[공모전참여] 2023년 "도전.안전사회" 아이디어 공모전 - 전기차 충전 시 화재 감지와 수조형 화재 진압 장치 및 제어 시스템

 

 

안녕하세요.

  2달 전에 참여했던 공모전이 있어 공유드립니다.
수상한 것은 아니고, 4~5월 달에 발표가 있다고 했는데, 날짜도 지났고 미뤄진다는 공지도 없었습니다.
  그래서 만든 자료를 없애기는 아쉽기도 해서, 다른 분들에게 도움이 될지는 모르겠으나 다른 것에 개발할 때 조금이나마 도움이 되었으면 하는 마음에서 공유드립니다. 

  나중에 조금이라도 도움이 되었다면 댓글로 인사 정도만 남겨주셔도 감사할 것 같습니다. ^^

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1. 공모전 내용

 - 도전.안전사회 라는 주제로 10가지 분야에서 아이디어 공모전으로 진행되었습니다.
 - 10개 중 소방청이 주관이 된 "화재 위험물 사고 대응"에 지원했습니다. 최근 전기차 화재사고가 발생하고 목숨을 잃는 기사를 보고 이렇게 해결하면 어떻까 해서 작성해 보았습니다. 설비비용은 조금 들어가겠지만, 지하나 기타 장소에서 화재가 나서 인명피해나 다른 화재로 번지지 않게 된다면 그만큼의 가치는 있다고 생각되었습니다.

2. 아이디어 제목

 - 전기차 충전 시 화재 감지와 수조형 화재 진압 장치 및 제어 시스템

3. 해당 분야의 안전 관련 문제점(과제)

 3.1 전기차 화재 증가 및 소화 어려움

  - 전기차 화재 건수는 소방청에 따르면 전기차 화재는 2020년 11건, 2021년 24건, 2022년 44건으로 증가세

  - 전기차 화재 완전 진화에는 통상 8시간 정도 소요되며 일반 소화기로는 불을 끌 수 없음

 

 3.2 지하 화재 시 진화 어려움과 이동형 진화 장비 설치 어려움

  - 유독가스 발생으로 주변에서 인명 피해 발생 가능

  - 전기 자동차 화재 시 1차 화재 후 사람을 통해 설치하는 이동식 수조 혹은 덮개 설치 시 2차 폭발로 인한 위험성 존재

  - 지하 주차장의 전기차 충전기 안전 법제도 미비

전기차 충전 중 화재 기사

4. 해결방안

 4.1 전기차 충전 시설에 자동 소화 장치 설치

  4.1.1. 소화장치 외부 기구 설명

충전하러 진입하는 전기 자동차

 

   1) 물 분사기 : 상단에서 물을 분사하여 연기와 외부로 불이 번지는 것을 최소화, 및 소화 기능

 

   2) 연기 흡입기 : 전기차 화재의 연기는 유독물질이며, 지하의 경우 사방으로 퍼져 인명사고 가능성이 있으므로, 흡입기를 통해 연기를 흡입하여 필터로 공기 배출

 

   3) 연기 감지 센서, 불꽃 감지 센서, CCTV(임베디드) : 전기차 화재를 감지하는 센서로 오탐지를 방지하는 방안으로 하단의 온도센서와 연동하여 알고리즘적으로 동작하며, CCTV는 소방청 서버와 연동 가능 여부에 따라 현장 영상을 송출하거나 화재 알림을 알려주는 임베디드 장치를 포함함

 

   4) 전기차 충전기 : 상용화된 일반 전기차 충전기

 

   5) 차량 소화 박스(수조형) : 높이는 예시 그림과 달리 전기 차량의 배터리가 잠길 정도 높이의 박스이며, 평상시에는 리프트로 상판이 올라와 있는 상태

 

   6) 비접촉식 온도센서 : 차량 하부에 배터리 온도 상승을 확인하는 온도센서

 

   7) 박스 경사대 : 높이는 예시 그림과 달리 “차량 소화 박스”에 올라갈 정도의 높이의 경사대

 

전기 자동차 충전 중

 

 

 4.1.2. 소화장치 내부 기구 설명

차량 소화 박스 내부

 

   1) 비접촉식 온도센서 : 차량 하부에 배터리 온도 상승을 확인하는 온도센서

 

   2) 차량 소화 박스(수조형) : 내부에 3/5 정도의 물이 이미 들어 있으며, 화재 감지 알고리즘에 의해 전기차 화재가 감지되면 리프트가 자동으로 아래로 내려가면서 배터리 부분을 잠기게 합니다. 추가로 외부 물 주입을 통해 나머지 부분의 물을 채움

 

   3) 리프트 : 차량이 있는 바닥을 위아래로 움직이게 하는 기계

화재 발생 시 소화 박스 안으로 들어가는 경우

 4.2 전기 자동차 화재 감지 알고리즘

  - 차량 바닥에서 시작하는 배터리 화재와 차량에서 발생하는 일반 화재 2가지 상황을 가정하여 동시에 감지 알고리즘이 작동

 

  4.2.1. 자동차 바닥에서 시작하는 화재 감지 흐름도

   - 오탐지로 인한 오동작을 줄이기 위해 감지 센서 순서로 확인 후 최종 화재 감지로 인식하고 소화 동작 및 알람 전송

자동차 바닥에서 시작하는 화재 감지 흐름도

 

  4.2.2. 자동차 일반 화재 감지 흐름도

   - 배터리 화재가 아닌 경우, 배터리 부분을 잠기게 할 필요가 없으므로 기본 소화 동작으로 화재를 진압하며, 배터리까지 화재가 이어질 경우 리프트 동작까지 하여 완전 소화 동작 실행

자동차 일반 화재 감지 흐름도

5 기대효과

 5.1 충전시설 화재 진압에 대한 어려움 해소

  - 전기차 충전 중 화재 발생 시 일반 소화기는 무용 지물이기 때문에 자동으로 배터리 부분까지 물에 잠기게 만들어 소화를 빠르게 진행

  - 최종 화재 감지 시 소방청 서버에 현재 상황을 알람과 영상전송을 통해서 빠른 대처할 수 있도록 함

 

 5.2 지하에서 전기차 충전 중 화재 진압에 대한 어려움 해소

  - 소화 설비 위에서 화재가 발생하기 때문에 별도의 도구 필요 없이 바로 화재 진압 가능

  - 연기로 인한 사고현장 진입의 어려움을 해소하고 연기로 인한 질식사 혹은 유독가스로 인한 인명 피해를 최소화

 

 5.3 자동 화재 진압 시스템으로 빠른 화재 선제 대응

  - 소방대원이 신고받고 출동하는 시간과 주차된 차량으로 인해 소방차가 진입하기 어려운 경우 화재 차량이 전소가 되거나 주변 화재로 번질 수가 있지만, 자동 화재 진압을 통해 빠른 대응이 가능하며, 추가 기구물 설치가 필요하지 않기 때문에 추가 화재 진압이 수월

 

 5.4 지상과 지하 충전시설 대한 법규 미비에 있어 하나의 대응 방법으로 제시

  - 현재 전기차 화재 대책 법규가 미비하므로, 전기 자동차 충전시설에 자동 소화 시스템 중 하나의 방법으로 제시 가능

 

 

감사합니다.

 

 

<참고 사이트>

https://me2.do/5D3YEqDK