WO2021112422A1 - 광섬유 케이블 온도측정 장치 - Google Patents

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WO2021112422A1
WO2021112422A1 PCT/KR2020/015734 KR2020015734W WO2021112422A1 WO 2021112422 A1 WO2021112422 A1 WO 2021112422A1 KR 2020015734 W KR2020015734 W KR 2020015734W WO 2021112422 A1 WO2021112422 A1 WO 2021112422A1
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optical fiber
cable
fiber cable
temperature measuring
panel member
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최형석
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엘에스일렉트릭(주)
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber cable temperature measuring device, and more particularly, to an optical fiber cable temperature measuring device applied to a multi-stage type power device module such as a battery storage device.
  • an energy storage system refers to a device that stores energy using a physical medium.
  • Energy storage can be largely divided into a physical energy storage method and a chemical energy storage method according to the storage method.
  • Representative physical energy storage includes pumping-up power generation, compressed air storage, and flywheel.
  • Chemical energy storage mainly uses batteries, such as lithium-ion batteries and lead-acid batteries. , and sodium sulfur (NaS) batteries.
  • a battery-type ESS As an example of an energy storage device, a battery-type ESS is called a BESS (Battery Energy Storage System), and in general, the ESS refers to a BESS.
  • BESS Battery Energy Storage System
  • the energy storage device is usually provided with a temperature sensor therein.
  • An energy storage device using a battery is usually composed of a cell, a module, and a rack unit. Certification for energy storage devices using batteries is configured in units of racks.
  • the energy storage device using the battery is formed in the form of a rack (1).
  • the rack 1 is configured in a form in which the battery modules 2 are stacked in multiple stages on a cabinet-type structure made of a beam or an iron plate.
  • each battery module 2 is composed of a combination of a plurality of battery cells (not shown).
  • a temperature sensor (not shown) for self-temperature measurement is provided inside each battery module 2 .
  • the temperature sensor fails, the temperature measurement of the battery module 2 becomes impossible.
  • the temperature sensor since the temperature sensor is provided inside the battery module 2, it is not possible to measure the temperature of the space between the adjacent battery modules (2). That is, since the temperature measurement around the battery module (2) is not made, the temperature management for the rack (1) is not made.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber cable temperature measuring device capable of measuring the temperature around a multi-stage power device module.
  • Another object of the present invention is to provide an optical fiber cable temperature measuring device capable of measuring each of the power device modules arranged in multiple stages.
  • Another object of the present invention is to provide an optical fiber cable temperature measuring device that is easy to assemble.
  • An optical fiber cable temperature measuring device is an optical fiber cable temperature measuring device applied to a power device having a plurality of power device modules, comprising: an optical fiber cable measuring unit provided in each power device module; an optical fiber cable inserted and installed in each of the optical fiber cable measuring units; and a controller connected to one end of the optical fiber cable to measure the temperature.
  • the optical fiber cable measuring unit is characterized in that it includes a cable mount in which the optical fiber cable is inserted and installed.
  • the cable mount is characterized in that it includes a mount body formed in a rectangular frame shape and a terminal bar disposed across the mount body.
  • the cable mount is characterized in that it has a plurality of openings.
  • the mounting body is characterized in that it is composed of a pair of crossbars arranged in parallel and a pair of vertical bars arranged in parallel.
  • end bar is characterized in that it is respectively disposed in the center portion of the pair of crossbars.
  • the mounting body is characterized in that it is provided with a stopper that can limit the entry when inserted into the power device module.
  • a plurality of cable fixing grooves to which the optical fiber cable is fixed are formed on the lower surface of the end bar.
  • the cable fixing groove is characterized in that the side cross-section is formed as a part of a circle.
  • the cable fixing groove formed in the end bar is formed in parallel with respect to the crossbar, and the cable fixing groove formed in the vertical rod is formed in an oblique direction with respect to the crossbar.
  • the cable mount is characterized in that it is composed of an upper cable mount formed in a frame shape and a lower cable mount that is formed in a frame shape and coupled to correspond to the upper cable mount.
  • the upper cable mount is characterized in that it is rotatably coupled to the lower cable mount.
  • the upper cable mount or lower cable mount is characterized in that the position mark is formed so that the optical fiber cable can be installed.
  • the fiber optic cable measuring unit includes an upper panel member and a lower panel member, and the optical fiber cable is inserted and installed between the upper panel member and the lower panel member.
  • connection member coupled to both ends of the optical fiber cable and exposed to the outside of the upper panel member and the lower panel member.
  • each of the upper panel member and the lower panel member is formed of a thin plate or a film.
  • an insertion groove into which the optical fiber cable can be inserted is formed in the upper panel member or the lower panel member, and the insertion groove includes a straight portion or a curved portion.
  • the radius of curvature of the curved portion is characterized in that formed to be more than 20 times the diameter of the optical fiber cable.
  • connection cable for connecting the connecting material between the control unit and the connecting material or between the adjacent battery modules is further included.
  • the upper panel member and the lower panel member may further include a mounting plate having a mounting plate mounting portion formed as a groove and inserted into the mounting plate mounting unit.
  • the mounting plate is characterized in that the wiring groove is formed along the circumferential surface so that the optical fiber cable is installed in a rolled shape.
  • a plurality of zones are set in the battery module, and a measurement point is set in the optical fiber cable according to a predetermined distance based on the connection material.
  • optical fiber cable temperature measuring apparatus it is possible to easily measure the temperature of the power device and perform thermal management by the optical fiber cable measuring unit provided for each power device module.
  • the fiber optic cable temperature measuring device can be applied to each power device module by the fiber optic cable measuring unit, and thus can be applied to each power device module arranged in multiple stages.
  • the optical fiber cable temperature measuring device is provided in the form of a unit in which the optical fiber cable is mounted on the optical fiber cable measuring unit, it is easy to assemble and install it in a power device.
  • the fiber optic cable measuring unit is measured in units of sheets and planes, so that the temperature generated between the battery modules can be effectively managed.
  • the fiber optic cable measuring unit is measured by the fiber optic cable inserted and laid between the films (upper and lower panels) that are closely bonded to each other, the precision of measurement is high, and it can be converted to the measuring position through distance, so that the arrangement and management of the measuring point is easy. Easy.
  • the optical fiber cable is disposed on a film surface having a predetermined area, a radius of curvature required for the measurement operation can be secured.
  • the fiber optic cable is installed in an installation groove or a mounting plate formed (placed) on the film surface, a standardized temperature measurement position distribution can be configured, so temperature management is efficient.
  • the upper and lower panels can secure one direction by using an insulating / non-insulating film, the directionality of temperature measurement can be secured.
  • the same point on the upper surface of the battery module can be measured even if the distance between the battery modules is different.
  • FIG. 1 is a perspective view of a power device according to the prior art.
  • FIG. 2 is a perspective view of a power device equipped with an optical fiber cable temperature measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of a state in which an optical fiber cable temperature measuring device is installed in any one of the power device modules in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a perspective view of an optical fiber cable temperature measuring unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a bottom view of an optical fiber cable temperature measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of the optical fiber cable temperature measuring unit in FIG. 6 .
  • FIG. 8 is a side view of an optical fiber cable temperature measuring unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of the fiber optic cable temperature measuring unit in FIG. 8 .
  • FIG. 10 is a perspective view of an optical fiber cable temperature measuring unit according to another embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are a perspective view and an exploded perspective view of an optical fiber cable temperature measuring unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of the battery module in FIG. 2 .
  • 14 and 15 are a perspective view and an exploded perspective view of an optical fiber cable temperature measuring unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a top view of a state in which the upper panel member and the mounting plate are removed in FIG. 14 .
  • 17 is a perspective view of a lower panel applied to a panel-type multi-stage temperature measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • An optical fiber cable temperature measuring apparatus includes a power device 10 provided with a plurality of power device modules 20; a plurality of optical fiber cable measuring units 130 provided in each power device module 20; an optical fiber cable 40 inserted and installed in each of the optical fiber cable measuring units 130; and a control unit 60 connected to one end of the optical fiber cable 40 to measure the temperature.
  • a power device 10 is provided.
  • the power device 10 may be configured in the form of a rack 11 so that a plurality of power device modules 20 can be installed in multiple stages.
  • the rack 11 may be composed of an upper plate and a lower plate and a frame connected and supported between the upper plate and the lower plate.
  • a plurality of power device modules 20 are installed in multiple stages in the rack 11 .
  • an energy storage device may be mentioned as an example of the power device.
  • a battery module may be mentioned as an example of the power device module.
  • the power device 10 is shown in FIG. 2 .
  • the power device 10 is configured in the form of a rack as described above.
  • a plurality of support plates 12 are provided in the rack 11 so that each power device module 20 can be installed and supported.
  • the rack 11 is provided with a support plate 13 so that the optical fiber cable measuring unit 130 can be installed.
  • the support plate 13 may be provided above or below each power device module 20 . Accordingly, the optical fiber cable measuring unit 130 may be inserted and installed between the power device module 20 and the support plate 13 .
  • a fiber optic cable measuring unit 130 is shown in FIGS. 3 and 4 . Also, the cable mount 131 is shown in FIG. 5 .
  • An optical fiber cable measuring unit 130 is provided to measure the temperature between the power device module 20 and the adjacent power device module 20 .
  • the optical fiber cable measuring unit 130 is arranged to face one surface (eg, the upper surface) of each power device module 20 or is installed to have a predetermined gap, so that the surface temperature of each power device module 20 or the power device module ( 20) to measure the space temperature between them.
  • the optical fiber cable measuring unit 130 may include a cable mount 131 , a fiber optic cable 40 , and a connector 50 .
  • the cable mount 131 includes a mount body 132 formed in a frame shape and an end bar 135 disposed across the mount body.
  • the mounting body 132 may be formed of a synthetic resin or a metal material.
  • the mounting body 132 is preferably made of a material having strong heat resistance and high thermal conductivity. Accordingly, in a state in which the mounting body 132 is in contact with the upper surface of the power device module 20 , it helps to dissipate heat of the power device module 20 .
  • the mounting body 132 is formed in a polygonal (eg, quadrangular) frame shape. That is, most of the mounting body 132 except for the outer portion is formed of the opening 133 . The area in which the mounting body 132 covers the power device module 20 by the opening 133 is reduced and the ventilation is excellent.
  • the mount body 132 may be part of a plain plate. Alternatively, the mounting body 132 may be formed by bending a bar or a long flat plate.
  • the mounting body 132 has an opening 133 formed therein, so it has excellent ventilation. When viewed from the top, since most of the area of the mounting body 132 is formed of the opening 133 , the thermal resistance received from the mounting body 132 of the power device module 20 is minimized.
  • the mounting body 132 When the mounting body 132 is formed in a rectangular frame, it is composed of a pair of crossbars 132b arranged in parallel and a pair of vertical bars 132a arranged in parallel.
  • the crossbar 132b is preferably formed smaller than the width of the power device module 20, that is, the length in the horizontal direction.
  • the vertical bar 132a may be formed to be greater than the depth of the power device module 20 , that is, the length in the vertical direction.
  • the mount body 132 is provided with a stopper 134 that can limit the entry when inserted into the power device module 20 .
  • the stopper 134 may be formed to protrude downward from both ends of the lower crossbar 132b.
  • the mounting body 132 is provided with an end bar 135 .
  • the end bar 135 may be disposed between the upper crossbar 132b and the lower crosspiece 132b.
  • the end bar 135 may be disposed between the central portion of the upper crosspiece 132b and the central portion of the lower crosspiece 132b.
  • a plurality of cable fixing grooves 136 are formed on the lower surface of the end bar 135 .
  • the cable fixing groove 136 is formed along the width direction on the lower surface of the end bar 135 .
  • An optical fiber cable 40 is provided.
  • the optical fiber cable 40 is inserted and installed between the mount body 132 and the end bar 135 .
  • the optical fiber cable 40 is laid on the upper portion of the mount body 132 .
  • the optical fiber cable 40 is disposed between the mount body 132 and the end bar 135 in a rolled or bent form. That is, the optical fiber cable 40 is disposed while one cable is continuously wound.
  • the fiber optic cables 40 may be overlapped when bent.
  • the temperature of the periphery of the power device module 20 may be measured through the optical fiber cable 40 disposed on the cable mount 131 .
  • the optical fiber cable 40 as a line may have a plurality of measurement points by being disposed on the cable mount 131 in a plane shape.
  • the method of measuring temperature using an optical fiber cable is applied to temperature measurement of conventional power underground lines and oil refinery chemical pipelines, and is also called Distributed Temperature Sensing (DTS).
  • DTS Distributed Temperature Sensing
  • Dispersion temperature measurement utilizes the proportional characteristic of temperature and wavelength, which is one of the unique characteristics of optical fibers.
  • the quartz constituting the optical fiber There are three types of scattered waves reflected by the quartz constituting the optical fiber. These are a Rayleigh-scattering wave, a Raman-scattering wave, and a Brillouin-scattering wave.
  • the Raman wave represents a wavelength that is directly proportional to the temperature. This can be used to measure temperature (converting the measured wavelength to temperature according to its size). Since the fiber optic cable is formed linearly, it is possible to measure the temperature by measuring the distance of each scattering frequency from the reference position (or measuring each scattering frequency for each distance).
  • Temperature measurement using an optical fiber cable can be measured with a resolution of 0.01°C per 1m. In addition, it is possible to measure the temperature at an interval of 0.5 m or more for meaningful analysis of scattered waves.
  • the optical fiber cable 40 is disposed in a bent shape.
  • the optical fiber cable 40 is mounted on the vertical bar 132a of the mounting body 132 and is fixed to the cable fixing groove 136 of the end bar 135 .
  • An example of a method of installing the optical fiber cable 40 to the mounting body 132 is as follows.
  • the optical fiber cable 40 advances in one direction of the end bar 135 while being wound in any one of a clockwise direction or a counterclockwise direction.
  • the optical fiber cable 40 may be wound in a spring form a plurality of times and then disposed in a form that is collapsed to one side.
  • the optical fiber cable 40 may be wound in an elliptical shape.
  • the optical fiber cable 40 is mounted on a pair of vertical bars 132a. That is, the width (diameter) around which the optical fiber cable 40 is wound may be formed to be longer than the length of the crossbar 132b.
  • the optical fiber cable 40 may be disposed so that portions overlapping each other are formed while being wound. That is, referring to FIGS. 3 to 5 , the order in which the optical fiber cable 40 is inserted into the cable fixing groove 136 may be crossed.
  • the order of the cable fixing groove 136 to which the optical fiber cable 40 is fixed is the third cable fixing groove 136-3, the first cable fixing groove 136-1, and the fifth cable fixing groove 136.
  • the grooves 136-6, .. may be fitted in the same order. At this time, from the second rotation of the optical fiber cable 40, the rule of continuation of a 5-unit groove increase and a 3-unit groove decrease toward the upper end of the end bar 135 is applied.
  • the optical fiber cable 40 is installed on the cable mount 131 while one cable is wound a plurality of times.
  • connection member 50 is connected to the front and rear ends of the optical fiber cable 40 .
  • one optical fiber cable measuring unit 130 as shown in FIG. 4 is completed.
  • the control unit 60 may be configured as a DTS server.
  • a control unit 60 is provided to measure the wavelength measured by the optical fiber cable 40 and convert it into a temperature.
  • FIG. 6 and 7 show an optical fiber cable temperature measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a bottom view of the optical fiber cable measuring unit according to the second embodiment
  • Fig. 7 is a perspective view of the cable mount.
  • the optical fiber cable temperature measuring device includes a power device 10 provided with a plurality of power device modules 20; a plurality of optical fiber cable measuring units 230 provided in each of the power device modules 20; an optical fiber cable 40 inserted and installed in each of the optical fiber cable measuring units 230; and a control unit 60 connected to one end of the optical fiber cable 40 to measure the temperature.
  • the optical fiber cable measuring unit 230 is composed of a cable mount 231 and an optical fiber cable 40 .
  • the cable mount 231 is formed in the form of a frame having an opening 233 .
  • the cable mount 231 formed in the shape of a square frame is shown in FIGS. 6 and 7 .
  • a plurality of openings 233 are formed in the cable mount 231 .
  • the cable mount 231 is composed of two crossbars 232a and three vertical bars 232b, 232c, and 232d, so that two openings 233 are formed.
  • the vertical bars 232b, 232c, and 232d may be divided into a side vertical bar 232b and a central vertical bar 232c. Cable fixing grooves 236b, 236c, and 236d are formed on the lower surface of each of the vertical bars 232b, 232c, and 232d.
  • the cable fixing grooves 236 of the central vertical bar 232c are formed in parallel with respect to the crossbar, and the cable fixing grooves 236b and 236d of both vertical bars 232b and 232d are formed in an oblique direction with respect to the crossbar. .
  • the cable fixing grooves 236b and 236d of the both sides of the vertical bars 232b and 232d may be continuously arranged in a wedge shape facing each other.
  • the cable fixing groove 236b of the one side vertical bar 232b and the cable fixing groove 236d of the other side vertical member 232d may be disposed at different heights.
  • all of the cable fixing grooves are formed in each vertical bar, so that the optical fiber cable 40 is stably fixed and supported.
  • FIG 8 and 9 show an optical fiber cable temperature measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the optical fiber cable measuring unit 330 is composed of cable mounts 331 and 341 and the optical fiber cable 40 .
  • the cable mounts 331 and 341 are composed of an upper cable mount 331 and a lower cable mount 341 and are coupled to each other so as to be opened and closed.
  • the upper cable mount 331 and the lower cable mount 341 are rotatably coupled with respect to one end by a rotation connecting member 350 such as a hinge.
  • the upper cable mount 331 and the lower cable mount 341 are formed in a frame shape having openings 333 and 343, respectively.
  • the upper cable mount 331 may follow the form of the second embodiment described above.
  • the lower cable mount 341 may be formed in a shape corresponding to the upper cable mount 331 . That is, it may be formed in a rectangular frame shape having a plurality of cross bars 342a and a plurality of vertical bars 342b, 342c, and 342d.
  • Cable mounting grooves 346 corresponding to the cable mounting grooves of the upper cable mounting unit 331 and the lower cable mounting unit 341 are formed in the lower cable mounting unit 341 .
  • the optical fiber cable 40 is inserted and installed between the cable mounting groove of the upper cable mounting unit 331 and the cable mounting groove of the lower cable mounting unit 341 .
  • FIG 10 shows an optical fiber cable temperature measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the optical fiber cable temperature measuring device includes a power device 10 provided with a plurality of power device modules 20; a plurality of optical fiber cable measuring units 430 provided in each power device module 20; an optical fiber cable 40 inserted and installed in each of the optical fiber cable measuring units 430; and a control unit 60 connected to one end of the optical fiber cable 40 to measure the temperature.
  • the fiber optic cable measuring unit 430 includes cable mounts 431 and 441 and an optical fiber cable (not shown).
  • the cable mounts 431 and 441 are composed of an upper cable mount 431 and a lower cable mount 441 and have sizes corresponding to each other.
  • the upper cable mount 431 and the lower cable mount 441 are formed to have the same width and length.
  • a stopper 444 is provided on the lower end side vertical bar 442b of the lower cable mount 441 .
  • the lower cable mount 441 or the upper cable mount 431 is formed with a position mark 445 in which the optical fiber cable 40 can be mounted.
  • the optical fiber cable 40 is fixedly installed at the position indicated by the position mark 445 .
  • an adhesive material such as a double-sided tape or sticker
  • the position mark 445 may be formed in the form of a groove as in the above-described embodiment.
  • FIG. 11 shows a fiber optic cable measuring unit 30 according to another embodiment of the present invention.
  • An optical fiber cable measuring unit 30 is provided to measure the temperature between the battery module 20 and the adjacent battery module 20 .
  • the fiber optic cable measuring unit 30 is disposed to face one surface (eg, the upper surface) of each battery module 20 or is installed to have a predetermined gap to determine the surface temperature of each battery module 20 or the battery modules 20 . Measure the space temperature between them.
  • the optical fiber cable measuring unit 30 may be composed of a pair of panel members 31 and 35 , a fiber optic cable 40 , and a connector 50 .
  • Panel members 31 and 35 are provided.
  • the panel members 31 and 35 are provided to attach or insert the optical fiber cable 40 .
  • the panel members 31 and 35 may be formed of a thin member in the form of a board or a film.
  • the panel members 31 and 35 are provided singly, so that the optical fiber cable 40 can be installed.
  • the panel members 31 and 35 may be configured as a pair arranged side by side. That is, the panel members 31 and 35 may include an upper panel member 31 and a lower panel member 35 .
  • the panel members 31 and 35 are preferably made of a material having excellent heat resistance. For example, it may be provided with a Teflon sheet.
  • the panel members 31 and 35 are preferably formed in the form of a light thin plate. Accordingly, the load applied to each battery module 20 or the rack 11 is minimized, and the space occupied is minimized.
  • the panel members 31 and 35 are thin enough to be inserted between the adjacent battery modules 20 .
  • the thickness of the panel members 31 and 35 is formed within 3 mm. Since the gap between the battery modules 20 is formed to be small (for example, 10 mm), the thickness of the panel members 31 and 35 is formed to be thin so that they can be disposed therebetween.
  • An optical fiber cable 40 is provided.
  • the optical fiber cable 40 is inserted and installed between a pair of panel members 31 and 35 .
  • the optical fiber cable 40 is laid on the surfaces of the panel members 31 and 35 .
  • the optical fiber cable 40 is disposed between the pair of panel members 31 and 35 in the form of being rolled or bent. That is, the optical fiber cable 40 is arranged while being bent in various shapes to be inserted into the panel members 31 and 35 to a predetermined length.
  • the fiber optic cables 40 may be overlapped when bent.
  • the temperature of the peripheral portion of the battery module 20 may be measured in units of surfaces through the optical fiber cables disposed on the panel members 31 and 35 .
  • the wire fiber optic cable 40 may have a plurality of measurement points by being planarly disposed on the panel members 31 and 35 .
  • the optical fiber cable 40 is disposed in a bent shape.
  • the panel members 31 and 35 may include an upper panel member 31 and a lower panel member 35 .
  • the upper panel member 31 is formed of a thin plate.
  • the upper panel member 31 may be formed of a film material.
  • the lower panel member 35 is formed of a thin plate.
  • the lower panel member 35 may be formed of a film material.
  • An insertion groove 36 into which the optical fiber cable 40 can be inserted is formed in the lower panel member 35 .
  • the insertion groove 36 may be formed in a zigzag shape.
  • the insertion groove 36 is formed in a bent shape.
  • the insertion groove 36 includes a straight part 36a or a curved part 36b.
  • the curved portion 36b is preferably formed so that the radius of curvature is 20 times or more of the diameter of the optical fiber cable 40 . This is in consideration of the material properties of the optical fiber cable 40 .
  • the radius of curvature capable of maintaining the proper operation of the optical fiber cable 40 is known to be 20 times or more of the cross-sectional diameter of the optical fiber cable 40 .
  • the optical fiber cable 40 is inserted into the insertion groove 36 of the lower panel member 35 . That is, the optical fiber cable 40 is arranged in the shape of the insertion groove (36). Since the optical fiber cable 40 is disposed in a bent form on a single surface, a length required for measurement of a plurality of measurement points within a predetermined unit area of the battery module 20 may be secured. Since the optical fiber cable 40 is long disposed on the battery module 20, a plurality of temperature measurement points are secured.
  • connection materials 50 are provided at both ends of the optical fiber cable 40 . Since the connection material 50 is provided on each panel member 31 and 35, the optical fiber cable measuring unit 30 can be divided into units. In addition, the connection member 50 may be set as a reference point for temperature measurement (wavelength measurement). Therefore, it can be set as a reference point of each optical fiber cable measuring unit 30 .
  • Connecting cables 41 and 45 are provided to connect the control unit 60 and the connecting material 50 or two adjacent connecting materials 50 .
  • Each fiber optic cable measuring unit 30 is connected to each other by a connecting cable 45 .
  • the control unit 60 may be configured as a DTS server.
  • a control unit 60 is provided to measure the wavelength measured by the optical fiber cable 40 and convert it into a temperature.
  • the control unit 60 may display or notify when an appropriate operating temperature is set and out of the limit temperature range.
  • the display unit 61 may be provided in a part of the control unit 60 server.
  • One surface (eg, an upper surface) of the battery module 20 may be divided into a plurality of zones a, b, and c.
  • Each zone may be a zone in which battery cells (not shown) inside the battery module 20 are physically separated, such as a partition or a partition wall. Alternatively, it may be a virtual area for dividing the upper surface of the battery module 20 into a predetermined area.
  • 5 shows an example divided into three zones, of course, the number of these zones may be appropriately determined as needed.
  • the optical fiber cable 40 may have a plurality of measurement points.
  • the arrangement shape of the optical fiber cable 40 may be determined so that a plurality of measurement points may be appropriately arranged in each zone (a, b, c).
  • the optical fiber cable measuring unit 30A may include an upper panel member 31A, a lower panel member 35A, and a mounting plate 70 .
  • the panel members 31A and 35A are provided with mounting plate mounting portions 32 and 37 each formed with grooves, respectively, and the mounting plate 70 is inserted thereinto.
  • the mounting plate installation parts 32 and 37 may be formed at positions or numbers corresponding to the respective zones a, b, and c of the battery module 20 .
  • the upper panel member 31A includes a mounting plate installation part 32a formed in the a zone, a mounting plate installation part 32b formed in the b zone, and a mounting plate installation part 32c formed in the c zone. Each may be provided.
  • a plurality of mounting plate installation parts 32 and 37 may be provided for each zone (a, b, c). In this case, each area can be seen as more subdivided.
  • the mounting plate 70 may include a wiring groove 71 formed along the circumference of the circumferential surface.
  • the optical fiber cable 40 may be inserted and disposed along the wiring groove 71 .
  • the mounting plate 70 Since the mounting plate 70 is inserted and installed in the mounting plate installation parts 32 and 37 , it may be disposed to correspond to each region a, b, and c of the battery module 20 .
  • Flanges 72 and 73 protrude from the upper and lower portions of the wiring grooves 71 in the mounting plate 70 .
  • the thickness of each of the flanges 72 and 73 may be formed to be the same as the depth of the mounting plate installation parts 32 and 37 .
  • the flanges 72 and 73 of the mounting plate 70 are respectively provided to the mounting plate mounting portions 32 and 37 of the panel members 31A and 35A, so that the mounting plate 70 is disposed between the panel members 31A and 35A.
  • the wiring groove 71 may be exposed.
  • FIG. 16 is a top view showing the upper panel member 31A and the mounting plate 70 removed in the embodiment of FIG. 14 .
  • the optical fiber cable 40 is disposed in a rolled (curved or rotatable) form along the mounting plate 70 to ensure a sufficient length within a limited area.
  • measuring points 40a to 40f are set in the optical fiber cable 40 .
  • These measuring points 40a to 40f are not physical, but may be measured values obtained from a distance obtained from a scattered wave measured by the controller 60 .
  • the input end connecting member 50a may be a starting point of the optical fiber cable measuring unit 30A. Based on this starting point, the measurement points 40a to 40f may be set according to a predetermined distance. From these measurement points, the temperature value of each zone is obtained. 8 shows an example in which temperature values for six zones are obtained.
  • FIG. 17 Another example of the lower panel member 35B is shown in FIG. 17 .
  • the upper panel member may be formed in the same manner as the lower panel member 35B and may be symmetrically disposed.
  • the mounting plate installation part 38 to which the mounting plate 70 is installed may be formed in a form in which a plurality of circular grooves are connected. That is, both side surfaces of the mounting plate installation part 38 may be formed in a wave pattern shape. The radius of curvature of the wave pattern may be formed to be the same as the radius of curvature of the mounting plate 70 .
  • the mounting plate 70 may be appropriately disposed according to the number of zones.
  • the panel members 31 and 35 may be made of different materials.
  • the upper panel member 31 is made of an insulating material
  • the lower panel member 35 is made of a non-insulating material. In this way, since the heat transfer is blocked by the heat insulating member, the directionality of the temperature measurement can be set. That is, since the temperature of the surface portion where the maximum temperature occurs is measured, thermal management of the energy storage device can be effectively performed.
  • the temperature of the power device can be easily measured and thermal management can be performed by the optical fiber cable measuring unit provided for each power device module.
  • the fiber optic cable temperature measuring device can be applied to each power device module by the fiber optic cable measuring unit, and thus can be applied to each power device module arranged in multiple stages.
  • the optical fiber cable is placed in a bent shape on the optical fiber cable temperature measuring unit, a linear temperature distribution can be obtained by converting it to a planar temperature distribution.
  • the optical fiber cable temperature measuring device is provided in the form of a unit in which the optical fiber cable is mounted on the optical fiber cable measuring unit, it is easy to assemble and install it in a power device.
  • the fiber optic cable measuring unit is measured in units of sheets and planes, so that the temperature generated between the battery modules can be effectively managed.
  • the fiber optic cable measuring unit is measured by the fiber optic cable inserted and laid between the films (upper and lower panels) that are closely bonded to each other, the precision of measurement is high, and it can be converted to the measuring position through distance, so that the arrangement and management of the measuring point is easy. Easy.
  • the optical fiber cable is disposed on a film surface having a predetermined area, a radius of curvature required for the measurement operation can be secured.
  • the fiber optic cable is installed in an installation groove or a mounting plate formed (placed) on the film surface, a standardized temperature measurement position distribution can be configured, so temperature management is efficient.
  • the upper and lower panels can secure one direction by using an insulating / non-insulating film, the directionality of temperature measurement can be secured.
  • the same point on the upper surface of the battery module can be measured even if the distance between the battery modules is different.

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Abstract

본 발명은 광섬유 케이블 온도측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 저장장치 등 다단 형태의 전력기기 모듈에 적용되는 광섬유 케이블 온도측정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치는 다수의 전력기기 모듈이 구비되는 전력기기에 적용되는 광섬유 케이블 온도 측정 장치에 있어서, 각각의 상기 전력기기 모듈에 구비되는 광섬유 케이블 측정 유닛; 각각의 상기 광섬유 케이블 측정 유닛에 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 및 상기 광섬유 케이블의 일단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

광섬유 케이블 온도측정 장치
본 발명은 광섬유 케이블 온도측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 저장장치 등 다단 형태의 전력기기 모듈에 적용되는 광섬유 케이블 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.
에너지 저장 장치의 일례로서, 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.
도 1을 참조하여, 종래기술에 따른 에너지 저장 장치(ESS)를 살펴보기로 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)이나 철판 등으로 제작된 캐비넷 형태의 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)의 내부에 구비되어 있으므로 인접한 배터리 모듈(2)들 사이의 공간에 대한 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 전력기기 모듈 주변의 온도 측정을 할 수 있는 광섬유 케이블 온도측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다단으로 배치되는 전력기기 모듈에 대해 각각 측정할 수 있는 광섬유 케이블 온도측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조립성이 용이한 광섬유 케이블 온도측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다단형 에너지 저장 장치의 배터리 모듈 주변의 온도 측정을 통해 에너지 저장 장치의 열을 관리하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치는 다수의 전력기기 모듈이 구비되는 전력기기에 적용되는 광섬유 케이블 온도 측정 장치에 있어서, 각각의 상기 전력기기 모듈에 구비되는 광섬유 케이블 측정 유닛; 각각의 상기 광섬유 케이블 측정 유닛에 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 및 상기 광섬유 케이블의 일단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 광섬유 케이블 측정 유닛은 상기 광섬유 케이블이 삽입 설치되는 케이블 장착대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블 장착대는 사각틀 형태로 형성되는 장착대 바디와 상기 장착대 바디를 가로질러 배치되는 종단바를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블 장착대는 복수의 개구부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착대 바디는 병렬 배치되는 한쌍의 가로대와 병렬 배치되는 한쌍의 세로대로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 종단바는 상기 한쌍의 가로대의 중앙부에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착대 바디에는 상기 전력기기 모듈에 삽입시 진입을 제한할 수 있는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 종단바의 하면에는 상기 광섬유 케이블이 고정되는 케이블 고정홈이 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블 고정홈은 측단면이 원형의 일부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세로대에 상기 케이블 고정홈이 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 종단바에 형성되는 상기 케이블 고정홈은 상기 가로대를 기준으로 평행하게 형성되고, 상기 세로대에 형성되는 상기 케이블 고정홈은 상기 가로대를 기준으로 경사 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블 장착대는 틀 형태로 형성되는 상부 케이블 장착대 및 틀 형태로 형성되고 상기 상부 케이블 장착대에 대응하여 결합되는 하부 케이블 장착대로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 케이블 장착대는 상기 하부 케이블 장착대에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 상부 케이블 장착대 또는 하부 케이블 장착대에는 상기 광섬유 케이블이 설치될 수 있도록 위치 표식이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광섬유 케이블 측정 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 광섬유 케이블 온도 측정 장치에 의하면 전력기기 모듈마다 구비되는 광섬유 케이블 측정 유닛에 의해 전력기기의 온도를 용이하게 측정하고 열 관리를 할 수 있다.
또한, 광섬유 케이블 온도측정 장치는 광섬유 케이블 측정 유닛에 의해 전력기기 모듈마다 적용될 수 있어 다단으로 배치되는 전력기기 모듈별로 적용할 수 있다.
또한, 광섬유 케이블 온도측정 장치는 광섬유 케이블 측정 유닛에 광섬유 케이블이 장착되는 유닛 형태로 제공되므로 전력기기에 조립 및 설치가 용이하다.
또한, 광섬유 케이블 측정 유닛은 면(sheet, plane) 단위로 측정되어 배터리 모듈 사이에 발생하는 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.
광섬유 케이블 측정 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 광섬유 케이블 측정 유닛마다 구비되는 접속재(Connector)를 기준으로 온도 측정이 가능하므로 배터리 모듈 사이의 간격이 다르더라도 배터리 모듈 상부면의 동일한 지점을 측정할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전력기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치가 구비된 전력기기의 사시도이다.
도 3은 도 2에서 어느 하나의 전력기기 모듈에 광섬유 케이블 온도측정 장치가 설치된 상태의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도 측정 유닛의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 광섬유 케이블 측정 유닛의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치의 하면도이다.
도 7은 도 6에서 광섬유 케이블 온도 측정 유닛의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도 측정 유닛의 측면도이다.
도 9는 도 8에서 광섬유 케이블 온도 측정 유닛의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도 측정 유닛의 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도 측정 유닛의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 13은 도 2에서 배터리 모듈의 사시도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도 측정 유닛의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 16은 도 14에서 상부 패널 부재와 장착판이 제거된 상태의 상면도이다.
도 17는 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 광섬유 케이블 온도측정 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
<제1 실시예>
본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치는 다수의 전력기기 모듈(20)이 구비되는 전력기기(10); 상기 각 전력기기 모듈(20)에 구비되는 다수의 광섬유 케이블 측정 유닛(130); 상기 각 광섬유 케이블 측정 유닛(130)에 삽입 설치되는 광섬유 케이블(40); 상기 광섬유 케이블(40)의 일단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부(60);를 포함하여 구성된다.
전력기기(10)가 마련된다. 전력기기(10)는 다수의 전력기기 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 전력기기 모듈(20)이 다단으로 설치된다. 여기서, 전력기기의 예로서 에너지 저장 장치를 들 수 있다. 또한, 전력기기 모듈의 예로서 배터리 모듈을 들 수 있다.
도 2에 전력기기(10)가 도시되어 있다. 전력기기(10)는 전술한 바와 같이 랙 형태로 구성된다.
상기 랙(11)에는 각 전력기기 모듈(20)이 설치되고 지지될 수 있도록 받침 플레이트(12)가 다수개 구비된다.
또한, 랙(11)에는 광섬유 케이블 측정 유닛(130)을 설치할 수 있도록 지지 플레이트(13)가 마련된다. 지지 플레이트(13)는 각 전력기기 모듈(20)의 상부 또는 하부에 마련될 수 있다. 이에 따라, 광섬유 케이블 측정 유닛(130)은 전력기기 모듈(20)과 지지 플레이트(13) 사이에 삽입 설치될 수 있다.
도 3 및 도 4에 광섬유 케이블 측정 유닛(130)이 도시되어 있다. 또한, 도 5에는 케이블 장착대(131)가 도시되어 있다. 전력기기 모듈(20)과 인접한 전력기기 모듈(20) 사이의 온도를 측정하기 위하여 광섬유 케이블 측정 유닛(130)이 마련된다. 광섬유 케이블 측정 유닛(130)은 각 전력기기 모듈(20)의 일면(예를 들면 상부면)에 면접하도록 배치되거나 소정 간극을 갖도록 설치되어 각 전력기기 모듈(20)의 표면 온도 또는 전력기기 모듈(20)들 사이의 공간 온도를 측정하도록 한다.
광섬유 케이블 측정 유닛(130)은 케이블 장착대(131)와 광섬유 케이블(fiber optic cable)(40) 및 접속재(Connector)(50)로 구성될 수 있다.
케이블 장착대(131)가 마련된다. 케이블 장착대(131)는 틀 형태로 형성되는 장착대 바디(132)와 상기 장착대 바디를 가로질러 배치되는 종단바(135)를 포함한다.
장착대 바디(132)는 합성수지 또는 금속재료로 형성될 수 있다. 이때, 장착대 바디(132)는 내열성이 강하고 열전도율이 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 장착대 바디(132)가 전력기기 모듈(20)의 상면에 접촉한 상태에서 전력기기 모듈(20)의 방열을 돕게 된다.
장착대 바디(132)는 다각형(예를 들면 사각형)의 틀 형태로 형성된다. 즉, 장착대 바디(132)는 외곽부를 제외한 대부분이 개구부(133)로 형성된다. 개구부(133)에 의해 장착대 바디(132)가 전력기기 모듈(20)을 커버하는 면적은 감소하고 통기성이 우수하다.
장착대 바디(132)는 평판(plain plate)의 일부일 수 있다. 또는, 장착대 바디(132)는 바(bar)나 긴 평판를 벤딩하여 형성할 수 있다.
장착대 바디(132)에는 개구부(133)가 형성되어, 통기성이 우수하다. 상면에서 보았을 때, 장착대 바디(132) 면적의 대부분이 개구부(133)로 형성되므로 전력기기 모듈(20)은 장착대 바디(132)로부터 받는 열저항이 최소화된다.
장착대 바디(132)가 사각틀로 형성되는 경우에, 병렬 배치되는 한쌍의 가로대(132b)와 병렬 배치되는 한쌍의 세로대(132a)로 구성된다.
가로대(132b)는 전력기기 모듈(20)의 폭(width), 즉 가로방향 길이보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
세로대(132a)는 전력기기 모듈(20)의 깊이(depth), 즉 세로방향 길이보다 크게 형성될 수 있다.
장착대 바디(132)에는 전력기기 모듈(20)에 삽입시 진입을 제한할 수 있는 스토퍼(stopper)(134)가 마련된다. 스토퍼(134)는 하측 가로대(132b)의 양단부에 하방으로 돌출 형성될 수 있다.
장착대 바디(132)에는 종단바(135)가 구비된다. 종단바(135)는 상측 가로대(132b)로부터 하측 가로대(132b) 사이에 배치될 수 있다. 일례로, 종단바(135)는 상측 가로대(132b)의 중앙부와 하측 가로대(132b)의 중앙부 사이에 배치될 수 있다.
종단바(135)의 하면에는 케이블 고정홈(136)이 다수개 형성된다. 케이블 고정홈(136)은 종단바(135)의 하면에 폭 방향을 따라 형성된다.
케이블 고정홈(136)은 측단면이 원의 일부로 형성된다. 이때, 입구부는 광섬유 케이블(40)의 지름보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 광섬유 케이블(40)이 케이블 고정홈(136)에 억지끼움 방식으로 설치된 후 케이블 고정홈(136)으로부터 이탈되지 않도록 한다.
광섬유 케이블(40)이 마련된다. 광섬유 케이블(40)은 장착대 바디(132)와 종단바(135) 사이에 삽입 설치된다. 광섬유 케이블(40)은 장착대 바디(132)의 상부에 포설된다. 광섬유 케이블(40)은 장착대 바디(132)와 종단바(135) 사이에 말아지는 형태 또는 구부러지는 형태로 배치된다. 즉, 광섬유 케이블(40)은 하나의 케이블이 연속적으로 권회되면서 배치된다. 광섬유 케이블(40)은 구부러질 때 중첩적으로 배치될 수 있다.
이와 같이 케이블 장착대(131)에 배치되는 광섬유 케이블(40)을 통해 전력기기 모듈(20) 주변부의 온도를 측정할 수 있다. 선으로 된 광섬유 케이블(40)은 케이블 장착대(131)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, 전력기기 모듈(20) 상부의 한정된 면적 내에서 다수의 측정 지점을 확보하기 위해 광섬유 케이블(40)은 구부러진 형태로 배치된다.
광섬유 케이블(40)은 장착대 바디(132)의 세로대(132a)에 얹히고 종단바(135)의 케이블 고정홈(136)에 고정된다.
광섬유 케이블(40)을 장착대 바디(132)에 설치하는 방법의 일례를 살펴보면 다음과 같다. 광섬유 케이블(40)은 시계 방향 또는 반시계 방향 중에서 어느 한 방향으로 권회되면서 종단바(135)의 일방향을 향해 전진한다. 광섬유 케이블(40)은 스프링 형태로 복수회 권회되었다가 일측으로 쓰러진 형태로 배치될 수 있다. 광섬유 케이블(40)은 타원 형태로 권회될 수 있다.
광섬유 케이블(40)은 한쌍의 세로대(132a)에 얹힌다. 즉, 광섬유 케이블(40)이 권회되는 가로폭(지름)은 가로대(132b)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
광섬유 케이블(40)은 권회되면서 서로 중첩되는 부분이 생기도록 배치될 수 있다. 즉, 도 3 내지 5를 참조하면, 광섬유 케이블(40)이 케이블 고정홈(136)에 끼워지는 순서는 교차될 수 있다. 케이블 고정홈(136)을 하측 가로대(132b)에 가까운 것으로부터 제1 케이블 고정홈(136-1), 제2 케이블 고정홈(136-2),.. 제n 케이블 고정홈(136-n)으로 칭하면, 광섬유 케이블(40)이 고정되는 케이블 고정홈(136)의 순서는 제3 케이블 고정홈(136-3), 제1 케이블 고정홈(136-1), 제5 케이블 고정홈(136-5), 제2 케이블 고정홈(136-2), 제7 케이블 고정홈(136-7), 제4 케이블 고정홈(136), 제9 케이블 고정홈(136-9), 제6 케이블 고정홈(136-6), .. 과 같은 순서로 끼워질 수 있다. 이때, 광섬유 케이블(40)의 제2 회전부터는 종단바(135)의 상단 방향을 향하여 5단위홈 증가 및 3단위홈 감소의 연속이라는 규칙이 적용된다.
광섬유 케이블(40)은 하나의 케이블이 다수회 권회되면서 케이블 장착대(131)에 설치된다.
광섬유 케이블(40)의 전단 및 후단에는 접속재(50)가 연결된다. 이로써 도 4와 같은 하나의 광섬유 케이블 측정 유닛(130)이 완성된다.
광섬유 케이블(40)의 양단에는 접속재(50)가 구비된다. 각 패널 부재(31,35)에 접속재(50)가 구비되므로, 광섬유 케이블 측정 유닛(130)은 유닛 단위로 구분될 수 있다. 또한, 접속재(50)에서는 온도 측정(파장 측정)의 기준점으로 설정될 수 있다. 따라서, 각 광섬유 케이블 측정 유닛(130)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 광섬유 케이블 측정 유닛(130)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.
<제2 실시예>
도 6,7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치가 도시되어 있다. 도 6은 제2 실시예에 따른 광섬유 케이블 측정 유닛의 하면도이고, 도 7은 케이블 장착대의 사시도이다.
광섬유 케이블 온도측정 장치는 다수의 전력기기 모듈(20)이 구비되는 전력기기(10); 상기 각 전력기기 모듈(20)에 구비되는 다수의 광섬유 케이블 측정 유닛(230); 상기 각 광섬유 케이블 측정 유닛(230)에 삽입 설치되는 광섬유 케이블(40); 상기 광섬유 케이블(40)의 일단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부(60);를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서는 이전 실시예와 다른 부분에 대해서 설명하기로 한다.
광섬유 케이블 측정 유닛(230)은 케이블 장착대(231)와 광섬유 케이블(40)로 구성된다. 케이블 장착대(231)는 개구부(233)를 갖는 틀 형태로 형성된다. 일례로 도 6,7에는 사각틀 형태로 형성되는 케이블 장착대(231)가 도시되어 있다.
케이블 장착대(231)에는 개구부(233)가 다수개 형성된다. 예를 들어, 케이블 장착대(231)는 2개의 가로대(232a)와 3개의 세로대(232b,232c,232d)로 구성되어 개구부(233)가 2개 형성된다.
세로대(232b,232c,232d)는 양측 세로대(232b)와 중앙 세로대(232c)로 구분될 수 있다. 각 세로대(232b,232c,232d)의 하면에는 케이블 고정홈(236b,236c,236d)이 형성된다.
광섬유 케이블(40)은 각 케이블 고정홈(236b,236c,236d)에 끼워져 고정된다. 광섬유 케이블(40)은 일측 세로대(232b)의 케이블 고정홈(236b), 중앙 세로대(232c)의 케이블 고정홈(236), 타측 세로대(232d)의 케이블 고정홈(236d)을 거쳐 상단의 타측 세로대(232d)의 케이블 고정홈(236d), 중앙 세로대(232c)의 케이블 고정홈(236), 일측 세로대(232b)의 케이블 고정홈(236b)에 끼워지는 방식으로 권회될 수 있다.
여기서, 중앙 세로대(232c)의 케이블 고정홈(236)은 가로대를 기준으로 평행하게 형성되고, 양측 세로대(232b,232d)의 케이블 고정홈(236b,236d)은 가로대를 기준으로 경사 방향으로 형성된다.
이때, 양측 세로대(232b,232d)의 케이블 고정홈(236b,236d)은 쐐기 형태로 마주보는 한쌍이 연속해서 배치될 수 있다. 여기서, 일측 세로대(232b)의 케이블 고정홈(236b)과 타측 세로대(232d)의 케이블 고정홈(236d)은 서로 다른 높이에 배치될 수 있다.
이 실시예에서 각 세로대에 모두 케이블 고정홈이 형성되어 광섬유 케이블(40)이 안정되게 고정 지지된다.
<제3 실시예>
도 8 및 도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치가 도시되어 있다.
광섬유 케이블 온도측정 장치는 다수의 전력기기 모듈(20)이 구비되는 전력기기(10); 상기 각 전력기기 모듈(20)에 구비되는 다수의 광섬유 케이블 측정 유닛(330); 상기 각 광섬유 케이블 측정 유닛(330)에 삽입 설치되는 광섬유 케이블(40); 상기 광섬유 케이블(40)의 일단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부(60);를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서는 이전 실시예와 다른 부분에 대해서 설명하기로 한다.
광섬유 케이블 측정 유닛(330)은 케이블 장착대(331,341)와 광섬유 케이블(40)로 구성된다. 케이블 장착대(331,341)는 상부 케이블 장착대(331)와 하부 케이블 장착대(341)로 구성되어 서로 개폐 가능하게 결합된다. 일례로, 상부 케이블 장착대(331)와 하부 케이블 장착대(341)는 경첩과 같은 회전연결 부재(350)에 의해 일단을 기준으로 회전 가능하게 결합된다.
상부 케이블 장착대(331)와 하부 케이블 장착대(341)는 각각 개구부(333,343)를 갖는 틀 형태로 형성된다. 상부 케이블 장착대(331)는 전술한 제2 실시예의 형태를 따를 수 있다. 하부 케이블 장착대(341)는 상부 케이블 장착대(331)에 대응하는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 가로대(342a) 및 복수의 세로대(342b,342c,342d)를 갖는 사각틀 형태로 형성될 수 있다.
하부 케이블 장착대(341)에는 상부 케이블 장착대(331)와 하부 케이블 장착대(341)의 케이블 장착홈에 대응하는 케이블 장착홈(346)이 형성된다.
광섬유 케이블(40)은 상부 케이블 장착대(331)의 케이블 장착홈과 하부 케이블 장착대(341)의 케이블 장착홈 사이에 삽입 설치된다.
<제4 실시예>
도 10에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 온도측정 장치가 도시되어 있다.
광섬유 케이블 온도측정 장치는 다수의 전력기기 모듈(20)이 구비되는 전력기기(10); 상기 각 전력기기 모듈(20)에 구비되는 다수의 광섬유 케이블 측정 유닛(430); 상기 각 광섬유 케이블 측정 유닛(430)에 삽입 설치되는 광섬유 케이블(40); 상기 광섬유 케이블(40)의 일단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부(60);를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서는 이전 실시예와 다른 부분에 대해서 설명하기로 한다.
광섬유 케이블 측정 유닛(430)은 케이블 장착대(431,441)와 광섬유 케이블(미도시)로 구성된다. 케이블 장착대(431,441)는 상부 케이블 장착대(431)와 하부 케이블 장착대(441)로 구성되어 서로 대응하는 크기로 형성된다. 일례로, 상부 케이블 장착대(431)와 하부 케이블 장착대(441)는 서로 같은 폭과 길이를 갖는 크기로 형성된다.
상부 케이블 장착대(431)와 하부 케이블 장착대(441)는 각각 개구부(433,443)를 갖는 틀 형태로 형성된다. 하부 케이블 장착대(441)는 전술한 제1 실시예의 형태를 따를 수 있다. 즉, 복수의 가로대(442a) 및 복수의 세로대(442b)를 갖는 사각틀 형태로 형성될 수 있다.상부 케이블 장착대(431)는 하부 케이블 장착대(441)에 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
하부 케이블 장착대(441)의 하단측 세로대(442b)에는 스토퍼(444)가 마련된다.
하부 케이블 장착대(441) 또는 상부 케이블 장착대(431)에는 광섬유 케이블(40)을 장착할 수 있는 위치 표식(445)이 형성된다.
광섬유 케이블(40)은 상기 위치 표식(445)이 표시된 위치에 고정 설치된다. 예를 들어, 상기 위치 표식(445)이 있는 위치에는 점착 물질(양면 테이프나 스티커 등)이 도포 또는 부착될 수 있다.
별도로 도시하지는 않았지만, 상기 위치 표식(445)에는 전술한 실시예와 같이 홈 형태로 형성될 수 있다.
<제5 실시예>
도 11에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 측정 유닛(30)이 도시되어 있다. 배터리 모듈(20)과 인접한 배터리 모듈(20) 사이의 온도를 측정하기 위하여 광섬유 케이블 측정 유닛(30)이 마련된다. 광섬유 케이블 측정 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.
광섬유 케이블 측정 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.
따라서, 배터리 모듈(20) 상부의 한정된 면적 내에서 다수의 측정 지점을 확보하기 위해 광섬유 케이블(40)은 구부러진 형태로 배치된다.
도 12에 광섬유 케이블 측정 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, 광섬유 케이블 측정 유닛(30)은 유닛 단위로 구분될 수 있다. 또한, 접속재(50)에서는 온도 측정(파장 측정)의 기준점으로 설정될 수 있다. 따라서, 각 광섬유 케이블 측정 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 광섬유 케이블 측정 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 13에는 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.
<제6 실시예>
도 14 및 도 15에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 케이블 측정 유닛(30A)이 도시되어 있다.
여기서 별도로 설명하는 사항을 제외하고는 이전 실시예의 광섬유 케이블 측정 유닛(30)에 적용되는 사항은 이 실시예의 광섬유 케이블 측정 유닛(30A)에도 적용된다.
광섬유 케이블 측정 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 16에는 도 14의 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 광섬유 케이블 측정 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.
<제7 실시예>
도 17에는 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, 전력기기 모듈마다 구비되는 광섬유 케이블 측정 유닛에 의해 전력기기의 온도를 용이하게 측정하고 열 관리를 할 수 있다.
또한, 광섬유 케이블 온도측정 장치는 광섬유 케이블 측정 유닛에 의해 전력기기 모듈마다 적용될 수 있어 다단으로 배치되는 전력기기 모듈별로 적용할 수 있다.
또한, 광섬유 케이블을 광섬유 케이블 온도 측정 유닛 상에 구부린 형태로 배치시키므로 선 온도 분포(linear temperature distribution)를 면 온도 분포(planar temperature distribution)로 전환하여 얻을 수 있다.
또한, 접속재를 기준으로 하는 일정한 거리 측정에 따른 온도 측정이 가능하다.
또한, 광섬유 케이블 온도측정 장치는 광섬유 케이블 측정 유닛에 광섬유 케이블이 장착되는 유닛 형태로 제공되므로 전력기기에 조립 및 설치가 용이하다.
또한, 광섬유 케이블 측정 유닛은 면(sheet, plane) 단위로 측정되어 배터리 모듈 사이에 발생하는 온도를 효과적으로 관리할 수 있다.
광섬유 케이블 측정 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 광섬유 케이블 측정 유닛마다 구비되는 접속재(Connector)를 기준으로 온도 측정이 가능하므로 배터리 모듈 사이의 간격이 다르더라도 배터리 모듈 상부면의 동일한 지점을 측정할 수 있다.
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.

Claims (24)

  1. 다수의 전력기기 모듈이 구비되는 전력기기에 적용되는 광섬유 케이블 온도 측정 장치에 있어서,
    각각의 상기 전력기기 모듈에 구비되는 광섬유 케이블 측정 유닛;
    각각의 상기 광섬유 케이블 측정 유닛에 삽입 설치되는 광섬유 케이블; 및
    상기 광섬유 케이블의 일단에 연결되어 온도를 측정하는 제어부;를 포함하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 케이블 측정 유닛은 상기 광섬유 케이블이 삽입 설치되는 케이블 장착대를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 케이블 장착대는 사각틀 형태로 형성되는 장착대 바디와 상기 장착대 바디를 가로질러 배치되는 종단바를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 케이블 장착대는 복수의 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 장착대 바디는 병렬 배치되는 한쌍의 가로대와 병렬 배치되는 한쌍의 세로대로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 종단바는 상기 한쌍의 가로대의 중앙부에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 장착대 바디에는 상기 전력기기 모듈에 삽입시 진입을 제한할 수 있는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 종단바의 하면에는 상기 광섬유 케이블이 고정되는 케이블 고정홈이 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 케이블 고정홈은 측단면이 원형의 일부로 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 세로대에 상기 케이블 고정홈이 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 종단바에 형성되는 상기 케이블 고정홈은 상기 가로대를 기준으로 평행하게 형성되고, 상기 세로대에 형성되는 상기 케이블 고정홈은 상기 가로대를 기준으로 경사 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  12. 제3항에 있어서, 상기 케이블 장착대는 틀 형태로 형성되는 상부 케이블 장착대 및 틀 형태로 형성되고 상기 상부 케이블 장착대에 대응하여 결합되는 하부 케이블 장착대로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 상부 케이블 장착대는 상기 하부 케이블 장착대에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 상부 케이블 장착대 또는 하부 케이블 장착대에는 상기 광섬유 케이블이 설치될 수 있도록 위치 표식이 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블 온도측정 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 케이블 측정 유닛은 패널 부재를 포함하고, 상기 패널 부재에 상기 광섬유 케이블이 부착 또는 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  16. 제15항에 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.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광섬유 케이블의 양단에 각각 결합되어 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재의 외부에 노출되는 접속재를 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재는 각각 박판 또는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  19. 제18항에 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.
  20. 제19항에 있어서, 상기 곡선부의 곡률 반경은 상기 광섬유 케이블의 지름의 20배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  21. 제17항에 있어서, 상기 제어부와 접속재 사이 또는 인접한 상기 배터리 모듈 간의 상기 접속재를 연결하기 위한 연결 케이블을 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  22. 제16항에 있어서, 상기 상부 패널 부재와 하부 패널 부재에는 장착판 설치부가 홈으로 형성되고, 상기 장착판 설치부에 삽입되는 장착판을 더 포함하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 장착판에는 원주면을 따라 상기 광섬유 케이블이 말아지는 형태로 설치되도록 배선홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 패널형 다단 온도 측정 장치.
  24. 제17항에 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.
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