KR20220053949A - 선박용 배터리 제어 시스템 - Google Patents

선박용 배터리 제어 시스템 Download PDF

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박어진
전원
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

선박에 화재가 발생하는 경우 배터리 모듈의 에너지 저장 수준을 낮추어 폭발 위험을 경감시키는 선박용 배터리 제어 시스템을 제공한다. 상기 선박용 배터리 제어 시스템은, 전력을 저장하는 배터리 모듈; 배터리 모듈로부터 전기 부하가 공급되면 배터리 모듈을 냉각시키는 열전 소자; 및 배터리 모듈의 온도가 기준 온도 이상인지 여부를 판단하거나 배터리 모듈이 설치되어 있는 선박에 화재가 발생했는지 여부를 판단하며, 배터리 모듈의 온도가 기준 온도 이상인 것으로 판단되거나 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 배터리 모듈로부터 열전 소자로 전기 부하가 공급되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

선박용 배터리 제어 시스템 {System for controlling battery of ship}
본 발명은 배터리 모듈을 제어하는 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 선박의 배터리 룸 내에 설치되는 배터리 모듈을 제어하는 시스템에 관한 것이다.
선박은 해양에 위치하고 있어 육상으로부터 전원을 공급받는 데에 어려움이 있다. 그래서 선체 내에 발전, 송전, 배전 등 독립적인 전력 체계를 갖추고, 필요한 전력을 생산하거나, 생산된 전력을 효율적으로 관리하고 있다.
선박은 생산된 전력을 효율적으로 저장 및 관리하기 위해, 배터리 룸(Battery Room) 내에 복수 개의 배터리 모듈(Battery Module)을 구축하고 있다. 또한, 선박은 각각의 배터리 모듈의 충전 및 방전을 제어하기 위해, 에너지 관리 시스템(EMS; Energy Management System), 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System) 등도 구축하고 있다.
한국공개특허 제10-2020-0046926호 (공개일: 2020.05.07.)
선박에 화재가 발생하는 경우, 그 화재가 배터리 룸에 구축되어 있는 배터리 모듈로 확산될 수 있다. 이와 같이 화재가 배터리 모듈까지 확산되면, 선박에 폭발 등의 사고가 발생할 수 있으며, 이로 인해 큰 재산상 피해나 인명 피해가 발생할 수도 있다.
따라서 선박 내 화재에 대비하여 배터리 룸뿐만 아니라 각각의 배터리 모듈에 적절한 소화 설비가 요구되고 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 선박에 화재가 발생하는 경우 배터리 모듈의 에너지 저장 수준을 낮추어 폭발 위험을 경감시키는 선박용 배터리 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박용 배터리 제어 시스템의 일 면(Aspect)은, 전력을 저장하는 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈로부터 전기 부하가 공급되면 상기 배터리 모듈을 냉각시키는 열전 소자; 및 상기 배터리 모듈의 온도가 기준 온도 이상인지 여부를 판단하거나 상기 배터리 모듈이 설치되어 있는 선박에 화재가 발생했는지 여부를 판단하며, 상기 배터리 모듈의 온도가 상기 기준 온도 이상인 것으로 판단되거나 상기 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 배터리 모듈로부터 상기 열전 소자로 전기 부하가 공급되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 열전 소자는, 제1 금속을 소재로 하여 제조되며, 상기 배터리 모듈로부터 전기 부하가 공급되면 온도가 상승하는 고온부; 및 제2 금속을 소재로 하여 제조되며, 상기 고온부에 근접하여 설치되어 상기 고온부의 온도가 상승할 때 온도가 하강하는 저온부를 포함할 수 있다.
상기 고온부는 적어도 하나의 배터리 모듈에 근접하여 설치되며, 상기 저온부는 각각의 배터리 모듈의 적어도 일면을 둘러싸도록 설치될 수 있다.
상기 선박용 배터리 제어 시스템은, 상기 배터리 모듈에 저장되어 있는 전력을 방전시키는 로드 뱅크를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 배터리 모듈의 온도가 상기 기준 온도 이상인 것으로 판단되거나 상기 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 배터리 모듈로부터 상기 로드 뱅크로 전기 부하가 공급되도록 제어할 수 있다.
상기 선박용 배터리 제어 시스템은, 상기 열전 소자의 외측에 근접하여 설치되는 발열판; 및 상기 열전 소자와 상기 배터리 모듈의 사이 공간에 설치되는 냉각판을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 복수 개의 배터리 모듈 중에서 비정상 배터리 모듈이 특정되면, 상기 열전 소자가 상기 비정상 배터리 모듈을 냉각시키도록 제어하며, 상기 비정상 배터리 모듈이 특정되지 않으면, 상기 열전 소자가 배터리 모듈 전체를 냉각시키도록 제어할 수 있다.
상기 선박용 배터리 제어 시스템은, 상기 배터리 모듈 상에 설치되며, 상기 배터리 모듈에 해수나 소화액을 분출하는 분사 모듈을 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 배터리 모듈로부터 상기 열전 소자로 전기 부하가 공급되도록 제어하고, 미리 정해진 시간이 경과한 후, 상기 배터리 모듈의 온도가 기준 온도 이상이면, 상기 분사 모듈이 작동하도록 제어할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 선박의 배터리 룸(Battery Room) 내에 설치되는 배터리 모듈(Battery Module)을 제어하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선박용 배터리 제어 시스템은 선박에 화재가 발생하는 경우, 배터리 모듈의 에너지 저장 수준을 낮추어 폭발 위험을 경감시키는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 선박용 배터리 제어 시스템(100)은 배터리 모듈(110), 열전 소자(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리 모듈(110)은 선박 내에 설치되어 있는 발전기(Generator)를 이용하여 생산되는 전력을 저장하는 것이다. 이러한 배터리 모듈(110)은 배터리 룸 내에 복수 개(110a, 110b, …, 110n) 설치될 수 있다.
배터리 모듈(110)은 선박이 항해 중일 때 발전기를 이용하여 수시로 충전될 수 있다. 배터리 모듈(110)은 미리 정해진 기준에 따라 충전 및 방전을 반복할 수 있으며, 선박이 출항하기 전에 완전 충전된 상태로 하우징(120) 내에 탑재될 수도 있다.
열전 소자(120)는 열 에너지와 전기 에너지의 변환을 행하는 반도체 소자(Thermo Element)이다. 이러한 열전 소자(120)는 배터리 모듈(110)로부터 전기 부하를 공급받으면, 배터리 모듈(110)을 냉각시키는 역할을 할 수 있다.
열전 소자(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)에 부착되어 설치될 수 있다. 이 경우, 열전 소자(120)는 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)과 동일 개수(120a, 120b, …, 120n) 설치될 수 있다. 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 열전 소자(120)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)과 연결되어 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 열전 소자(120)는 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)보다 적은 개수 설치될 수 있다. 열전 소자(120)는 예를 들어, 단일 개 설치될 수 있다. 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
열전 소자(120)는 고온부(Hot Side; 210) 및 저온부(Cold Side; 220)를 포함하여 구성될 수 있다.
고온부(210)는 배터리 모듈(110)로부터 전기 부하가 공급되면 가열되는 부분이며, 제1 금속을 소재로 하여 형성될 수 있다.
저온부(220)는 배터리 모듈(110)로부터 전기 부하가 공급되면 냉각되는 부분이며, 제1 금속과 특성이 다른 제2 금속을 소재로 하여 형성될 수 있다.
열전 소자(120)가 이와 같이 고온부(210) 및 저온부(220)를 포함하여 구성되면, 배터리 모듈(110)로부터의 전기 부하는 고온부(210)로 공급되며, 이때 저온부(220)는 배터리 모듈(110)을 냉각시키는 것이 가능해진다.
고온부(210)가 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)에 부착되어 설치되는 경우, 저온부(220)는 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)의 전면을 둘러싸도록 설치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 저온부(220)는 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)의 일부면에 접촉되도록 설치되는 것도 가능하다.
한편, 고온부(210)가 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)과 연결되어 설치되는 경우, 저온부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)의 전면을 둘러싸도록 설치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 저온부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)의 일부면에 접촉되도록 설치되는 것도 가능하다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
제어부(130)는 배터리 모듈(110)을 제어하는 것이다. 제어부(130)는 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 배터리 모듈(110)이 열전 소자(120)에 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어할 수 있다.
제어부(130)는 자체적으로 선박에 화재가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 온도 측정 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
온도 측정 모듈은 배터리 모듈(110)의 온도를 측정할 수 있다. 이 경우, 온도 측정 모듈은 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)에 근접하여 설치될 수 있다.
온도 측정 모듈이 이와 같이 설치되는 경우, 제어부(130)는 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)에 대한 온도 측정 결과를 바탕으로 선박에 화재가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(130)는 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n) 중 적어도 하나의 배터리 모듈의 온도 측정값이 기준값 이상이면, 선박에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 온도 측정 모듈은 배터리 룸의 내부 온도를 측정하는 것도 가능하다. 이 경우, 온도 측정 모듈은 배터리 룸 내에 적어도 하나 설치될 수 있다.
온도 측정 모듈이 이와 같이 설치되는 경우, 제어부(130)는 배터리 룸의 내부 온도와 기준 온도를 비교하여 얻은 결과를 기초로 선박에 화재가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 배터리 룸의 내부 온도가 기준 온도 이상이면, 선박에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(130)는 배터리 룸 주변에 설치되는 온도 측정 모듈을 이용하여 선박에 화재가 발생하였는지 여부를 판단하는 것도 가능하다. 또한, 제어부(130)는 선박 내에 구축되어 있는 다른 시스템(예를 들어, 화재 경보 시스템)으로부터 화재 발생 여부에 대한 정보를 수신하여 선박에 화재가 발생하였는지 여부를 판단하는 것도 가능하다.
한편, 제어부(130)는 선박에 화재가 발생하였는지 여부와 관계없이, 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n) 중 적어도 하나의 배터리 모듈의 온도 측정값이 기준값 이상이면, 해당 배터리 모듈과 연결되어 있는 열전 소자(120)를 작동시켜, 해당 배터리 모듈의 온도를 낮추는 기능을 수행하는 것도 가능하다.
한편, 제어부(130)는 배터리 모듈(110)이 로드 뱅크(Load Bank)에 전력을 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어하는 것도 가능하다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5에 따르면, 선박용 배터리 제어 시스템(100)은 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n), 복수 개의 열전 소자(120a, 120b, …, 120n), 제어부(130) 및 로드 뱅크(310)를 포함하여 구성될 수 있다.
복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n), 복수 개의 열전 소자(120a, 120b, …, 120n) 및 제어부(130)에 대해서는 도 1을 참조하여 설명하였는 바, 여기서는 그 자세한 설명을 생략한다.
로드 뱅크(310)는 전기 부하를 통해 전력을 발생시키고, 생산된 전력을 전달하거나 소멸시키는 장치이다. 이러한 로드 뱅크(310)는 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)로부터 전기 부하가 공급되면, 이 전기 부하를 기초로 전력을 생산하며, 생산된 전력을 선박 내 각종 부하 장비에 전력을 공급하거나, 외부로 방출하여 소멸시키는 기능을 할 수 있다.
제어부(130)는 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 배터리 모듈(110)이 열전 소자(120) 및 로드 뱅크(310)에 동시에 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어할 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(130)는 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 배터리 모듈(110)이 열전 소자(120) 및 로드 뱅크(310) 중 어느 하나에 먼저 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어하는 것도 가능하다.
예를 들어, 제어부(130)는 배터리 모듈(110)이 열전 소자(120)에 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 열전 소자(120)에 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어한 후, 소정의 시간이 경과하면, 온도 측정 모듈을 이용하여 배터리 모듈(110)의 온도를 다시 측정할 수 있다. 이때, 배터리 모듈(110)의 온도 측정값이 여전히 기준값 이상이면, 제어부(130)는 배터리 모듈(110)이 로드 뱅크(310)에 전기 부하를 추가로 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 배터리 모듈(110)이 열전 소자(120) 및 로드 뱅크(310) 중 어느 하나에만 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어하는 것도 가능하다.
열전 소자(120)는 배터리 모듈(110)로부터 전기 부하가 공급되면, 한 쪽(즉, 고온부(Hot Side; 210))은 온도가 상승하고, 다른 쪽(즉, 저온부(Cold Side; 220))은 온도가 하강한다. 본 실시예에서는 배터리 모듈(110)에 대한 냉각 성능을 향상시키기 위해, 배터리 모듈(110)의 양 옆으로 열전 소자(120)를 배치할 수 있다.
한편, 배터리 모듈(110)에 대한 냉각 성능을 향상시키기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 열전 소자(120)의 양 측면에 발열판(410) 및 냉각판(420)을 추가하는 것도 가능하다. 이때, 발열판(410)은 열전 소자(120)의 바깥쪽에 배치될 수 있으며, 냉각판(420)은 열전 소자(120)의 안쪽, 즉 배터리 모듈(110)과 열전 소자(120) 사이에 배치될 수 있다.
이와 같이 발열판(410) 및 냉각판(420)이 배치되면, 열전 소자의 냉각면을 배터리 모듈(110)로 향하게 설치할 수 있게 되며, 배터리 모듈(110) 내부의 핀 구조물과 연결되어 냉각 성능을 향상시키는 것이 가능해질 수 있다. 도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 선박용 배터리 제어 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7에 따르면, 선박용 배터리 제어 시스템(100)은 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n), 복수 개의 열전 소자(120a, 120b, …, 120n), 제어부(130) 및 분사 모듈(510)을 포함하여 구성될 수 있다.
복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n), 복수 개의 열전 소자(120a, 120b, …, 120n) 및 제어부(130)에 대해서는 도 1을 참조하여 설명하였는 바, 여기서는 그 자세한 설명을 생략한다.
분사 모듈(510)은 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)에 소화액이나 물(예를 들어, 해수)을 분사하는 것이다. 이러한 분사 모듈(510)은 각각의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 분사 모듈(510)은 배터리 모듈(110)과 동일 개수 구비될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 분사 모듈(510)은 배터리 모듈(110)보다 더 적은 개수 구비되는 것도 가능하다. 이 경우, 분사 모듈(510)은 넓은 면적에 걸쳐 소화액 또는 물을 분사할 수 있도록 크기가 확대될 수 있다. 한편, 분사 모듈(510)은 배터리 모듈(110)보다 더 많은 개수 구비되는 것도 가능하다.
제어부(130)는 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 배터리 모듈(110)이 열전 소자(120)에 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 이후, 소정의 시간이 경과하면, 온도 측정 모듈을 이용하여 배터리 모듈(110)의 온도를 다시 측정할 수 있다. 이때, 배터리 모듈(110)의 온도 측정값이 여전히 기준값 이상이면, 제어부(130)는 분사 모듈(510)이 작동하도록 제어할 수 있다.
한편, 선박용 배터리 제어 시스템(100)은 복수 개의 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n), 복수 개의 열전 소자(120a, 120b, …, 120n), 제어부(130), 로드 뱅크(310) 및 분사 모듈(510)을 포함하여 구성될 수도 있다.
이 경우, 제어부(130)는 열전 소자(120) 및 로드 뱅크(310)에 전기 부하를 공급하도록 배터리 모듈(110)을 제어한 후, 소정의 시간이 경과한 후에도, 배터리 모듈(110)의 온도 측정값이 여전히 기준값 이상이면, 분사 모듈(510)이 작동하도록 제어할 수 있다.
이상 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 선박용 배터리 제어 시스템(100)에 대하여 설명하였다. 선박용 배터리 제어 시스템(100)은 배터리 룸 내/외부에서 화재 발생시, 또는 배터리 모듈(110)의 온도가 기준값 이상으로 상승시, 배터리 모듈(110)의 에너지 저장 수준을 낮추어 폭발 위험을 경감시킬 수 있다.
선박용 배터리 제어 시스템(100)은 배터리 룸 내/외부 화재 발생을 감지한 경우, 배터리 시스템을 연결 해제(Disconnected)시킬 수 있다. 선박용 배터리 제어 시스템(100)은 이후, 배터리 시스템 내부의 배터리 모듈(110)에 대해 에너지 저장 수준을 낮추는 동작을 개시할 수 있다.
구체적으로, 선박용 배터리 제어 시스템(100)은 온도가 높은 배터리 모듈(110)/랙(Rack)을 중심으로, 배터리 모듈(110)/랙에 부착되어 있는 열전 소자(120)에 배터리 모듈(110)의 전력을 공급하여 배터리 모듈(110)의 에너지 저장 수준을 낮추고, 배터리 모듈(110)을 냉각시킬 수 있다.
열전 소자(120)의 저온부(Cold Side; 220)는 배터리 모듈(110)/랙에 직접 부착될 수 있으며, 방열핀이나 방열판 등에 연결되는 것도 가능하다. 나머지 모듈/Rack 또는 전체 모듈/Rack은 로드 뱅크(310)로 방전하여 열 에너지로 에너지를 발산시킬 수도 있다.
선박용 배터리 제어 시스템(100)은 정상 운전 중인 경우와 화재 감지 또는 Safety Trip 발생시 각각 다음과 같이 작동할 수 있다.
먼저, 정상 운전 중인 경우에 대하여 설명한다.
온도 측정 모듈이 일반적인 배터리 방전보다 빠르게 온도가 상승하는 것을 감지하면, 제어부(130)는 해당 배터리 모듈(110)에 설치/연결되어 있는 열전 소자(120)에 전력 공급을 명령할 수 있다. 그러면, 배터리 모듈(110)의 전기 부하 공급에 따라 열전 소자(120)는 배터리 모듈(110)의 온도 상승 지연 및 냉각을 실시한다. 한편, 제어부(130)는 배터리 모듈(110)의 온도 상승에 대해 관리자가 접속하는 단말로 경고 메시지를 발송할 수도 있다.
배터리 모듈(110)의 온도가 하강하면, 제어부(130)는 전력 공급을 축소하고, 온도 상태를 확인한 후에 차단시킨다. 반면, 배터리 모듈(110)의 온도가 지속적으로 상승하면, BMS(Battery Management System), EMS(Energy Management System) 등에서 Trip 명령을 수행할 수 있다.
다음으로, 화재 감지 또는 Safety Trip 발생시에 대하여 설명한다.
배터리 시스템은 선내 전력망과 차단된다. 비정상 배터리 모듈을 특정할 수 없는 경우, 제어부(130)는 전체 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)에서 열전 소자(120)에 전력을 공급하도록 명령할 수 있다. 그러면, 전체 배터리 모듈(110a, 110b, …, 110n)에서 에너지 소모 및 냉각이 실시될 수 있다.
비정상 배터리 모듈을 특정할 수 있는 경우, 제어부(130)는 비정상 배터리 모듈을 포함한 Rack에 설치된 모듈은 열전 소자(120)에 전력을 공급하도록 명령할 수 있다. 해당 배터리 모듈에서 에너지 소모 및 냉각이 실시될 수 있다.
한편, 비정상 배터리 모듈을 포함하지 않는 Rack에 설치된 모듈은 로드 뱅크(310)에 전력을 공급하여 에너지를 소모할 수 있다.
한편, 로드 뱅크(310)는 배터리 룸 외부에 설치하여 공급되는 전력을 열 에너지로 발산시킬 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 선박용 배터리 제어 시스템
110, 110a, 110b, ..., 110n: 배터리 모듈
120, 120a, 120b, ..., 120n: 열전 소자
130: 제어부 210: 고온부
220: 저온부 310: 로드 뱅크
410: 발열판 420: 냉각판
510: 분사 모듈

Claims (7)

  1. 전력을 저장하는 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈로부터 전기 부하가 공급되면 상기 배터리 모듈을 냉각시키는 열전 소자; 및
    상기 배터리 모듈의 온도가 기준 온도 이상인지 여부를 판단하거나 상기 배터리 모듈이 설치되어 있는 선박에 화재가 발생했는지 여부를 판단하며, 상기 배터리 모듈의 온도가 상기 기준 온도 이상인 것으로 판단되거나 상기 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 배터리 모듈로부터 상기 열전 소자로 전기 부하가 공급되도록 제어하는 제어부를 포함하는 선박용 배터리 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전 소자는,
    제1 금속을 소재로 하여 제조되며, 상기 배터리 모듈로부터 전기 부하가 공급되면 온도가 상승하는 고온부; 및
    제2 금속을 소재로 하여 제조되며, 상기 고온부에 근접하여 설치되어 상기 고온부의 온도가 상승할 때 온도가 하강하는 저온부를 포함하는 선박용 배터리 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고온부는 적어도 하나의 배터리 모듈에 근접하여 설치되며,
    상기 저온부는 각각의 배터리 모듈의 적어도 일면을 둘러싸도록 설치되는 선박용 배터리 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 모듈에 저장되어 있는 전력을 방전시키는 로드 뱅크를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 배터리 모듈의 온도가 상기 기준 온도 이상인 것으로 판단되거나 상기 선박에 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 배터리 모듈로부터 상기 로드 뱅크로 전기 부하가 공급되도록 제어하는 선박용 배터리 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전 소자의 외측에 근접하여 설치되는 발열판; 및
    상기 열전 소자와 상기 배터리 모듈의 사이 공간에 설치되는 냉각판을 더 포함하는 선박용 배터리 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 복수 개의 배터리 모듈 중에서 비정상 배터리 모듈이 특정되면, 상기 열전 소자가 상기 비정상 배터리 모듈을 냉각시키도록 제어하며,
    상기 비정상 배터리 모듈이 특정되지 않으면, 상기 열전 소자가 배터리 모듈 전체를 냉각시키도록 제어하는 선박용 배터리 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 모듈 상에 설치되며, 상기 배터리 모듈에 해수나 소화액을 분출하는 분사 모듈을 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 배터리 모듈로부터 상기 열전 소자로 전기 부하가 공급되도록 제어하고, 미리 정해진 시간이 경과한 후, 상기 배터리 모듈의 온도가 기준 온도 이상이면, 상기 분사 모듈이 작동하도록 제어하는 선박용 배터리 제어 시스템.
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