KR20240071007A - Rechargeable battery safety cabinet with system to prevent and extinguish the fire - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛에 관한 것으로서, 특히 배기구가 구비된 하우징과; 상기 하우징 내부에 설치되고 이차전지가 안착되는 선반과; 상기 하우징에 설치되어 이차전지로부터 배출되는 가스를 감지하는 가스센서와; 상기 가스센서가 측정한 가스 농도값이 미리 설정된 기준값을 초과한 경우 상기 배기구 측에 장착된 송풍팬의 회전속도를 증가시키도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되어, 하우징 내부로부터 인화성 가스를 초기부터 신속하게 배출시킬 수 있어 화재를 예방하거나 지연시킬 수 있고 또한 이차전지의 열폭주 현상을 미리 감지하여 대응할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, particularly a housing provided with an exhaust port; a shelf installed inside the housing and on which the secondary battery is placed; a gas sensor installed in the housing to detect gas emitted from the secondary battery; A control unit that controls to increase the rotational speed of the blowing fan mounted on the exhaust side when the gas concentration value measured by the gas sensor exceeds a preset standard value, and is configured to include a flammable gas from the inside of the housing from the beginning. It can be discharged quickly, preventing or delaying a fire, and is also effective in detecting and responding to thermal runaway of secondary batteries in advance.
Description
본 발명은 안전캐비닛에 관한 것으로서, 특히 내부에 보관된 이차전지의 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛에 관한 것이다. The present invention relates to a safety cabinet, and particularly to a secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system for secondary batteries stored therein.
화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승이나 환경오염 등에 대한 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래를 위한 필수 불가결한 요소가 되고 있다. As interest in the rising price of energy sources and environmental pollution due to the depletion of fossil fuels increases, the demand for eco-friendly alternative energy sources is becoming an essential element for the future.
이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장 장치에 대한 관심도 늘어가고 있다.Accordingly, research on various power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power continues, and interest in power storage devices to use the energy produced in this way more efficiently is also increasing.
더욱이, 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.Moreover, as demand for mobile devices and electric vehicles increases, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, much research is being conducted on batteries that can meet various needs.
특히, 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등에서 장점을 가진 리튬이온 기반의 이차전지에 대한 관심이 높아지고 있으나, 리튬이온 배터리는 반응성이 매우 뛰어나고 높은 폭발력을 가져 때때로 폭발사고를 일으키고 있다.In particular, interest in lithium-ion-based secondary batteries, which have advantages in energy density, discharge voltage, and output stability, is increasing. However, lithium-ion batteries are very reactive and have high explosive power, sometimes causing explosion accidents.
따라서, 이차전지에 대한 연구 및 실험을 수행하는 곳이나 대규모로 충방전을 수행하는 곳에서는 이차전지를 안전하게 보관하는 것이 매우 중요한데, 아직까지는 이차전지의 보관에 있어서 화재 발생을 미리 감지하거나 화재가 발생되는 경우 신속하게 화재를 억제할 수 있는 보관함이 제시되고 있지 않다.Therefore, it is very important to store secondary batteries safely in places that conduct research and experiments on secondary batteries or in places that perform charging and discharging on a large scale. However, there is still no way to detect fires in advance or to prevent fires from occurring when storing secondary batteries. There is no storage box provided that can quickly extinguish a fire.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이차전지의 손상, 과충전, 오랜 사용, 충격 등에 의해 전해액이 분해되어 분출되는 가스를 감지하여 이차전지의 열 폭주 발생 전에 미리 대응할 수 있는 이차전지 안전캐비닛을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the problems of the prior art described above, and is capable of detecting the gas emitted when the electrolyte is decomposed due to damage to the secondary battery, overcharging, long-term use, impact, etc., and responding in advance before thermal runaway of the secondary battery occurs. The purpose is to provide a safety cabinet for secondary batteries.
또한, 본 발명은 가스센서와 온도센서를 최적의 위치에 설치하여 화재를 사전에 신속히 감지하여 화재를 예방함과 아울러 화재 발생 시에 화재를 효과적으로 진압하고, 화재에 의해 이차전지가 폭발함으로써 추가 피해를 입는 것을 방지할 수 있는 이차전지 안전캐비닛을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention prevents fire by quickly detecting fire in advance by installing a gas sensor and a temperature sensor at an optimal location, and effectively extinguishes the fire when it occurs, causing additional damage due to the secondary battery exploding due to the fire. The purpose is to provide a secondary battery safety cabinet that can prevent damage.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛은 배기구가 구비된 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되고 이차전지가 안착되는 선반과, 상기 하우징에 설치되어 상기 이차전지로부터 발생되는 가스를 감지하는 가스센서 및 상기 가스센서가 측정한 가스 농도값이 미리 설정된 제1기준값을 초과한 경우 상기 송풍팬의 회전속도를 증가시키도록 제어하여 캐비닛 내부의 인화성 가스를 신속히 배출하여 화재를 예방하거나 지연시킬 수 있다. A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system according to the present invention to solve the above problems includes a housing with an exhaust port, a shelf installed inside the housing and on which the secondary battery is mounted, and installed in the housing. A gas sensor detects the gas generated from the secondary battery, and when the gas concentration value measured by the gas sensor exceeds the first preset standard value, the rotation speed of the blowing fan is controlled to increase to remove the flammable gas inside the cabinet. Fires can be prevented or delayed by discharging them quickly.
이때, 상기 제어부는 상기 가스센서가 측정한 가스 농도값이 미리 설정된 제2기준값을 초과한 경우 상기 송풍팬의 회전을 중단시키도록 제어할 수 있다.At this time, the control unit may control the rotation of the blowing fan to stop when the gas concentration value measured by the gas sensor exceeds a preset second reference value.
또한, 상기 하우징에는 이차전지로부터 발생되는 열기를 측정하는 온도센서와, 상기 배기구를 개폐하는 댐퍼를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서가 측정한 온도값이 미리 설정된 제3기준값을 초과한 경우 상기 댐퍼가 닫히도록 제어함과 아울러 선반에 소화약제를 공급하여 화재를 예방 또는 진압할 수 있다. In addition, the housing further includes a temperature sensor that measures heat generated from the secondary battery and a damper that opens and closes the exhaust port, and the control unit detects that the temperature value measured by the temperature sensor exceeds a preset third standard value. In addition to controlling the damper to close, a fire can be prevented or extinguished by supplying a fire extinguishing agent to the shelf.
또한, 상기 하우징의 외부 또는 휴대 단말기 또는 소방서로 화재 경보를 통보하는 경보시스템을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 가스센서 및 상기 온도센서가 측정한 가스 농도값이 및 온도값이 미리 설정된 제1기준값 내지 제3기준값을 초과한 경우 상기 경보시스템으로 경보 신호를 전송할 수 있다. In addition, it further includes an alarm system that notifies a fire alarm to the outside of the housing or to a mobile terminal or fire department, and the control unit sets the gas concentration value and temperature value measured by the gas sensor and the temperature sensor to a preset first reference value. If it exceeds the third standard value, an alarm signal can be transmitted to the alarm system.
또한, 상기 선반의 바닥면에는 상기 제어부와 연결되는 온도센서가 상기 이차전지와 접촉되게 설치된다.Additionally, a temperature sensor connected to the control unit is installed on the bottom of the shelf in contact with the secondary battery.
또한, 상기 선반의 바닥면에는 상기 온도센서 및 이차전지와 접촉되는 열전도띠가 구비된다.Additionally, a heat conductive band in contact with the temperature sensor and the secondary battery is provided on the bottom of the shelf.
한편, 상기 하우징에는 일정압력이 가해질 때 바깥쪽으로 회동하여 통기홀을 형성시키는 방폭댐퍼가 설치된다.Meanwhile, an explosion-proof damper is installed in the housing, which rotates outward when a certain pressure is applied to form a ventilation hole.
여기에서, 상기 방폭댐퍼는 상단이 하우징에 회동가능하게 설치되어 상기 통기홀을 개폐하는 덮개와; 상기 덮개의 하단에서 하우징의 안쪽방향으로 돌출되게 구비되어 덮개와 함께 회동하는 가동편과; 상기 가동편에 구비되어 하우징에 구비된 고정편에 탈부착되는 자석;으로 구성된다.Here, the explosion-proof damper includes a cover whose upper end is rotatably installed in the housing to open and close the ventilation hole; a movable piece provided to protrude from the bottom of the cover toward the inside of the housing and rotated together with the cover; It consists of a magnet provided on the movable piece and detachable from the fixed piece provided in the housing.
그리고, 상기 가동편은 덮개의 하단에서 하측으로 연장 형성된 후방 수직편과, 상기 후방 수직편에서 하우징의 안쪽으로 연장된 수평편과, 상기 수평편의 끝단에서 상측으로 연장 형성되고 상기 자석이 설치되는 전방 수직편으로 구성되고; 상기 고정편은 상기 하우징의 후면에서 하우징 안쪽으로 연장된 수평편과, 상기 수평편의 끝단에서 상측으로 연장 형성되어 상기 자석이 탈부착되는 수직편으로 구성된다.In addition, the movable piece includes a rear vertical piece extending downward from the bottom of the cover, a horizontal piece extending from the rear vertical piece to the inside of the housing, and a front piece extending upward from an end of the horizontal piece and where the magnet is installed. Consisting of vertical pieces; The fixing piece consists of a horizontal piece extending from the rear of the housing into the housing, and a vertical piece extending upward from an end of the horizontal piece to which the magnet is attached and detachable.
한편, 상기 이차전지는 상면에 가스배출홀이 형성되고, 온도센서가 바닥면에 구비된 안전함 내부에 보관된 상태로 상기 선반의 상면에 안착된다.Meanwhile, the secondary battery has a gas discharge hole formed on the upper surface, and is placed on the upper surface of the shelf with a temperature sensor stored inside a safety box provided on the bottom.
여기에서, 상기 안전함의 후면과 하우징의 후면에는 원터치 결합되는 퀵 커플러가 구비되고, 상기 퀵 커플러에 의해 안전함과 하우징이 연결되었을 때 상기 온도센서는 상기 제어부와 전기적으로 연결된다.Here, a quick coupler for one-touch coupling is provided on the rear of the safe and the rear of the housing, and when the safe and the housing are connected by the quick coupler, the temperature sensor is electrically connected to the control unit.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛은 이차전지로부터 발생되는 가스가 감지되는 경우에 송풍팬의 회전속도를 증가시켜서 보관함 내부에 인화성 가스를 신속히 제거할 수 있고, 이로 인해 보관함 내부에 인화성 가스의 농축을 방지함으로써 화재를 예방하거나 화재 발생을 지연시킬 수 있는 이점이 있다. The secondary battery safety cabinet equipped with the fire prevention and response system of the present invention configured as described above can quickly remove flammable gas inside the storage box by increasing the rotation speed of the blowing fan when gas generated from the secondary battery is detected. This has the advantage of preventing fire or delaying the occurrence of fire by preventing concentration of flammable gas inside the storage box.
또한, 본 발명은 이차전지에서 발생되는 여러 가스 중에서 가연성을 지니는 휘발성 유기 화합물(VOC) 가스를 감지함으로써 화재 전조 현상을 정확하게 감지할 수 있고, 특히 배기구 측에 VOC 센서를 설치함으로써 최소한의 센서 개수로 화제 전조 현상을 신속하게 감지할 수 있는 이점이 있다. In addition, the present invention can accurately detect fire precursors by detecting flammable volatile organic compound (VOC) gases among various gases generated from secondary batteries, and in particular, by installing a VOC sensor on the exhaust side, it can detect flammable volatile organic compound (VOC) gases with a minimum number of sensors. There is an advantage in being able to quickly detect topic precursors.
또한, VOC 센서로 감지되는 VOC 가스의 농도별로 화재 경보, 예방 및 진압을 달리 대응함으로써 화재를 미연에 방지하거나 화재 발생으로 인한 피해를 최소화할 수 있는 이점이 있다. In addition, there is an advantage of being able to prevent fires in advance or minimize damage from fire outbreaks by responding differently to fire alarms, prevention, and suppression depending on the concentration of VOC gas detected by the VOC sensor.
또한, 캐비닛 내부에 인화성 가스가 농축되어 폭발 한계 농도에 도달하는 경우에 인화성 가스를 외부로 강제로 배출시키는 방폭댐퍼에 의해 폭발 사고를 예방할 수 있는 이점이 있다.In addition, when flammable gas is concentrated inside the cabinet and reaches the explosion limit concentration, there is an advantage in preventing an explosion accident by using an explosion-proof damper that forcibly discharges the flammable gas to the outside.
도 1은 본 발명에 의한 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛의 외형을 보인 도.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛에 설치되는 온도센서와 열전도띠의 모습을 보인 도.
도 4는 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 VOC 센서와 송풍팬을 보인 도.
도 5는 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 선반 상면에 설치되는 안전함을 보인 도.
도 6은 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛에 설치되는 방폭댐퍼의 모습을 보인 도.
도 7은 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 제어부를 중심으로 한 각 구성요소의 연결관계를 보인 블록도.
도 8은 도 7에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 제어부를 중심으로 한 가스 측정 및 온도 측정에 따른 제어 흐름을 보인 플로우 챠트. Figure 1 is a diagram showing the external appearance of a secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system according to the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1.
Figure 3 is a diagram showing the temperature sensor and heat conduction band installed in the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1.
Figure 4 is a diagram showing the VOC sensor and blower fan of the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1.
Figure 5 is a diagram showing the safety of the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1 installed on the upper surface of the shelf.
Figure 6 is a diagram showing an explosion-proof damper installed in the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1.
FIG. 7 is a block diagram showing the connection relationship of each component centered on the control unit of the secondary battery safety cabinet shown in FIG. 1.
FIG. 8 is a flow chart showing the control flow according to gas measurement and temperature measurement centered on the control unit of the secondary battery safety cabinet shown in FIG. 7.
이하, 본 발명에 의한 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명에 의한 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛의 외형을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 단면도이다.Figure 1 is a diagram showing the external appearance of a secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system according to the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional view of the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1.
그리고, 도 3은 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛에 설치되는 온도센서와 열전도띠의 모습을 보인 도이며, 도 4는 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 VOC 센서와 송풍팬을 보인 도이다.And, Figure 3 is a diagram showing the temperature sensor and heat conduction band installed in the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1, and Figure 4 is a diagram showing the VOC sensor and blowing fan of the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1. am.
또한, 도 5는 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 선반 상면에 설치되는 안전함을 보인 도이며, 도 6은 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛에 설치되는 방폭댐퍼의 모습을 보인 도이다.In addition, Figure 5 is a diagram showing the safety installed on the upper surface of the shelf of the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1, and Figure 6 is a diagram showing an explosion-proof damper installed in the secondary battery safety cabinet shown in Figure 1.
한편 도 7은 도 1에 도시된 이차전지 안전캐비닛의 제어부를 중심으로 한 각 구성요소의 연결관계를 보인 블록도이다.Meanwhile, FIG. 7 is a block diagram showing the connection relationship of each component centered on the control unit of the secondary battery safety cabinet shown in FIG. 1.
이차전지의 손상, 과충전, 오랜 사용, 충격 등이 발생하면 이차전지 내부의 전해액이 분해 기화되어 가스가 방출된다. 방출된 가스는 가연성을 지니고 있어 주위에 인화성 분위기를 형성한다. 이러한 상황이 계속 진행될 때 결국 이차전지 내부의 급격한 온도 상승과 다량의 열에너지가 방출되어 열 폭주 현상을 겪게 되면서 화재로 진행된다. 본 발명은 이러한 가연성 가스(특히, 유기 화합물(VOC) 가스)를 감지하고 신속히 배출함으로써 열 폭주 발생을 예방 또는 지연시킬 수 있고, 특히 배기구 측에 VOC 센서를 설치함으로써 최소한의 센서 개수로 화제 전조 현상을 신속하게 감지함과 아울러 VOC 센서로 감지되는 VOC 가스의 농도별로 화재 경보, 예방 및 진압을 달리 대응함으로써 화재를 미연에 방지하거나 화재 발생으로 인한 피해를 최소화할 수 있도록 한 것이다. When the secondary battery is damaged, overcharged, used for a long time, or shocked, the electrolyte inside the secondary battery decomposes and vaporizes, releasing gas. The released gas is flammable and creates a flammable atmosphere around it. If this situation continues, the temperature inside the secondary battery rises rapidly and a large amount of heat energy is released, causing thermal runaway, which leads to a fire. The present invention can prevent or delay the occurrence of thermal runaway by detecting and quickly discharging such combustible gases (especially organic compound (VOC) gases), and in particular, by installing a VOC sensor on the exhaust port side, the fire precursor phenomenon can be prevented with a minimum number of sensors. It is designed to prevent fires in advance or minimize damage from fire outbreaks by quickly detecting and responding differently to fire alarms, prevention, and suppression depending on the concentration of VOC gas detected by the VOC sensor.
이를 위한 본 발명의 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛은 배기구(13)가 구비된 하우징(10)과, 상기 하우징(10) 내부에 설치되고 이차전지(B)가 안착되는 선반(20)과, 상기 배기구(13)에 설치되는 가스센서(30)와, 상기 가스센서(30)에 무선 또는 유선으로 연결된 제어부(40)와, 상기 선반(20)에 소화약제를 공급하는 소화약제 공급부(50)를 포함하여 구성된다.For this purpose, the secondary battery safety cabinet equipped with the fire prevention and response system of the present invention includes a
상기 하우징(10)은 내부에 수용공간을 구비하고 있으며, 전면에 도어(11)가 구비되어 있다. 하우징(10)의 내측에는 내화단열재를 일정 두께로 설치하여 화염 등에 의한 열 변형이 오지 않도록 할 수 있다.The
그리고, 하우징(10)의 상면에는 흡기구(12)와 배기구(13)가 구비된다.Additionally, an
상기 흡기구(12)는 하우징(10) 외부의 공기를 내부로 유입하는 통로로 사용되고, 상기 배기구(13)는 하우징(10) 내부의 공기를 외부로 강제 배기하기 위한 용도로 사용된다. 따라서, 배기구(13) 내부에는 강제 배기를 위한 송풍팬(14)이 장착된다.The
더불어, 흡기구(12)와 배기구(13)는 본 발명의 안전캐비닛이 설치된 실내 공간의 천장에 마련된 흡기벤트와 배기벤트에 각각 연결될 수 있다. In addition, the
따라서 하우징(10) 내부에 화재가 발생되었을 때 하우징(10) 내부의 화염이나 뜨거운 공기가 실내공간으로 배출되지 않게 되고, 반대로 하우징(10) 밖의 실내공간에서 화재가 발생되었을 때에도 외부의 화염이나 뜨거운 공기가 하우징(10) 내부로 유입될 수 없게 된다.Therefore, when a fire occurs inside the
이때, 흡기구(12)와 배기구(13) 측에는 공기의 흐름을 단속하는 댐퍼(미도시)가 설치될 수 있다. 댐퍼는 일정 온도에서 녹아버리는 퓨즈(fuse)를 통해 하우징(10) 설치된다. 따라서, 댐퍼는 평상 시에는 흡기구(12)와 배기구(13)를 개방된 상태로 유지하다가 화재 발생 시에는 흡기구(12)와 배기구(13)가 닫히도록 작동된다. At this time, a damper (not shown) that regulates the flow of air may be installed on the
한편, 하우징(10)에는 일정압력이 가해질 때 바깥쪽으로 회동하여 통기홀(10a)을 형성시키는 방폭댐퍼(80)가 설치될 수 있다. Meanwhile, an explosion-
부연하면, 하우징(10) 내부에서 이차전지의 열 폭주가 발생되어 인화성 가스가 하우징(10) 내부공간을 가득 채우게 되면 폭발로 이어질 수 있는데, 이러한 폭발을 방지하기 위하여 평상시에는 하우징(10)의 후면측에 형성된 통기홀(10a)을 밀폐하고 있다가, 인화성 가스가 내부에 농축됨으로써 하우징(10) 내부 압력이 일정압력(폭발 직전의 한계 압력) 이상이 되는 경우 통기홀(10a)을 개방시켜 인화성 가스를 하우징(10) 밖으로 배출시키는 방폭댐퍼(80)를 하우징(10)에 설치하는 것이다(도 9의 S70 및 S70).To elaborate, if thermal runaway of the secondary battery occurs inside the
이러한 방폭댐퍼(80)는 상단이 하우징(10)에 회동가능하게 설치되는 덮개(81)와, 상기 덮개(81)의 하단에 일체로 형성된 가동편(82)과, 상기 가동편(82)에 구비된 자석(83)으로 구성된다.This explosion-
상기 덮개(81)는 하우징(10)의 후면에 형성된 통기홀(10a)을 개폐하는 것으로서, 통기홀(10a)의 상측 부분에 구비된 브라켓(15)에 상단이 회동가능하게 설치되어 브라켓(15)을 중심으로 회동한다.The
상기 가동편(82)은 덮개(81)의 하단에서 하우징(10)의 안쪽방향으로 돌출되게 구비되어 덮개(81)와 함께 회동한다.The
좀 더 자세히 설명하면, 가동편(82)은 덮개(81)의 하단에서 하측으로 연장 형성된 후방 수직편(82a)과, 상기 후방 수직편(82a)에서 하우징(10)의 안쪽으로 연장된 수평편(82b)과, 상기 수평편(82b)의 끝단에서 상측으로 연장 형성되고 자석(83)이 설치되는 전방 수직편(82c)으로 구성된다.In more detail, the
따라서, 가동편(82)은 그 전체적인 형태가 상단이 개구된 한글의 ‘ㄷ’자와 같은 단면 형태를 갖는다.Therefore, the overall shape of the
상기 자석(83)은 가동편(82)의 전방 수직편(82c)에 구비되는 것으로서, 하우징(10)에 구비된 고정편(16)에 탈부착된다.The
상기 고정편(16)은 하우징(10)의 후면에서 하우징(10) 안쪽으로 연장된 수평편(16a)과, 상기 수평편(16a)의 끝단에서 상측으로 연장 형성되어 자석(83)이 탈부착되는 수직편(16b)으로 구성된다. 여기서 고정편(16)은 덮개(81)와 가동편(82) 및 자석(83)이 하우징(10) 안쪽으로 더 이상 들어가지 못하게 막는 역할을 한다는 점에서 스토퍼의 기능을 한다고 볼 수 있다.The fixing
상기 선반(20)은 하우징(10) 내부에 상하방향으로 일정간격을 이루면서 하나씩 설치되는 것으로서, 하우징(10) 안팎으로 슬라이딩 가능하게 구비된다. 선반(20)의 상면에는 다수의 이차전지(B)가 보관된다. 이러한 선반(20)은 소화약제의 공급에 의해 이차전지(B)가 잠길 수 있도록 깊이로 함몰된 형태의 선반이거나 또는 서랍 형태일 수 있다. The
여기서, 선반(20)의 바닥면에는 제어부(40)와 무선 또는 유선으로 연결되는 온도센서(21)가 설치된다.Here, a
상기 선반(20)의 바닥면에 구비된 온도센서(21)는 선반(20) 위에 안착된 이차전지(B)와 접촉되는 것으로서, 이차전지(B)에서 발생되는 온도를 측정하여 제어부(40)로 측정값에 대한 정보를 전송한다. The
더불어, 선반(20)의 바닥면에는 온도센서(21) 및 이차전지(B)와 접촉되는 열전도띠(22)가 구비된다. 부연하면, 온도센서(21)가 설치되는 선반(20)의 바닥면 지점에는 온도센서(21)의 높이에 해당되는 홈을 형성시켜 그 홈 내부에 온도센서(21)를 설치하고, 열전도띠(22)가 설치되는 선반(20)의 바닥면에는 열전도띠(22)에 해당되는 두께만큼의 홈을 형성시켜 그 홈에 열전도띠(22)를 설치함으로써 선반(20)에서 온도센서(21)와 열전도띠(22)가 돌출되지 않도록 하면서 이차전지(B)와 접촉될 수 있도록 한다.In addition, the bottom surface of the
이렇게 열전도띠(22)가 선반(20)의 바닥면에 구비되면 이차전지(B)가 선반(20)의 바닥면에 놓일 때 온도센서(21)에서 벗어난 지점에 놓이더라도 열전도띠(22)와 이차전지(B)가 접촉될 수 있어서 이차전지(B)에서 발생되는 열이 온도센서(21)로 신속하게 전달될 수 있다.If the
여기서, 열전도띠(22)는 열전도율이 우수한 금속재질로 구성하는 것이 바람직하다.Here, the
상기 가스센서(30)는 이차전지에서 방출된 가스 중에서 가연성을 지니고 있는 휘발성 유기 화합물(VOC) 가스의 농도를 감지하는 VOC 센서일 수 있다. 이러한 가스센서(30)는 하우징(10)의 배기구(13)에 설치되어 배기구(13)를 통해 배출되는 VOC 가스 농도값을 감지한 후 감지한 VOC 가스 농도값을 제어부(40)에 전송한다(도 9의 S10).The
이러한 가스센서(30)가 측정한 가스 농도값(예:VOC 농도값)이 제어부(40)에 미리 설정된 제1기준값을 초과하면 배기구(13)에 설치된 송풍팬(14)의 회전속도를 증가시켜 하우징(10) 내부의 인화성 가스를 신속하게 외부로 배출시키도록 제어된다(도 9의 S20 및 S30). 이로 인해 캐비닛 내부에 인화성 분위기를 제거하거나 최소화할 수 있어 화재를 예방하거나 화재를 지연시킬 수 있다. If the gas concentration value (e.g., VOC concentration value) measured by the
이때, 하우징(10) 내부에서 가스가 감지되면 바로 송풍팬(14)의 회전속도를 증가시켜서 하우징(10) 내부로부터 인화성 가스를 초기부터 신속하게 배출시키는 것이 바람직하다. 따라서, 제1기준값은 이차전지에서 가스가 발생되는 초기시점의 가스 농도값으로서 가스센서(30)에서 측정된 측정값을 평가하기 위한 기준이 된다.At this time, when gas is detected inside the
한편, 제어부(40)는 가스센서(30)로부터 측정되는 가스의 농도값에 따라 송풍팬(14)의 회전속도를 달리 제어할 수도 있다. 즉, 가스 농도값에 비례하여 송풍팬(14)의 회전속도를 증가시키는 것이 바람직하다. Meanwhile, the
이때, 송풍팬(14)이 방폭팬이 아닌 일반팬인 경우에는 회전속도의 증가로 인해 스파크를 일으켜 높은 인화성 가스와 함께 화재 및 폭발을 야기시킬 수 있다. 따라서, 일반 송풍팬의 경우에는 가스센서(30)가 일정 농도값 이상에서는 송풍팬(14)의 회전을 정지시킬 필요가 있다.At this time, if the blowing
이를 위해 본 발명에서는 가스센서(30)가 측정한 가스 농도값이 제어부(40)에 미리 설정된 제2기준값을 초과하면 송풍팬(14)의 회전이 정지되도록 제어된다(도 9의 S40 및 S50).For this purpose, in the present invention, when the gas concentration value measured by the
여기서, 제2기준값은 스파크 발생에 의한 화재 또는 폭발 한계 이하의 가스 농도로 유지되는 값으로서 가스센서(30)에서 측정된 측정값을 평가하기 위한 기준이 되는 값이다.Here, the second reference value is a value maintained at a gas concentration below the limit of fire or explosion due to spark generation and is a standard value for evaluating the measured value measured by the
한편, 상기 온도센서(21)가 측정한 온도값이 제어부(40)에 미리 설정된 제3기준값을 초과하면 제어부(40)는 소화약제 공급부(50)를 작동시켜 이차전지(B)가 놓인 선반(20) 위에 소화약제를 공급한다. 이로 인해 화재를 신속히 진압할 수 있다(도 9의 S80 및 S90).Meanwhile, when the temperature value measured by the
여기서, 제3기준값은 이차전지 내부의 급격한 온도 상승과 다량의 열에너지가 방출되어 열 폭주 현상을 겪기 직전의 온도값으로서 온도센서(21)에서 측정된 측정값을 평가하기 위한 기준이 되는 값이다. Here, the third reference value is the temperature value just before thermal runaway occurs due to a rapid increase in temperature inside the secondary battery and the release of a large amount of heat energy, and is a standard value for evaluating the measured value measured by the
한편, 본 발명은 가스센서(30)가 측정한 가스 농도값이 제1기준값 또는 제2기준값을 초과하거나 온도센서(21)가 측정한 온도값이 제3기준값을 초과하는 경우 알람을 발신하는 경보시스템(60)이 구비되는데, 상기 경보시스템(60)은 휴대 단말기(61) 또는 소방서(62)에 통보한다.Meanwhile, the present invention provides an alarm that issues an alarm when the gas concentration value measured by the
부연하면, 제어부(40)에는 제1기준값 내지 제3기준값이 설정되어 있는데, 가스센서(30) 또는 온도센서(21)에서 측정한 값이 제1기준값, 제2기준값 또는 제3기준값을 초과하는 경우에는 경보시스템(60)을 통해 주변에 알람을 발신하고, 통신망을 통해서 특정 사람의 휴대 단말기(61)나 소방서(62)에 이 사실을 통보하는 것이다. To elaborate, first to third reference values are set in the
상기 제어부(40)는 하우징(10)의 일측면에 구비될 수도 있고, 하우징(10)과 거리상으로 이격된 건물의 특정 지점에 구비될 수도 있다. 이러한 제어부(40)는 가스센서(30) 및 선반(20)에 설치된 온도센서(21)와 무선 또는 유선으로 연결되어, 온도센서(21)가 측정한 온도값을 전송받음과 아울러 가스센서(30)가 측정한 가스 농도값을 전송받고, 이들 측정값에 대한 각 기준값을 비교하여 하우징(10) 내부에서 이차전지로부터의 가스 발생 여부, 가스의 농축에 의한 화재 및 폭발의 위험성 여부 및 화재 발생 여부를 판단할 수 있다. The
상기 소화약제 공급부(50)는 선반(20) 위에 놓인 이차전지(B)에 화재가 발생된 경우, 선반에 소화약제를 공급하여 이차전지(B)가 소화약제에 잠기게 함으로써 신속하게 화재를 진압하기 위한 것이다.If a fire occurs in the secondary battery (B) placed on the shelf (20), the fire extinguishing
이러한 소화약제 공급부(50)는 소화약제탱크(51)와, 상기 소화약제탱크(51)에 연결되는 메인관(52)과, 상기 메인관(52)에서 분기되는 다수의 분기관(53)과, 상기 다수의 분기관(53)을 각각 개폐하는 다수의 밸브(54)와, 상기 다수의 분기관(53)에 각각 구비되는 다수의 노즐(55)로 구성된다.This fire extinguishing
상기 소화약제탱크(51)는 하우징(10)의 내부 최상단 또는 하우징(10)의 외부에 설치되어 내부에 저장된 소화약제를 메인관(52)에 공급한다.The fire extinguishing
상기 메인관(52)은 일단이 소화약제탱크(51)에 연결되고 타단이 하우징(10)의 아래쪽으로 연장된다.The
상기 분기관(53)은 하우징(10) 내부에 상하방향으로 이격되게 구비된 다수의 선반(20) 상측에 각각 위치된다.The
상기 밸브(54)는 제어부(40)의 제어신호에 의해 자동으로 작동하여 메인관(52)과 분기관(53)의 연결부위에 설치된 분기관(53)을 개폐함으로써 분기관(53) 내부로 유입되는 소화약제의 유동을 제어한다. 따라서 제어부(40)의 신호에 따라 밸브(54)가 개방되면 소화약제탱크(51)에 저장된 소화약제는 메인관(52)을 거쳐 분기관(53) 내부로 유입되고, 밸브(54)가 폐쇄되면 분기관(53) 내부에 소화약제가 유입되지 못한다.The
상기 노즐(55)은 선반(20) 위쪽에 배치되는 분기관(53)에 하나 이상 구비되어 밸브(54)가 개방되었을 때 소화약제탱크(51)에서 제공된 소화약제를 선반(20)을 향해 분사한다. 이렇게 분사된 소화약제에 의해 선반(20)에 안착된 이차전지(B)는 소화약제에 잠기게 된다.The
한편, 이차전지(B)는 위에서 계속 설명한 것처럼 선반(20)의 상면에 안착시켜 보관할 수도 있지만, 사이즈가 작은 별도의 안전함(70) 내부에 보관된 상태로 선반(20)의 상면에 안착될 수도 있다.Meanwhile, the secondary battery (B) can be stored by being placed on the upper surface of the
상기 안전함(70)은 상면에 가스배출홀(71)이 형성된다. 따라서 안전함(70) 내부에서 이차전지(B)에 화재가 발생하여 가스가 발생하는 경우, 가스배출홀(71)을 통해서 가스가 배출되어 가스센서(30)에 의해 가스 농도값이 측정되고, 측정된 가스 농도값은 제어부(40)로 전송된다.The
그리고, 안전함(70)의 바닥면에는 온도센서(72)가 구비되고, 안전함(70)의 후면과 하우징(10)의 후면에는 원터치 결합되는 퀵 커플러(73)가 구비되는데, 상기 퀵 커플러(73)에 의해 안전함(70)과 하우징(10)이 연결되었을 때 온도센서(72)는 제어부(40)와 무선 또는 유선으로 연결된다. 따라서 온도센서(72)에 의해 측정된 온도값은 제어부(40)로 전송된다.In addition, a
13: 배기구 14: 송풍팬
15: 브라켓 16: 고정편
16a: 수평편 16b: 수직편
20: 선반 21; 온도센서
22: 열전도띠 30: 가스센서
40: 제어부 50: 소화약제 공급부
51: 소화약제탱크 52: 메인관
53: 분기관 54: 밸브
55: 노즐 60: 경보시스템
61: 휴대 단말기 62: 소방서
70: 안전함 71: 가스배출홀
72: 온도센서 80: 방폭댐퍼
81: 덮개 82: 가동편
82a: 후방 수직편 82b: 수평편
82c: 전방 수직편 83: 자석
B: 이차전지13: exhaust port 14: blowing fan
15: Bracket 16: Fixed piece
16a:
20:
22: heat conduction band 30: gas sensor
40: Control unit 50: Fire extinguishing agent supply unit
51: Fire extinguishing agent tank 52: Main pipe
53: branch pipe 54: valve
55: nozzle 60: alarm system
61: Mobile terminal 62: Fire department
70: Safe 71: Gas discharge hole
72: Temperature sensor 80: Explosion proof damper
81: cover 82: movable piece
82a: rear
82c: Front vertical piece 83: Magnet
B: secondary battery
Claims (15)
상기 하우징(10) 내부에 설치되고 이차전지(B)가 안착되는 선반(20);
상기 하우징(10)에 설치되어 상기 이차전지(B)로부터 발생되는 가스를 감지하는 가스센서(30); 및
상기 가스센서(30)가 측정한 가스 농도값이 미리 설정된 제1기준값을 초과한 경우 상기 송풍팬(14)의 회전속도를 증가시키도록 제어하는 제어부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
A housing (10) equipped with an exhaust port (13);
A shelf 20 installed inside the housing 10 and on which the secondary battery B is placed;
A gas sensor 30 installed in the housing 10 to detect gas generated from the secondary battery B; and
A control unit 40 that controls to increase the rotational speed of the blower fan 14 when the gas concentration value measured by the gas sensor 30 exceeds a preset first reference value. Secondary battery safety cabinet equipped with prevention and response system.
상기 제어부(40)는,
상기 가스센서(30)가 측정한 가스 농도값이 미리 설정된 제2기준값을 초과한 경우 상기 송풍팬(14)의 회전을 중단시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 1,
The control unit 40,
A secondary battery equipped with a fire prevention and response system, characterized in that it controls to stop rotation of the blower fan (14) when the gas concentration value measured by the gas sensor (30) exceeds a preset second reference value. Safety cabinet.
상기 하우징(10)에는 상기 배기구(13) 측을 개폐하는 댐퍼를 더 포함하고,
상기 댐퍼는 평상 시에는 상기 배기구(13)를 개방된 상태로 유지하다가 화지 발생 시에는 상기 배기구(13)가 닫히도록 작동되는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 1,
The housing 10 further includes a damper that opens and closes the exhaust port 13 side,
A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, wherein the damper maintains the exhaust port 13 in an open state in normal times and operates to close the exhaust port 13 when fire occurs.
상기 제어부(40)는,
상기 온도센서(30)가 측정한 온도값이 미리 설정된 제3기준값을 초과한 경우 상기 선반(20)에 소화약제를 공급하여 화재를 예방 또는 진압할 수 있는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 3,
The control unit 40,
A fire prevention and response system that can prevent or extinguish a fire by supplying a fire extinguishing agent to the shelf 20 when the temperature value measured by the temperature sensor 30 exceeds a preset third standard value. Secondary battery safety cabinet provided.
상기 하우징(10)의 외부 또는 휴대 단말기(61) 또는 소방서(62)로 화재 경보를 통보하는 경보시스템(60)을 더 포함하고,
상기 제어부(40)는 상기 가스센서(30) 또는 상기 온도센서(30)가 측정한 측정값이 미리 설정된 제1기준값 내지 제3기준값을 초과한 경우 상기 경보시스템(60)으로 경보 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 3,
It further includes an alarm system (60) that notifies a fire alarm to the outside of the housing (10) or to a mobile terminal (61) or fire department (62),
The control unit 40 transmits an alarm signal to the alarm system 60 when the measured value measured by the gas sensor 30 or the temperature sensor 30 exceeds the preset first to third reference values. A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system.
상기 가스센서(30)는 상기 배기구(13) 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The gas sensor (30) is a secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, characterized in that it is installed on the exhaust port (13) side.
상기 가스센서(30)는 VOC 센서인 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
The method according to any one of claims 1 to 6,
A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, wherein the gas sensor 30 is a VOC sensor.
상기 선반(20)의 바닥면에는 상기 제어부(40)와 연결되는 온도센서(21)가 상기 이차전지(B)와 접촉되게 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 1,
A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, characterized in that a temperature sensor 21 connected to the control unit 40 is installed on the bottom of the shelf 20 in contact with the secondary battery B. .
상기 선반(20)의 바닥면에는 상기 온도센서(21) 및 이차전지(B)와 접촉되는 열전도띠(22)가 구비되는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 8,
A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, characterized in that the bottom surface of the shelf (20) is provided with a heat conductive band (22) in contact with the temperature sensor (21) and the secondary battery (B).
상기 하우징(10)에는 일정압력이 가해질 때 바깥쪽으로 회동하여 통기홀(10a)을 형성시키는 방폭댐퍼(80)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폭화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 1,
A secondary battery safety cabinet equipped with an explosion fire prevention and response system, characterized in that an explosion-proof damper (80) is installed in the housing (10), which rotates outward when a certain pressure is applied to form a ventilation hole (10a).
상기 방폭댐퍼(80)는 상단이 하우징(10)에 회동가능하게 설치되어 상기 통기홀(10a)을 개폐하는 덮개(81)와;
상기 덮개(81)의 하단에서 하우징(10)의 안쪽방향으로 돌출되게 구비되어 덮개(81)와 함께 회동하는 가동편(82)과;
상기 가동편(82)에 구비되어 하우징(10)에 구비된 고정편(16)에 탈부착되는 자석(83);으로 구성된 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 10,
The explosion-proof damper 80 includes a cover 81 whose upper end is rotatably installed on the housing 10 to open and close the ventilation hole 10a;
A movable piece 82 is provided to protrude from the bottom of the cover 81 toward the inside of the housing 10 and rotates together with the cover 81;
A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, characterized in that it consists of a magnet (83) provided on the movable piece (82) and detachable from the fixed piece (16) provided in the housing (10).
상기 가동편(82)은 덮개(81)의 하단에서 하측으로 연장 형성된 후방 수직편(82a)과, 상기 후방 수직편(82a)에서 하우징(10)의 안쪽으로 연장된 수평편(82b)과, 상기 수평편(82b)의 끝단에서 상측으로 연장 형성되고 상기 자석(83)이 설치되는 전방 수직편(82c)으로 구성되고;
상기 고정편(16)은 상기 하우징(10)의 후면에서 하우징(10) 안쪽으로 연장된 수평편(16a)과, 상기 수평편(16a)의 끝단에서 상측으로 연장 형성되어 상기 자석(83)이 탈부착되는 수직편(16b)으로 구성된 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 11,
The movable piece 82 includes a rear vertical piece 82a extending downward from the bottom of the cover 81, and a horizontal piece 82b extending from the rear vertical piece 82a toward the inside of the housing 10, It is formed to extend upward from the end of the horizontal piece (82b) and consists of a front vertical piece (82c) on which the magnet (83) is installed;
The fixing piece 16 includes a horizontal piece 16a extending from the rear of the housing 10 into the housing 10, and extending upward from an end of the horizontal piece 16a so that the magnet 83 is provided. A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, characterized in that it consists of a detachable vertical piece (16b).
상기 이차전지(B)는 상면에 가스배출홀(71)이 형성되고, 온도센서(72)가 바닥면에 구비된 안전함(70) 내부에 보관된 상태로 상기 선반(20)의 상면에 안착되는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 1,
The secondary battery (B) has a gas discharge hole 71 formed on the upper surface, and is seated on the upper surface of the shelf 20 with a temperature sensor 72 stored inside a safety box 70 provided on the bottom. A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system.
상기 안전함(70)의 후면과 하우징(10)의 후면에는 원터치 결합되는 퀵 커플러(73)가 구비되고, 상기 퀵 커플러(73)에 의해 안전함(70)과 하우징(10)이 연결되었을 때 상기 온도센서(72)는 상기 제어부(40)와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.
In claim 13,
A quick coupler 73 that is one-touch coupled is provided on the rear of the safety box 70 and the rear of the housing 10, and when the safety box 70 and the housing 10 are connected by the quick coupler 73, the temperature A secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, wherein the sensor 72 is electrically connected to the control unit 40.
상기 선반(20)은 소화약제에 의해 이차전지(B)가 잠길 수 있도록 일정 깊이로 함몰된 형태이거나 서랍 형태인 것을 특징으로 하는 화재 예방 및 대응 시스템이 구비된 이차전지 안전캐비닛.In claim 1,
The shelf (20) is a secondary battery safety cabinet equipped with a fire prevention and response system, characterized in that the shelf (20) is recessed to a certain depth or in the form of a drawer so that the secondary battery (B) can be submerged by a fire extinguishing agent.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220152618A KR20240071007A (en) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | Rechargeable battery safety cabinet with system to prevent and extinguish the fire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220152618A KR20240071007A (en) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | Rechargeable battery safety cabinet with system to prevent and extinguish the fire |
Publications (1)
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KR20240071007A true KR20240071007A (en) | 2024-05-22 |
Family
ID=91329988
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KR1020220152618A KR20240071007A (en) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | Rechargeable battery safety cabinet with system to prevent and extinguish the fire |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20240071007A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102239579B1 (en) | 2019-11-05 | 2021-04-13 | (주)코윈테크 | Fire suppression system in a secondary battery storage rack |
-
2022
- 2022-11-15 KR KR1020220152618A patent/KR20240071007A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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