서 화재 발생을 감지하는 경우에, 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징 내부로 소화액이 유입되도록 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징에 연결된 유입제어밸브를 개방시킬 수 있다. 특히, 상기 제어부는 상기 제1 리튬계열 배터리의 화재가 진압된 이후에, 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징 내부 및 상기 소화액의 유입관로에서 잔여 소화액 및 이물질을 외부로 강제 배출시키기 위해 상기 바이패스밸브를 개방시킬 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 센서부에 의해 상기 다수 개의 리튬계열 배터리와 상기 배터리관리시스템 중 적어도 하나에서 감지한 하우징 내부의 온도 또는 습도가 임계치를 초과하는 경우에, 하우징 내부의 고온 공기 또는 습기가 배출되도록 상기 다수 개의 배출제어밸브 중 해당하는 배출제어밸브를 개방시킬 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 센서부에 의해 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 중 제1 리튬계열 배터리에서 감지한 하우징 내부의 분진량이 임계치를 초과하는 경우에, 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징 내부로 공기가 유입되도록 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징에 연결된 유입제어밸브를 개방시키면서 하우징 내부로부터 분진이 포함된 공기가 배출되도록 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징에 연결된 배출제어밸브를 개방시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 센서부가 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 중 제1 리튬계열 배터리에서 화재 발생을 감지하는 경우에, 외부 공기의 유입을 차단하기 위해 상기 제1 리튬계열 배터리의 차단막을 동작시켜 상기 제1 리튬계열 배터리의 본체를 폐쇄시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 다음의 효과가 있다.
첫째, 다수 개의 배터리 중 어느 하나에서 화재가 발생하는 경우에 화재가 발생한 배터리에만 소화액을 분사할 수 있으므로 배터리들에 대해 개별적으로 화재 진압이 가능하다.
둘째, 배터리 하우징 내부의 상태(온도, 습도 및 분진량)를 감지하여 하우징 내부의 화재 발생 원인들을 감시하고, 온도나 습도나 분진량을 저하시키는 등의 적절한 대처가 가능하다. 특히, 리튬 폴리머 배터리와 같이 분진과 습기를 유의해야 하는 리튬계열 배터리에 대해 화재 감시가 용이하여 안전성을 보장해 준다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템의 전체 구성을 도시한 다이어그램이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템에서 배터리관리시스템(BMS)와 배터리(BAT)에 대한 유입 및 배출 구조를 상세하게 도시한 다이어그램이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.
본 발명의 시스템은 리튬 폴리머 배터리와 같은 리튬계열 배터리에 최적화된 것으로 이하에서는 리튬계열 배터리로 설명된다. 그러나, 본 발명을 리튬계열 배터리로만 한정하지는 않으며 에너지 저장 설비(ESS 설비)에 용이하게 적용 가능할 것이다.
본 발명의 시스템은 배터리관리시스템(BMS)과 배터리(BAT) 각각에 구비되는 차단막의 동작으로 화재 발생 시 외부 공기의 유입을 차단하여 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있으며, 화재 진압 후의 처리 및 배터리관리시스템(BMS)과 배터리(BAT) 내부의 화재 원인 제거가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템의 전체 구성을 도시한 다이어그램이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템에서 배터리관리시스템(BMS)와 배터리(BAT)에 대한 유입 및 배출 구조를 상세하게 도시한 다이어그램이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 시스템은 에너지 저장 설비(ESS 설비)(100), 소화설비(200), 센서부(300), 그리고 제어부(400)로 구성된다.
ESS 설비(100)는 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)로 구성된다.
배터리관리시스템(BMS)(110)는 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)에 대한 충방전 상태를 관리하는 것으로, 과충전이나 과열에 의한 배터리 파손을 예방하기 위한 구성이다. 또한, 배터리관리시스템(BMS)(100)는 전압 불균일이나 단자 상태를 관리한다.
다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)는 전원을 충방전하는 것으로, 배터리 각각은 배터리 본체에 대해 개폐 가능한 차단막을 가지는 것이 바람직하다. 물론 배터리관리시스템(BMS)(100)도 차단막을 가지는 것이 바람직하다.
소화설비(200)는 냉방장치, 난방장치, 소화액공급장치, 그리고 온습도조절장치를 포함하는 것으로, 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)에 대해 개별적으로 소화액 공급을 위해 동작하고, 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)의 하우징 내부의 온도 및 습도 조절을 위해 동작하고, 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)의 하우징 내부의 분진량 조절을 위해 동작한다.
특히, 소화설비(200)는 소화액의 개별적 공급, 온도 및 습도의 개별적 조절, 그리고 분진량의 개별적 조절을 위해 다수 개의 제어밸브를 구비한다.
소화설비(200)에 구비되는 제어밸브는 도 2에 도시된 바와 같이 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 각각에 연결되는 다수 개의 유입제어밸브(210)와, 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 각각에 연결되는 다수 개의 배출제어밸브(220)와, 다수 개의 유입제어밸브(210)와 다수 개의 배출제어밸브(220)에 공통으로 연결되는 바이패스밸브(230)를 포함하여 구성된다.
다수 개의 유입제어밸브(210)는 제어부(400)의 제어에 따라 배터리관리시스템(BMS)(110)의 하우징 내부와 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 각각의 하우징 내부로의 유입관로를 개방 또는 차단한다.
다수 개의 배출제어밸브(220)는 다수 개의 유입제어밸브(210)와 한 쌍을 이루어 구비되며, 제어부(400)의 제어에 따라 배터리관리시스템(BMS)(110)의 하우징 내부와 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 각각의 하우징 내부로부터의 배출관로를 개방 또는 차단한다.
바이패스밸브(230)는 다수 개의 배출제어밸브(220)에 공통으로 연결되어 제어부(400)의 제어에 따라 외부로의 배출관로를 개방 또는 차단한다.
센서부(300)는 온도센서, 습도센서, 분진센서 및 불꽃센서를 포함하며, 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)에 대한 화재 발생 여부를 감지하고, 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 하우진 내부의 온도와 습도와 분진량을 감지한다.
센서부(300)는 에너지 저장 설비(ESS 설비)(100)의 내부에 구비되는 것이 바람직하며, 특히 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)에 개별적으로 구비되는 것이 보다 바람직하다.
제어부(400)는 센서부(300)의 감지 결과에 따라 소화설비(200)의 동작을 제어하여 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)에 대해 개별적으로 소화(화재 진압), 하우징 내부의 온도 및 습도 조절, 그리고 하우징 내부의 분진량 조절을 제어한다.
제어부(400)가 소화(화재 진압), 온도 및 습도 조절, 그리고 분진량 조절하는 제어 동작에 대해 보다 상세히 설명한다.
센서부(300)가 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 중 제1 리튬계열 배터리(120)에서 화재 발생을 감지하면, 제어부(400)는 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징 내부로 소화액이 유입되도록 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징에 연결된 유입제어밸브(211)를 개방시킨다.
이후에, 센서부(300)가 제1 리튬계열 배터리(120)의 화재가 진압된 것으로 감지하면, 제어부(400)는 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징 내부 및 소화액의 유입관로에서 잔여 소화액 및 이물질을 외부로 강제 배출시키기 위해 바이패스밸브(230)를 개방시킨다. 이때, 소화액의 유입을 위해 개방되었던 유입제어밸브(211)는 개방 상태를 유지할 수도 있고 차단할 수도 있다.
센서부(300)에 의해 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 중 적어도 하나에서 감지한 온도 또는 습도가 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우에, 제어부(400)는 다수 개의 배출제어밸브(220) 중에서 온도 또는 습도가 임계치를 초과한 대상에 연결된 배출제어밸브만 개방시켜 그 대상의 하우징 내부에서 고온 공기 또는 습기를 배출하도록 제어한다.
센서부(300)에 의해 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 중 적어도 하나에서 감지한 분진량이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우에, 제어부(400)는 다수 개의 배출제어밸브(220) 중에서 분진량이 임계치를 초과한 대상에 연결된 배출제어밸브만 개방시켜 그 대상의 하우징 내부에서 분진이 포함된 공기를 배출하도록 제어한다.
특히, 센서부(300)에 의해 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 중 적어도 하나에서 감지한 분진량이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우에, 제어부(400)는 분진량이 임계치를 초과한 대상에 공기를 유입시키면서 동시에 분진이 포함된 내부 공기를 배출시키도록 제어할 수 있다. 즉, 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징 내부로 공기가 유입되도록 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징에 연결된 유입제어밸브(211)를 개방시키면서 하우징 내부로부터 분진이 포함된 공기가 배출되도록 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징에 연결된 배출제어밸브(221)를 개방시킬 수 있다.
한편, 분진은 리튬계열 배터리에서 유의해야될 화재 원인이므로, 배터리관리시스템(BMS)(110)에 대한 분진량의 감지 및 분진 배출은 제외될 수도 있다. 즉, 센서부(300)에 의해 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 중 제1 리튬계열 배터리(120)에서 감지한 분진량이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우에, 제어부(400)는 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징 내부로 공기가 유입되도록 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징에 연결된 유입제어밸브(211)를 개방시키면서 하우징 내부로부터 분진이 포함된 공기가 배출되도록 제1 리튬계열 배터리(120)의 하우징에 연결된 배출제어밸브(221)를 개방시킬 수 있다.
추가 예로, 본 발명에서는 센서부(300)가 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 중 제1 리튬계열 배터리(120)에서 화재 발생을 감지하면, 제어부(400)는 제1 리튬계열 배터리(120)로의 외부 공기 유입을 차단하기 위해 제1 리튬계열 배터리(120)에 구비된 차단막을 동작시켜 제1 리튬계열 배터리(120)의 본체를 폐쇄시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 시스템은 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)가 제어부(400)와 통신 가능하게 구성된다. 그에 따라 제어부(400)는 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170)으로부터 센서부(300)의 감지 정보를 수신할 수 있다. 그런데, 만약 배터리관리시스템(BMS)(110)과 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)(120~170) 중 어느 하나와 상기한 통신이 끊기는 경우에는 제어부(400)가 감지 정보에 기반한 제어가 불가능하므로, 제어부(400)는 통신이 끊긴 대상으로의 외부 공기 유입을 차단하기 위해 해당 대상에 구비된 차단막을 동작시켜 해당 대상을 폐쇄시키고 또한 해당 대상의 내부 공기를 지속적으로 외부로 배출시키기 위해 해당 대상에 연결된 배출제어밸브와 바이패스밸브를 개방할 수 있다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.
그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 에너지 저장 설비(ESS 설비)
110: 배터리관리시스템(BMS)
120~170: 리튬계열 배터리(BAT)
200: 소화설비
210, 220, 230: 제어밸브
300: 센서부
400: 제어부

Claims (7)

  1. 배터리 본체 각각에 대해 개폐 가능한 차단막을 가지는 다수 개의 리튬계열 배터리(BAT)와, 상기 다수 개의 리튬계열 배터리에 대한 충방전 상태를 관리하는 배터리관리시스템(BMS)을 구비하는 에너지 저장 설비;
    상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대한 화재 발생 여부의 감지, 하우징 내부의 온도 및 습도 감지, 그리고 하우징 내부의 분진량을 감지하는 센서부;
    상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대해 개별적으로 소화액 공급을 위해 동작하고, 하우징 내부의 온도 및 습도 조절을 위해 동작하고, 하우징 내부의 분진량 조절을 위해 동작하는 소화설비; 그리고
    상기 센서부의 감지 결과에 따라 상기 소화설비의 동작을 제어하여 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 및 상기 배터리관리시스템에 대해 개별적으로 소화, 하우징 내부의 온도 및 습도 조절, 그리고 하우징 내부의 분진량 조절을 제어하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소화설비는,
    상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각과 상기 배터리관리시스템에 연결되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각의 하우징 내부와 상기 배터리관리시스템의 하우징 내부로의 유입관로를 개방 또는 차단하는 다수 개의 유입제어밸브와,
    상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각과 상기 배터리관리시스템에 연결되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 각각의 하우징 내부와 상기 배터리관리시스템의 하우징 내부로부터의 배출관로를 개방 또는 차단하는 다수 개의 배출제어밸브와,
    상기 다수 개의 배출제어밸브에 공통으로 연결되어 상기 제어부의 제어에 따라 외부로의 배출관로를 개방 또는 차단하는 바이패스밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서부가 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 중 제1 리튬계열 배터리에서 화재 발생을 감지하는 경우에, 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징 내부로 소화액이 유입되도록 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징에 연결된 유입제어밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 리튬계열 배터리의 화재가 진압된 이후에, 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징 내부 및 상기 소화액의 유입관로에서 잔여 소화액 및 이물질을 외부로 강제 배출시키기 위해 상기 바이패스밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서부에 의해 상기 다수 개의 리튬계열 배터리와 상기 배터리관리시스템 중 적어도 하나에서 감지한 하우징 내부의 온도 또는 습도가 임계치를 초과하는 경우에, 하우징 내부의 고온 공기 또는 습기가 배출되도록 상기 다수 개의 배출제어밸브 중 해당하는 배출제어밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서부에 의해 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 중 제1 리튬계열 배터리에서 감지한 하우징 내부의 분진량이 임계치를 초과하는 경우에, 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징 내부로 공기가 유입되도록 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징에 연결된 유입제어밸브를 개방시키면서 하우징 내부로부터 분진이 포함된 공기가 배출되도록 상기 제1 리튬계열 배터리의 하우징에 연결된 배출제어밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서부가 상기 다수 개의 리튬계열 배터리 중 제1 리튬계열 배터리에서 화재 발생을 감지하는 경우에, 외부 공기의 유입을 차단하기 위해 상기 제1 리튬계열 배터리의 차단막을 동작시켜 상기 제1 리튬계열 배터리의 본체를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템.
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Cited By (7)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102297771B1 (ko) * 2021-03-29 2021-09-02 한국전지연구조합 사용 후 배터리 보관 시스템
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114335790A (zh) * 2021-11-24 2022-04-12 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种储能电池包级浸没式灭火系统、电池热失控检测方法
KR102412721B1 (ko) * 2022-04-04 2022-06-27 이연호 ESS(Energy Storage System) 배터리팩의 화재감지 및 소화방법
WO2023206660A1 (zh) * 2022-04-27 2023-11-02 石家庄科林电气股份有限公司 基于锂电池的储能电站的防火防爆方法
KR102467365B1 (ko) * 2022-06-28 2022-11-16 (주)에스엔에스 배터리 보관함 화재 방지시스템
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