KR20210070815A - 패널형 다단 온도측정 장치 - Google Patents

패널형 다단 온도측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210070815A
KR20210070815A KR1020190161001A KR20190161001A KR20210070815A KR 20210070815 A KR20210070815 A KR 20210070815A KR 1020190161001 A KR1020190161001 A KR 1020190161001A KR 20190161001 A KR20190161001 A KR 20190161001A KR 20210070815 A KR20210070815 A KR 20210070815A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
panel
optical fiber
panel member
fiber cable
type multi
Prior art date
Application number
KR1020190161001A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102326331B1 (ko
Inventor
최형석
Original Assignee
엘에스일렉트릭(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스일렉트릭(주) filed Critical 엘에스일렉트릭(주)
Priority to KR1020190161001A priority Critical patent/KR102326331B1/ko
Priority to US17/756,886 priority patent/US20220412810A1/en
Priority to PCT/KR2020/015734 priority patent/WO2021112422A1/ko
Priority to CN202080080755.0A priority patent/CN114729841A/zh
Publication of KR20210070815A publication Critical patent/KR20210070815A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102326331B1 publication Critical patent/KR102326331B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 저장장치 등의 다단 모듈에 적용되는 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치는 다수의 배터리 모듈이 구비되는 에너지 저장 장치; 상기 각 배터리 모듈에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit); 상기 각 온도 감지 패널 유닛에 구부러지는 형태로 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 상기 광섬유 케이블의 양단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

패널형 다단 온도측정 장치{panel type multi temperature measuring device}
본 발명은 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 저장장치 등의 다단 모듈에 적용되는 패널형 다단 온도측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 에너지 저장 장치(ESS: Energy Storage System)는 물리적 매체를 이용하여 에너지를 저장하는 장치를 말한다. 에너지 저장은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장 방식과 화학적 에너지 저장 방식으로 구분할 수 있다. 대표적인 물리적 에너지 저장으로는 양수 발전(pumping-up power generation, 揚水發電)과 압축공기 저장, 플라이휠(flywheel) 등을 들 수 있으며, 화학적 에너지 저장으로는 주로 배터리를 이용한 저장으로 리튬이온배터리, 납축전지, 나트륨 황(NaS) 전지 등이 있다. 여기서, 배터리 형식의 ESS를 BESS(Battery Energy Storage System)라고 하며, 일반적으로 ESS라고 하면 BESS를 말한다.
배터리를 이용한 에너지 저장 장치는 열이 많이 발생하므로 화재가 발생하지 않도록 열 관리를 하는 것이 중요하다. 이를 위해 에너지 저장 장치에는 내부에 온도 센서가 구비되는 것이 보통이다.
종래기술에 따른 에너지 저장 장치(ESS)를 참조하기로 한다. 배터리를 이용한 에너지 저장 장치는 보통 셀(cell), 모듈(moduled), 랙(rack) 단위로 구성되어 있다. 배터리를 이용한 에너지 저장 장치에 대한 인증은 랙 단위로 구성된다. 배터리를 이용한 에너지 저장 장치는 랙(1) 형태로 형성된다. 랙(1)은 빔(beam) 등의 구조물에 배터리 모듈(2)이 다단으로 적층된 형태로 구성된다. 여기서, 각 배터리 모듈(2)은 다수 개의 배터리 셀(미도시)의 조합으로 구성된다. 이때, 각 배터리 모듈(2)의 내부에는 자체적으로 온도 측정을 위한 온도 센서(미도시)가 구비되는 것이 보통이다.
그런데, 이러한 온도 센서가 고장나는 경우에는 배터리 모듈(2)의 온도 측정이 불가하게 된다. 또한, 온도 센서가 배터리 모듈(2) 내부에 구비되어 있으므로 인접한 배터리 모듈(2) 사이의 온도 측정도 가능하지 않다. 즉, 배터리 모듈(2) 주변의 온도 측정이 이루어지지 않으므로 랙(1)에 대한 온도 관리가 이루어지지 않고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 다단형 에너지 저장 장치의 배터리 모듈 주변의 온도 측정을 통해 에너지 저장 장치의 열을 관리하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치는 다수의 배터리 모듈이 구비되는 에너지 저장 장치; 상기 각 배터리 모듈에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit); 상기 각 온도 감지 패널 유닛에 구부러지는 형태로 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 상기 광섬유 케이블의 양단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 온도 감지 패널 유닛은 상부 패널 부재와 하부 패널 부재를 포함하고 상기 광섬유 케이블이 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광섬유 케이블의 양단에 각각 결합되어 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재의 외부에 노출되는 접속재를 더 포함한다.
또한, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재는 각각 박판 또는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 패널 부재 또는 하부 패널 부재에는 상기 광섬유 케이블이 삽입 설치될 수 있는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈은 직선부 또는 곡선부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 곡선부의 곡률 반경은 상기 광섬유 케이블의 지름의 20배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부와 접속재 사이 또는 인접한 상기 배터리 모듈 간의 상기 접속재를 연결하기 위한 연결 케이블을 더 포함한다.
또한, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재에는 장착판 설치부가 홈으로 형성되고, 상기 장착판 설치부에 삽입되는 장착판을 더 포함한다.
또한, 상기 장착판에는 원주면을 따라 상기 광섬유 케이블이 말아지는 형태로 설치되도록 배선홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 배터리 모듈에는 다수의 구역이 설정되고, 상기 광섬유 케이블에는 상기 접속재를 기준으로 하여 소정 거리에 따라 측정점이 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다단 온도 측정 장치에 의하면 배터리 모듈마다 구비되는 온도 감지 패널 유닛에 의해 에너지 저장 장치의 온도를 용이하게 측정하고 열 관리를 할 수 있다.
온도 감지 패널 유닛은 면(sheet, plane) 단위로 측정되어 배터리 모듈 사이에 발생하는 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.
온도 감지 패널 유닛은 상호 밀착 접합되는 필름(상부,하부 패널) 사이에 삽입 포설되는 광섬유 케이블에 의해 측정되므로 계측의 정밀도가 높고, 거리를 통해 측정 위치로 환산할 수 있어 측정점에 대한 배치 및 관리가 용이하다.
광섬유 케이블은 소정의 면적을 갖는 필름면에 배치되므로 계측 작용에 필요한 곡률 반경을 확보할 수 있다.
광섬유 케이블은 필름면에 형성(배치)되는 설치홈 또는 장착판에 설치되므로 표준화된 온도 측정 위치 분포를 구성할 수 있으므로 온도 관리가 효율적이다.
상부, 하부 패널은 단열 / 비단열 필름을 이용하여 일방향을 확보할 수 있으므로 온도 측정의 방향성을 확보할 수 있다.
각 온도 감지 패널 유닛마다 구비되는 접속재(Connector)를 기준으로 온도 측정이 가능하므로 배터리 모듈 사이의 간격이 다르더라도 배터리 모듈 상부면의 동일한 지점을 측정할 수 있다.
에너지 저장 장치의 각 배터리 모듈에 온도 감지 패널 유닛 단위로 설치가 되므로 설치가 용이하다.
도 1은 종래기술에 따른 에너지 저장장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도 측정 장치가 구비된 에너지 저장 장치의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에서 온도 감지 패널 유닛의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 5는 도 2에서 배터리 모듈의 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치에 적용되는 온도 감지 패널 유닛의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 8은 도 6에서 상부 패널 부재와 장착판이 제거된 상태의 상면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치에 적용되는 하부 패널의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패널형 다단 온도측정 장치는 다수의 배터리 모듈(20)이 구비되는 에너지 저장 장치(10); 상기 각 배터리 모듈(20)에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit)(30); 상기 각 온도 감지 패널 유닛(30)에 삽입설치되는 광케이블(40); 상기 광케이블(40)의 양단이 연결되어 온도를 측정하는 제어부(60);를 포함하여 구성된다.
에너지 저장 장치(10)가 마련된다. 에너지 저장 장치(10)는 다수의 배터리 모듈(20)이 다단으로 설치될 수 있도록 랙(11) 형태로 구성될 수 있다. 랙(11)은 상판과 하판 및 상기 상판과 하판 사이에 연결되어 지지하는 프레임으로 구성될 수 있다. 랙(11)에는 다수의 배터리 모듈(20)이 다단으로 설치된다.
도 2에 에너지 저장 장치(10)가 도시되어 있다. 에너지 저장 장치(10)는 전술한 바와 같이 랙 형태로 구성된다.
상기 랙(11)에는 각 배터리 모듈(20)이 설치되고 지지될 수 있도록 받침 플레이트(12)가 다수개 구비된다.
또한, 랙(11)에는 온도 감지 패널 유닛(30)을 설치할 수 있도록 지지 플레이트(13)가 마련된다. 지지 플레이트(13)는 각 배터리 모듈(20)의 상부 또는 하부에 마련될 수 있다. 이에 따라, 온도 감지 패널 유닛(30)은 배터리 모듈(20)과 지지 플레이트(13) 사이에 삽입 설치될 수 있다.
도 3에 온도 감지 패널 유닛(30)이 도시되어 있다. 배터리 모듈(20)과 인접한 배터리 모듈(20) 사이의 온도를 측정하기 위하여 온도 감지 패널 유닛(30)이 마련된다. 온도 감지 패널 유닛(30)은 각 배터리 모듈(20)의 일면(예를 들면 상부면)에 면접하도록 배치되거나 소정 간극을 갖도록 설치되어 각 배터리 모듈(20)의 표면 온도 또는 배터리 모듈(20)들 사이의 공간 온도를 측정하도록 한다.
온도 감지 패널 유닛(30)은 한 쌍으로 구성되는 패널 부재(panel member)(31,35)와 광섬유 케이블(fiber optic cable)(40) 및 접속재(Connector)(50)로 구성될 수 있다.
패널 부재(31,35)가 마련된다. 패널 부재(31,35)는 광섬유 케이블(40)을 부착 또는 삽입 설치하도록 마련된다. 패널 부재(31,35)는 보드나 필름 형태의 얇은 부재로 구성될 수 있다.
패널 부재(31,35)는 단일하게 구비되어, 광섬유 케이블(40)이 설치될 수 있다.
또한, 패널 부재(31,35)는 나란히 배치되는 한 쌍으로 구성될 수 있다. 즉, 패널 부재(31,35)는 상부 패널 부재(upper panel member)(31)와 하부 패널 부재(lower panel member)(35)로 구성될 수 있다.
패널 부재(31,35)는 내열성이 우수한 소재로 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 테프론 시트로 마련될 수 있다.
패널 부재(31,35)는 가벼운 박판(thin plate) 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 각 배터리 모듈(20) 또는 랙(11)에 가해지는 하중을 최소한으로 하도록 하고, 차지하는 공간을 최소한으로 하도록 한다.
패널 부재(31,35)의 두께는 인접한 배터리 모듈(20)들 사이에 삽입할 수 있도록 얇게 형성된다. 예를 들면, 패널 부재(31,35)의 두께는 3mm 이내로 형성된다. 배터리 모듈(20)간 간격은 작게 형성되므로(예를 들어 10mm), 이 사이에 배치될 수 있도록 패널 부재(31,35)의 두께는 얇게 형성된다.
광섬유 케이블(40)이 마련된다. 광섬유 케이블(40)은 한 쌍의 패널 부재(31,35) 사이에 삽입 설치된다. 광섬유 케이블(40)은 패널 부재(31,35)의 면상에 포설된다. 광섬유 케이블(40)은 한 쌍의 패널 부재(31,35) 사이에 말아지는 형태 또는 구부러지는 형태로 배치된다. 즉, 광섬유 케이블(40)은 패널 부재(31,35) 내에 소정길이로 삽입되기 위해 다양한 형태로 구부러지면서 배치된다. 광섬유 케이블(40)은 구부러질 때 중첩적으로 배치될 수 있다.
이와 같이 패널 부재(31,35)에 배치되는 광섬유 케이블을 통해 배터리 모듈(20) 주변부의 온도를 면단위로 측정할 수 있다. 선으로 된 광섬유 케이블(40)은 패널 부재(31,35)에 면상으로 배치됨으로써 다수의 측정 포인트를 가질 수 있다.
광섬유 케이블을 이용하여 온도를 측정하는 방식은 종래 전력 지중선로 및 정유 화학 송유관 등의 온도 측정에 적용되는 것으로 분산 온도 측정(DTS: Distributed Temperature Sensing)이라고도 한다.
분산 온도 측정은 광섬유가 갖는 독특한 특징 중의 하나인 온도와 파장의 비례 특성을 활용한 것이다.
광섬유를 구성하는 석영에 반사되는 산란파는 3가지 종류가 있다. 레이리 산란파(Rayleigh-scattering wave), 라만 산란파(Raman-scattering wave), 브릴로인 산란파(Brillouin-scattering wave)가 그것이다. 이 중에서, 라만파는 온도에 따라 정비례하는 파장을 나타낸다. 이를 이용해 온도를 측정(측정되는 파장을 크기에 따라 온도로 환산)할 수 있다. 광섬유 케이블은 선형적으로 형성되므로 기준 위치로부터 각 산란 주파수의 거리를 측정 (또는 각 거리별로 각 산란 주파수를 측정)하여 온도 측정이 가능하다.
광섬유 케이블을 이용한 온도 측정은 1m당 0.01℃의 해상도로 측정이 가능하다. 또한, 산란파의 유의미한 분석을 위해 0.5m 이상의 간격으로 온도 측정이 가능하다.
따라서, 배터리 모듈(20) 상부의 한정된 면적 내에서 다수의 측정 지점을 확보하기 위해 광섬유 케이블(40)은 구부러진 형태로 배치된다.
도 4에 온도 감지 패널 유닛(30)의 분해 사시도가 도시되어 있다.
패널 부재(31,35)는 상부 패널 부재(31)와 하부 패널 부재(35)로 구성될 수 있다.
상부 패널 부재(31)는 박판으로 형성된다. 상부 패널 부재(31)는 필름 재질로 형성될 수 있다.
하부 패널 부재(35)는 박판으로 형성된다. 하부 패널 부재(35)는 필름 재질로 형성될 수 있다.
하부 패널 부재(35)에는 광섬유 케이블(40)을 삽입 설치할 수 있는 삽입홈(36)이 형성된다. 삽입홈(36)은 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 삽입홈(36)은 구부러진 형태로 형성된다.
삽입홈(36)은 직선부(36a) 또는 곡선부(36b)를 포함한다. 여기서, 곡선부(36b)는 곡률반경이 광섬유 케이블(40)의 지름의 20배 이상으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 광섬유 케이블(40)의 재질적 특성을 고려한 것이다. 일반적으로, 광섬유 케이블(40)의 적정한 동작을 유지할 수 있는 곡률반경은 광섬유 케이블(40)의 단면 지름의 20배 이상으로 알려져 있다.
하부 패널 부재(35)의 삽입홈(36)에는 광섬유 케이블(40)이 삽입 설치된다. 즉, 광섬유 케이블(40)은 삽입홈(36)의 형상대로 배치된다. 광섬유 케이블(40)이 단일면 상에서 구부러진 형태로 배치되므로 정해진 배터리 모듈(20)의 단위 면적 내에 다수의 측정 지점의 계측에 필요한 길이가 확보될 수 있다. 광섬유 케이블(40)이 배터리 모듈(20) 상에 길게 배치되므로 다수의 온도 측정 지점이 확보된다.
광섬유 케이블(40)의 양단에는 접속재(50)가 구비된다. 각 패널 부재(31,35)에 접속재(50)가 구비되므로, 온도 감지 패널 유닛(30)은 유닛 단위로 구분될 수 있다. 또한, 접속재(50)에서는 온도 측정(파장 측정)의 기준점으로 설정될 수 있다. 따라서, 각 온도 감지 패널 유닛(30)의 기준점으로 설정할 수 있다.
제어부(60)와 접속재(50) 사이 또는 인접한 두개의 접속재(50)를 연결하도록 연결 케이블(41,45)이 구비된다. 각 온도 감지 패널 유닛(30)은 연결 케이블(45)에 의해 서로 연결된다.
제어부(60)는 DTS 서버로 구성될 수 있다. 광섬유 케이블(40)에서 측정되는 파장을 계측하고 온도로 환산하기 위하여 제어부(60)가 마련된다.
제어부(60)에서는 적정한 운용 온도가 설정되어 제한 온도 범위를 벗어나는 경우에는 이를 표시하거나 알릴 수 있다. 예를 들면, 제어부(60) 서버의 일부에는 디스플레이부(61)가 마련될 수 있다.
도 5에는 배터리 모듈(20)이 도시되어 있다. 배터리 모듈(20)의 일면(예를 들어 상면)은 다수의 구역(a,b,c)으로 나누어질 수 있다. 각 구역은 배터리 모듈(20) 내부의 배터리 셀(미도시)들이 파티션이나 격벽 등 물리적으로 구분된 구역일 수 있다. 또는, 배터리 모듈(20)의 상면을 소정 면적으로 구분하기 위한 가상의 구역일 수 있다. 도 5에서는 3개의 구역으로 구분된 예가 나타나 있으나, 이러한 구역의 갯수는 필요에 따라 적절히 정해질 수 있음은 물론이다.
배터리 모듈(20)의 각 구역(a,b,c)에서의 온도를 측정하기 위하여 광섬유 케이블(40)은 다수의 측정점을 가질 수 있다. 다수의 측정점은 각 구역(a,b,c)에 적절히 배치될 수 있도록 광섬유 케이블(40)의 배치 형상이 결정될 수 있다.
도 6에 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널형 다단 온도 측정 장치에 적용되는 온도 감지 패널 유닛(30A)이 도시되어 있다.
여기서 별도로 설명하는 사항을 제외하고는 이전 실시예의 온도 감지 패널 유닛(30)에 적용되는 사항은 이 실시예의 온도 감지 패널 유닛(30A)에도 적용된다.
온도 감지 패널 유닛(30A)은 상부 패널 부재(31A)와 하부 패널 부재(35A) 및 장착판(70)을 구비할 수 있다.
패널 부재(31A,35A)에는 각각 홈으로 형성되는 장착판 설치부(32,37)가 각각 설치되어 장착판(70)이 삽입 설치된다. 장착판 설치부(32,37)는 상기 배터리 모듈(20)의 각 구역(a,b,c)에 대응되는 위치 혹은 갯수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 패널 부재(31A)에는 a구역에 형성되는 장착판 설치부(32a), b구역에 형성되는 장착판 설치부(32b), c구역에 형성되는 장착판 설치부(32c)가 각각 마련될 수 있다. 또한, 각 구역(a,b,c)별로 복수 개의 장착판 설치부(32,37)가 마련될 수 있다. 이러한 경우는 각 구역이 더욱 세분된 것이라고 볼 수 있다.
장착판(70)은 원주면 둘레를 따라 형성되는 배선홈(71)을 포함할 수 있다. 광섬유 케이블(40)이 배선홈(71)을 따라 삽입 배치될 수 있다.
상기 장착판(70)은 장착판 설치부(32,37)에 삽입 설치되므로 배터리 모듈(20)의 각 구역(a,b,c)에 대응하여 배치될 수 있다.
장착판(70)에서 배선홈(71)의 상,하부에는 플랜지(72,73)가 돌출된다. 이때, 각 플랜지(72,73)의 두께는 장착판 설치부(32,37)의 깊이와 동일하게 형성될 수 있다. 장착판(70)의 플랜지(72,73)가 패널 부재(31A,35A)의 장착판 설치부(32,37)에 각각 설치되어, 패널 부재(31A,35A) 사이에 장착판(70)의 배선홈(71)이 드러날 수 있다.
도 8에는 도 6의 실시예에서 상부 패널 부재(31A)와 장착판(70)을 제거한 상태로 도시한 상면도이다.
광섬유 케이블(40)은 제한된 영역 내에서 충분한 길이를 확보하기 위하여 장착판(70)을 따라 말아진(곡선부 또는 회전부를 갖는) 형태로 배치된다. 각 구역의 온도를 측정하기 위하여 광섬유 케이블(40)에는 측정점(40a~40f)이 설정된다. 이러한 측정점(40a~40f)은 물리적인 것이 아니라, 제어부(60)에서 측정되는 산란파로부터 얻어지는 거리로부터 구해지는 측정값일 수 있다. 입력단 접속재(50a)는 온도 감지 패널 유닛(30A)의 시작점이 될 수 있다. 이 시작점을 기준으로 측정점(40a~40f)이 소정 거리에 따라 설정될 수 있다. 이러한 측정점으로부터 각 구역의 온도값이 얻어진다. 도 8에서는 6개의 구역에 대한 온도값이 얻어지는 예를 나타내고 있다.
또 다른 실시예의 온도 감지 패널 유닛(30B)를 살펴보기로 한다.
도 9에는 하부 패널 부재(35B)의 또 다른 예가 도시되어 있다. 상부 패널 부재는 하부 패널 부재(35B)와 동일하게 형성되고 대칭으로 배치될 수 있다.
장착판(70)이 설치되는 장착판 설치부(38)는 원형홈이 복수 개 연결된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 장착판 설치부(38)의 양측면부는 물결무늬 형태로 형성될 수 있다. 상기 물결무늬의 곡률반경은 장착판(70)의 곡률반경과 동일하게 형성될 수 있다.
장착판 설치부(38)는 설치홈이 다수 개 형성됨에 따라 구역의 갯수에 따라 적절하게 장착판(70)을 배치할 수 있다.
각 실시예에서 패널 부재(31,35)는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어 상부 패널 부재(31)는 단열재질로 구성되고, 하부 패널 부재(35)는 비단열재로 구성되는 것이다. 이와 같이 하면, 단열 부재에 의해 열의 전달이 차단되므로 온도 측정의 방향성을 설정할 수 있다. 즉, 최대 온도가 발생하는 표면부의 온도를 측정하게 되므로 에너지 저장 장치에 대한 열 관리를 효과적으로 할 수 있다.
본 발명의 각 실시예에 의하면, 온도 감지 패널 유닛(30) 단위로 각 배터리 모듈(20)에 구비하면 되므로 설치가 간단하고 작업이 용이하다.
또한, 광섬유 케이블(40)을 패널 부재(31,35) 상에 구부린 형태로 배치시키므로 선 온도 분포(linear temperature distribution)를 면 온도 분포(planar temperature distribution)로 전환하여 얻을 수 있다.
또한, 동일한 온도 감지 패널 유닛(30)을 각 배터리 모듈(20)에 적용하면 표준화된 온도 분포표를 획득할 수 있다.
또한, 패널 부재(31,35)에 단열/비단열재를 다르게 적용하는 경우 온도 측정의 방향성을 확보할 수 있다.
또한, 접속재(50)를 기준으로 하는 일정한 거리 측정에 따른 온도 측정이 가능하다.
이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 에너지 저장 장치 20 배터리 모듈
30 온도 감지 패널 유닛 31,35 패널 부재
40 광섬유 케이블 50 접속재
60 제어부 70 장착판

Claims (11)

  1. 다수의 배터리 모듈이 구비되는 에너지 저장 장치에 적용되는 패널형 다단 온도 측정 장치에 있어서,
    상기 각 배터리 모듈에 인접하여 구비되는 다수의 온도 감지 패널 유닛(temperature sensing panel unit);
    상기 각 온도 감지 패널 유닛에 구부러지는 형태로 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 상기 광섬유 케이블의 양단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도 감지 패널 유닛은 패널 부재를 포함하고, 상기 패널 부재에 상기 광섬유 케이블이 부착 또는 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 패널 부재는 상부 패널 부재와 하부 패널 부재를 포함하고 상기 광섬유 케이블이 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광섬유 케이블의 양단에 각각 결합되어 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재의 외부에 노출되는 접속재를 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재는 각각 박판 또는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상부 패널 부재 또는 하부 패널 부재에는 상기 광섬유 케이블이 삽입 설치될 수 있는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈은 직선부 또는 곡선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 곡선부의 곡률 반경은 상기 광섬유 케이블의 지름의 20배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제어부와 접속재 사이 또는 인접한 상기 배터리 모듈 간의 상기 접속재를 연결하기 위한 연결 케이블을 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재에는 장착판 설치부가 홈으로 형성되고, 상기 장착판 설치부에 삽입되는 장착판을 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 장착판에는 원주면을 따라 상기 광섬유 케이블이 말아지는 형태로 설치되도록 배선홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 배터리 모듈에는 다수의 구역이 설정되고, 상기 광섬유 케이블에는 상기 접속재를 기준으로 하여 소정 거리에 따라 측정점이 설정되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
KR1020190161001A 2019-12-05 2019-12-05 패널형 다단 온도측정 장치 KR102326331B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190161001A KR102326331B1 (ko) 2019-12-05 2019-12-05 패널형 다단 온도측정 장치
US17/756,886 US20220412810A1 (en) 2019-12-05 2020-11-11 Optical fiber cable temperature measurement device
PCT/KR2020/015734 WO2021112422A1 (ko) 2019-12-05 2020-11-11 광섬유 케이블 온도측정 장치
CN202080080755.0A CN114729841A (zh) 2019-12-05 2020-11-11 光纤电缆温度测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190161001A KR102326331B1 (ko) 2019-12-05 2019-12-05 패널형 다단 온도측정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210070815A true KR20210070815A (ko) 2021-06-15
KR102326331B1 KR102326331B1 (ko) 2021-11-15

Family

ID=76412064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190161001A KR102326331B1 (ko) 2019-12-05 2019-12-05 패널형 다단 온도측정 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102326331B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102364685B1 (ko) * 2021-09-09 2022-02-18 (주)바이컴 Dts 기반의 과열 모니터링 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048889A1 (ja) * 2002-11-27 2004-06-10 Kinzo Kishida 光ファイバー計測モジュール
US20050213867A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Rajendran Veera P Optical battery temperature monitoring system and method
KR100812742B1 (ko) * 2007-04-03 2008-03-12 주식회사 에이티티알앤디 2차 전지
US20100080501A1 (en) * 2007-01-24 2010-04-01 Paul Vincent Saunders Temperature sensing
KR20150065280A (ko) * 2013-12-05 2015-06-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101625327B1 (ko) * 2012-06-06 2016-05-27 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 광파이버 온도 센서

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048889A1 (ja) * 2002-11-27 2004-06-10 Kinzo Kishida 光ファイバー計測モジュール
US20050213867A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Rajendran Veera P Optical battery temperature monitoring system and method
US20100080501A1 (en) * 2007-01-24 2010-04-01 Paul Vincent Saunders Temperature sensing
KR100812742B1 (ko) * 2007-04-03 2008-03-12 주식회사 에이티티알앤디 2차 전지
KR101625327B1 (ko) * 2012-06-06 2016-05-27 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 광파이버 온도 센서
KR20150065280A (ko) * 2013-12-05 2015-06-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102364685B1 (ko) * 2021-09-09 2022-02-18 (주)바이컴 Dts 기반의 과열 모니터링 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102326331B1 (ko) 2021-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IT201800002774A1 (it) Pacco batteria veicolare
US7470485B2 (en) Spacer for production of battery pack
KR102326331B1 (ko) 패널형 다단 온도측정 장치
KR102029422B1 (ko) 배터리팩 온도검출용 센서유닛 및 이를 구비한 에너지저장시스템의 배터리팩 모니터링 장치
US9543555B2 (en) Battery module
EP2558895B1 (en) Sealing and strain relief device for data cables
WO2024056084A1 (zh) 电芯、电池模组以及电池包
KR102326743B1 (ko) 연료 전지 스택 전압 모니터링을 위한 전기 커넥터
US4976789A (en) Power transmission device
JP2001525923A (ja) モジュラー半導体信頼性試験システム
KR102372176B1 (ko) 광섬유 케이블 온도측정 장치
JP7424721B2 (ja) 電池セル圧力測定装置
US20220412810A1 (en) Optical fiber cable temperature measurement device
KR102437164B1 (ko) 온도측정 장치의 제조용 지그 및 온도측정 장치의 제조 방법
CN113176513A (zh) 状态监测单元、状态监测方法及电池
KR102486708B1 (ko) 온도 측정장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치
CN215297614U (zh) 一种电池测试台架及电池测试结构
JP6805606B2 (ja) 電池モジュール及び電池モジュールの製造方法
CN207351584U (zh) 蓄电池箱
CN219476818U (zh) 一种组装式隔热保温装置
JP5321900B2 (ja) 温度センサ
US20220333962A1 (en) Optical fiber-based sensing membrane
KR20200058218A (ko) 온도센서유닛 및 이를 포함하는 배터리모듈
JP2001155268A (ja) 光式温度・火災センサ
CN210862914U (zh) 辐射强度计冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant