WO2021040261A1 - 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 - Google Patents

배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 Download PDF

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정관수
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery rack and a power storage device including the same.
  • Secondary batteries with high ease of application and high energy density according to product group are not only portable devices, but also electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) driven by an electric drive source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and energy efficiency improvement in that they do not generate any by-products from the use of energy as well as the primary advantage of being able to drastically reduce the use of fossil fuels.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid vehicles
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series.
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
  • a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using at least one battery module. It is common to construct a battery pack or battery rack.
  • the battery rack including at least one battery module may constitute a power storage device including at least one such battery rack according to various voltage and capacity requirements.
  • a conventional battery rack is generally provided in a space such as a rack container, and includes a plurality of battery modules and a rack case accommodating the plurality of battery modules.
  • a cooling fan for cooling is provided in front of the plurality of battery modules, and an air discharge part for discharging air inside the module is provided in the rear.
  • the air discharge unit of the battery modules is discharged, and it is not easy for a worker to recognize it during installation, and thus, there is a problem that it is relatively weak to secure space at the rear when the battery rack is installed. Rather, when the battery rack is installed, there is a problem that frequently occurs in cases in which the rear of the battery rack is in close contact with a structure such as a wall to secure space in the entire rack container.
  • an object of the present invention is to provide a battery rack capable of securing an air flow path for cooling when the battery rack is installed, and a power storage device including the same.
  • Another object of the present invention is to provide a battery rack capable of preventing deterioration in cooling performance and a power storage device including the same.
  • the present invention provides a battery rack, comprising: a plurality of battery modules including at least one battery cell; A rack case accommodating the plurality of battery modules; And a separation bracket mounted on the rear of the rack case and securing a predetermined separation space from the rear of the rack case.
  • the separation bracket may be rotatably mounted to the rear of the rack case.
  • the separation bracket may be installed at the bottom of the rear side of the rack case.
  • the spacing bracket is between a first position arranged parallel to the rear surface of the rack case in a vertical direction of the rack case and a second position arranged to protrude from the rear surface of the rack case in a horizontal direction of the rack case. Can be revolved in.
  • the spacing bracket may be disposed at the first position when the battery rack is transported, and may be disposed at the second position when the battery rack is installed.
  • the predetermined spacing space may be formed at the rear of the rack case.
  • the separation bracket may be elastically rotated from the first position toward the second position.
  • the plurality of battery modules may include the at least one battery cell; A module case accommodating the at least one battery cell; A cooling fan installed on the front surface of the module case and guiding air into the module case; And an air discharge unit provided on the rear surface of the module case to discharge the air sucked through the cooling fan.
  • the air discharge unit may discharge air inside the module case toward the predetermined spaced space.
  • the present invention provides a power storage device comprising: at least one battery rack according to the above-described embodiments as a power storage device.
  • a battery rack capable of securing an air flow path for cooling and a power storage device including the same may be provided.
  • a battery rack capable of preventing deterioration in cooling performance and a power storage device including the same may be provided.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the battery rack of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view for explaining a main part of the battery rack of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view for explaining a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 and 6 are views for explaining the appearance of the battery rack of FIG. 1 when being transported.
  • FIG. 7 is a view for explaining a state when the battery rack of FIG. 1 is installed.
  • FIG. 8 and 9 are views for explaining the cooling state of the battery rack of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a power storage device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery rack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the battery rack of FIG. 1
  • FIG. 3 is a view for explaining a main part of the battery rack of FIG. 2.
  • the battery rack 10 may include a battery module 100, a rack case 200, and a separation bracket 300.
  • the battery module 100 may be provided in plurality.
  • the plurality of battery modules 100 may be accommodated in a rack case 200 to be described later.
  • the plurality of battery modules 100 may be stacked in the rack case 200 along the vertical direction of the rack case 200 to be described later.
  • Each of the plurality of battery modules 100 may include a battery cell 110, a module case 130, a cooling fan 150, and an air discharge unit 170.
  • the battery cells 110 may be provided in a plurality of at least one or more. Hereinafter, in the present embodiment, a description will be made limited to that the battery cells 110 are provided in plural.
  • the plurality of battery cells 110 are secondary batteries, and may be provided with at least one of a pouch-type secondary battery, a prismatic secondary battery, and a cylindrical secondary battery.
  • the plurality of battery cells 110 will be described as being limited to pouch-type secondary batteries.
  • the module case 130 may accommodate the plurality of battery cells 110 therein. Accordingly, an accommodation space for accommodating the plurality of battery cells 110 may be provided in the module case 130.
  • the cooling fan 150 may be installed in front of the module case 130, in front of the module case 130.
  • the cooling fan 150 may guide air into the module case 130 for cooling the plurality of battery cells 110.
  • the air discharge unit 170 may be provided at the rear of the module case 130 and at the rear of the module case 130.
  • the air discharge unit 170 may discharge air sucked into the module case 130 through the cooling fan 150 out of the module case 130.
  • the air discharge unit 170 may discharge air inside the module case 130 toward a predetermined space d to be described later.
  • the rack case 200 may accommodate the plurality of battery modules 100. Specifically, the rack case 200 may accommodate the plurality of battery modules 100 to be stacked along the vertical direction of the rack case 200. When the plurality of battery modules 100 are mounted on the rack case 200, the cooling fan 150 of the battery modules 100 is disposed in front of the rack case 200, and the rack case ( The air discharge unit 170 of the battery modules 100 may be disposed behind the 200 ).
  • the separation bracket 300 is mounted at the rear of the rack case 200, and when the battery rack 10 is installed, a predetermined separation space d can be secured from the rear of the rack case 200. I can guide it.
  • the separation space (d) is preferably at least 60 mm to secure an air flow path, and the separation bracket 300 may be formed to secure at least the length of the separation space (d) described above.
  • the separation bracket 300 may be rotatably mounted to the rear of the rack case 200. Specifically, the separation bracket 300 may be installed at a lower rear side of the rack case 200 and may be rotatably mounted at a lower rear side of the rack case 200.
  • the separation bracket 300 is, the rack case 200 in the vertical direction of the rack case 200, that is, in the vertical direction of the rack case 200 It may be rotated between a first position disposed parallel to the rear of the rack case 200 and a second position disposed to protrude from the rear surface of the rack case 200 to a predetermined length in the horizontal direction of the rack case 200.
  • the separation bracket 300 may be elastically rotated from the first position toward the second position.
  • the separation bracket 300 in the second position, is disposed to be inclined downward at a predetermined angle so that the end thereof may contact a structure such as the ground (G) or the wall (W).
  • the separation bracket 300 may be disposed at the first position when the battery rack 10 is transported, and may be disposed at the second position when the battery rack 10 is installed. When the spacing bracket 300 is disposed at the second position, the predetermined spacing space d may be formed at the rear of the rack case 200.
  • the separation bracket 300 may include a bracket plate 310 and a bracket hinge 330.
  • the bracket plate 310 has a substantially rectangular shape and may be formed to have a predetermined length along the width direction of the rack case 200.
  • the bracket plate 310 may be connected to the rack case 200 so as to be rotatable between the first position and the second position.
  • the bracket plate 310 may be made of a metal material.
  • a magnetic member in magnetic contact with the bracket plate 310 May be provided.
  • the bracket hinge 330 is coupled to the bracket plate 310 and the rack case 200, and may be mounted on a lower rear surface of the rack case 200. Through the bracket hinge 330, an operator or the like can manipulate the bracket plate 310 to be rotatable. Meanwhile, the bracket hinge 330 may be provided with an elastic member that provides an elastic force so that the bracket plate 310 can be rotated elastically.
  • FIG. 4 is a view for explaining a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery rack 20 according to the present embodiment is similar to the battery rack 10 of the previous embodiment, redundant descriptions are omitted for the same or similar configurations as the previous embodiment, and hereinafter, The explanation is focused on the differences.
  • the battery rack 20 may include a battery module 100, a rack case 200, a separation bracket 300, and a bracket control unit 400.
  • the bracket control unit 400 is provided in the rack case 200 and may be electrically connected to the separation bracket 300.
  • the bracket control unit 400 may control a rotational operation of the separation bracket 300. For example, when the rack case 200 of the battery rack 20 is separated from the ground (G, see FIG. 1), the bracket control unit 400 may move the separation bracket 300 to the first position. When the rack case 200 of the battery rack 20 is in contact with the ground G, the separation bracket 300 may be rotated to be disposed at the second position.
  • the bracket control unit 400 includes a drive motor for driving the spaced bracket 300, a detection sensor for detecting contact with the rack case 200 to the ground G, and these drive motors. And a control board for controlling the sensor and the like may be provided.
  • the battery rack 20 through the bracket control unit 400, can perform the rotational operation of the separation bracket 300 through an electrical automatic operation rather than a separate user manual operation. I can.
  • FIG. 5 and 6 are views for explaining a state when the battery rack of FIG. 1 is transported
  • FIG. 7 is a view for explaining an appearance when the battery rack of FIG. 1 is installed.
  • the rack case 200 may be spaced apart from the ground G by a predetermined distance.
  • the separation bracket 300 may be disposed at the first position and disposed on the rear surface of the rack case 200.
  • the separation bracket 300 since the battery rack 10 is transported in a state in which the separation bracket 300 is mounted together on the rack case 200, the same as in the prior art when fixing for the installation of the rack case 200 In the future, the convenience of work can be significantly improved compared to the case of fixing through a separate anchor member or the like.
  • the separation bracket 300 in the first position, since the separation bracket 300 is disposed in close contact with the rear surface of the rack case 200 in a direction parallel to the vertical direction of the rack case 200, the separation bracket ( 300) can minimize the increase in the size of the battery rack 10, thereby reducing the packaging volume of the battery rack 10, minimizing an increase in costs such as transportation charges, and the like, as well as the battery rack ( It can also increase work efficiency such as packaging work for the transport of 10).
  • the operator or the like rotates the separation bracket 300 to the second position, and the battery rack
  • the battery rack 10 may be spaced apart a predetermined distance from a structure such as a wall (W) of a space in which (10) is installed.
  • the arrangement of the spacing bracket 300 toward the second position is through the bracket control unit 400, as in the battery rack 20 (refer to FIG. 4) of the previous embodiment, the rack case 200 It may also be possible to be performed automatically upon contact of the ground (G).
  • the predetermined separation space d may be formed at the rear of the battery rack 10.
  • the separation space d can be more easily secured, and when the battery rack 10 is installed, the battery rack 10 ) It is possible to secure an air flow path for cooling more easily and conveniently.
  • the installation work may be performed in a state in which the anchor member is lost or the installation of the anchor member is excluded due to an error of the operator, etc.
  • the battery There may be a greater concern about occurrence of a situation in which the rear surface of the rack 10 may be brought into close contact with a structure such as the wall (W). In general, this is because a worker or the like judges that it is more structurally stable to close the rear surface of the battery rack 10 to a structure such as the wall (W).
  • the separation bracket 300 when the battery racks 10 and 20 are installed, rotation according to manual manipulation by the operator, or the ground (G) of the rack case 200
  • the separation bracket 300 can be more conveniently placed in the second position by the rotation automatically performed during placement, so that when the battery racks 10 and 20 are installed, from the rear of the battery racks 10 and 20
  • the predetermined separation space (d) can be easily and simply secured more forcibly.
  • FIG. 8 and 9 are views for explaining the cooling state of the battery rack of FIG. 1.
  • the battery is cooled through the cooling fan 150 provided in front of the battery modules 100. Air may be introduced into the modules 100.
  • Air introduced into the battery modules 100 may cool the inside of the battery modules 100, and thereafter, the air discharge unit 170 provided at the rear of the battery modules 100 It can escape out of the battery modules 100.
  • the separation space d is formed at the rear of the battery rack 10 through the separation bracket 300 to secure the air flow path.
  • the battery rack 20 (refer to FIG. 4) of the previous embodiment also has an air flow path.
  • the air may escape more smoothly and effectively than the outside of the battery modules 100 from the air discharge unit 170.
  • the battery racks 10 and 20 according to the present embodiment can secure an air flow path for securing cooling performance when the battery racks 10 and 20 are installed. It is possible to prevent deterioration in cooling performance and increase the cooling performance efficiency of the battery racks 10 and 20.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a power storage device according to an embodiment of the present invention.
  • the power storage device 1 may be used as an energy source and for home or industrial use.
  • the power storage device 1 includes at least one of the preceding embodiments, and in this embodiment, a rack container 50 accommodating a plurality of battery racks 10 and 20 and the plurality of battery racks 10 and 20. Can include.
  • the power storage device 1 since the power storage device 1 according to the present embodiment includes the battery racks 10 and 20 of the previous embodiment, the power storage device includes all the advantages of the battery racks 10 and 20 of the previous embodiment. (1) can be provided.
  • the battery racks 10 and 20 when the battery racks 10 and 20 are installed, the battery racks 10 and 20 capable of securing an air flow path for cooling and a power storage device 1 including the same are provided. I can.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈, 복수 개의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스 및 랙 케이스의 후방에 장착되며, 랙 케이스의 후방에서 소정의 이격 공간 확보를 위한 이격 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치
본 발명은 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 08월 30일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2019-0107341호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩이나 배터리 랙을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙은 다양한 전압과 용량 요구 조건 등에 따라, 이러한 배터리 랙을 적어도 하나 이상 구비하는 전력 저장 장치를 구성하기도 한다.
종래 배터리 랙은, 일반적으로, 랙 컨테이너 등의 공간 내에 구비되며, 복수 개의 배터리 모듈 및 이러한 복수 개의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스를 포함하여 구성된다. 복수 개의 배터리 모듈들의 전방에는 냉각을 위한 냉각팬이 마련되며, 후방에는 모듈 내부의 공기를 내보내기 위한 공기 배출부가 마련된다.
이러한 종래 배터리 랙의 경우, 랙 컨테이너 등의 공간 내의 설치 시, 배터리 모듈의 냉각을 위한 공기 유로 확보가 필수적으로 요구된다. 냉각팬의 경우, 배터리 모듈들의 전방에 설치되어 랙 케이스 전방에 노출되므로, 설치 시 작업자 등이 이를 시각적으로 쉽게 인지하여 랙 케이스 전방에는 소정의 공간을 확보시켜 배터리 랙을 설치하게 된다.
그러나, 배터리 랙의 후방의 경우, 배터리 모듈들의 공기 배출부가 배출되는데, 설치 시 작업자 등이 이를 인지하기가 쉽지 않아, 배터리 랙의 설치 시 후방에서의 공간 확보가 상대적으로 취약한 문제가 있다. 오히려, 배터리 랙의 설치 시, 전체 랙 컨테이너 내에서의 공간 확보를 위해, 배터리 랙의 후방을 벽 등의 구조물에 밀착시켜 설치하는 케이스가 빈번히 일어나는 문제가 있다.
배터리 랙의 설치 시, 배터리 랙의 후방 측에서 소정의 공간 확보가 되지 않을 경우, 배터리 모듈 후방의 공기 배출부를 통한 공기 배출이 원활히 수행되지 않아, 배터리 랙의 냉각 성능이 현저히 저하되는 문제가 있다.
그러므로, 추후 배터리 랙의 냉각 성능 저하가 발생하지 않도록 배터리 랙의 설치 시 공기 유로를 확보시킬 수 있는 방안이 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 랙의 설치 시 냉각을 위한 공기 유로를 확보시킬 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은, 냉각 성능 저하를 방지할 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 랙으로서, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈; 상기 복수 개의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스; 및 상기 랙 케이스의 후방에 장착되며, 상기 랙 케이스의 후방에서 소정의 이격 공간 확보를 위한 이격 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙을 제공한다.
상기 이격 브라켓은, 상기 랙 케이스의 후방에 회동 가능하게 장착될 수 있다.
상기 이격 브라켓은, 상기 랙 케이스의 후면 하단에 설치될 수 있다.
상기 이격 브라켓은, 상기 랙 케이스의 수직 방향에서 상기 랙 케이스의 후면과 나란하게 배치되는 제1 위치 및 상기 랙 케이스의 수평 방향에서 상기 랙 케이스의 후면으로부터 소정 길이로 돌출되게 배치되는 제2 위치 사이에서 회동될 수 있다.
상기 이격 브라켓은, 상기 배터리 랙의 운반 시 상기 제1 위치에 배치되며, 상기 배터리 랙의 설치 시 상기 제2 위치에 배치될 수 있다.
상기 이격 브라켓의 상기 제2 위치 배치 시, 상기 랙 케이스의 후방에 상기 소정의 이격 공간이 형성될 수 있다.
상기 이격 브라켓은, 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치 측으로 탄성적으로 회동될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 모듈은, 상기 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 전면에 설치되며, 상기 모듈 케이스 내로 공기를 안내하는 냉각팬; 및 상기 냉각팬을 통해 흡입된 공기를 내보내기 위해 상기 모듈 케이스에 후면에 마련되는 공기 배출부;를 포함할 수 있다.
상기 공기 배출부는, 상기 소정의 이격 공간 측으로 상기 모듈 케이스 내부의 공기를 내보낼 수 있다.
그리고, 본 발명은, 전력 저장 장치로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 랙의 설치 시 냉각을 위한 공기 유로를 확보시킬 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.
그리고, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 냉각 성능 저하를 방지할 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 랙의 측면도이다.
도 3은 도 2의 배터리 랙의 주요부의 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 배터리 랙의 운반 시 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 배터리 랙의 설치 시 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 배터리 랙의 냉각 시 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 랙의 측면도이며, 도 3은 도 2의 배터리 랙의 주요부의 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 랙(10)은, 배터리 모듈(100), 랙 케이스(200) 및 이격 브라켓(300)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈(100)은, 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)은, 후술하는 랙 케이스(200)에 수용될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)는, 후술하는 랙 케이스(200)의 상하 방향을 따라 상기 랙 케이스(200) 내에 적층될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 모듈(100)은, 각각, 배터리 셀(110), 모듈 케이스(130), 냉각팬(150) 및 공기 배출부(170)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(110)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(110)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 배터리 셀(110)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 및 원통형 이차 전지 중 적어도 하나로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 복수 개의 배터리 셀(110)이 파우치형 이차 전지인 것으로 한정하여 설명한다.
상기 모듈 케이스(130)는, 상기 복수 개의 배터리 셀(110)을 내부에 수용할 수 있다. 이에 따라, 상기 모듈 케이스(130)에는 상기 복수 개의 배터리 셀(110)을 수용하기 위한 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 냉각팬(150)은, 상기 모듈 케이스(130)의 전방에서, 상기 모듈 케이스(130)의 전면에 설치될 수 있다. 이러한 상기 냉각팬(150)은, 상기 복수 개의 배터리 셀(110)의 냉각을 위해 상기 모듈 케이스(130) 내부로 공기를 안내할 수 있다.
상기 공기 배출부(170)는, 상기 모듈 케이스(130)의 후방에서, 상기 모듈 케이스(130)의 후면에 마련될 수 있다. 이러한 상기 공기 배출부(170)는, 상기 냉각팬(150)을 통해 상기 모듈 케이스(130) 내부로 흡입된 공기를 상기 모듈 케이스(130) 밖으로 내보낼 수 있다. 구체적으로, 상기 공기 배출부(170)는, 후술하는 소정의 이격 공간(d) 측으로 상기 모듈 케이스(130) 내부의 공기를 내보낼 수 있다.
상기 랙 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 수용할 수 있다. 구체적으로, 상기 랙 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 상기 랙 케이스(200)의 상하 방향을 따라 적층될 수 있게 수용할 수 있다. 상기 랙 케이스(200)에 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)이 장착되면, 상기 랙 케이스(200)의 전방에는 상기 배터리 모듈들(100)의 상기 냉각팬(150)이 배치되며, 상기 랙 케이스(200)의 후방에는 상기 배터리 모듈들(100)의 상기 공기 배출부(170)가 배치될 수 있다.
상기 이격 브라켓(300)은, 상기 랙 케이스(200)의 후방에 장착되며, 상기 배터리 랙(10)의 설치 시, 상기 랙 케이스(200)의 후방에서 소정의 이격 공간(d)을 확보할 수 있게 가이드 할 수 있다. 여기서, 상기 이격 공간(d)은, 공기 유로 확보를 위해 적어도 60mm가 바람직하며, 상기 이격 브라켓(300)은, 적어도 전술한 이격 공간(d)의 길이를 확보할 수 있게 형성될 수 있다.
상기 이격 브라켓(300)은, 상기 랙 케이스(200)의 후방에 회동 가능하게 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 이격 브라켓(300)은, 상기 랙 케이스(200)의 후면 하단에 설치되며, 상기 랙 케이스(200)의 후면 하단에서 회동 가능하게 장착될 수 있다.
상기 이격 브라켓(300)의 회동 범위에 대해 살펴 보면, 상기 이격 브라켓(300)은, 상기 랙 케이스(200)의 수직 방향, 즉, 상기 랙 케이스(200)의 상하 방향에서 상기 랙 케이스(200)의 후면과 나란하게 배치되는 제1 위치 및 상기 랙 케이스(200)의 수평 방향에서 상기 랙 케이스(200)의 후면으로부터 소정 길이로 돌출되게 배치되는 제2 위치 사이에서 회동될 수 있다.
여기서, 상기 이격 브라켓(300)은, 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치 측으로 탄성적으로 회동될 수 있다. 한편, 상기 제2 위치에서, 상기 이격 브라켓(300)은, 하방으로 소정 각도로 경사지게 배치되어 단부가 지면(G)이나 벽(W) 등의 구조물에 접촉될 수 있다.
상기 이격 브라켓(300)은, 상기 배터리 랙(10)의 운반 시 상기 제1 위치에 배치되며, 상기 배터리 랙(10)의 설치 시 상기 제2 위치에 배치될 수 있다. 상기 이격 브라켓(300)의 상기 제2 위치 배치 시, 상기 랙 케이스(200)의 후방에는 상기 소정의 이격 공간(d)이 형성될 수 있다.
이하, 이러한 상기 이격 브라켓(300)에 대해 보다 더 구체적으로 살펴 본다.
상기 이격 브라켓(300)은, 브라켓 플레이트(310) 및 브라켓 힌지(330)를 포함할 수 있다.
상기 브라켓 플레이트(310)는, 대략적으로 사각 형상으로서, 상기 랙 케이스(200)의 폭 방향을 따라 소정 길이로 형성될 수 있다. 이러한 상기 브라켓 플레이트(310)는, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서 회동 가능하게 상기 랙 케이스(200)와 연결될 수 있다.
상기 브라켓 플레이트(310)는, 금속 재질로 마련될 수 있다. 한편, 상기 랙 케이스(200)의 후면에는 상기 이격 브라켓(10)의 상기 제1 위치 배치 시, 상기 이격 브라켓(10)의 보다 안정적인 고정을 위해, 상기 브라켓 플레이트(310)와 자성 접촉하는 자석부재가 구비될 수 있다.
상기 브라켓 힌지(330)는, 상기 브라켓 플레이트(310)와 상기 랙 케이스(200)와 결합되며, 상기 랙 케이스(200)의 후면 하단에 장착될 수 있다. 상기 브라켓 힌지(330)를 통해, 작업자 등은, 상기 브라켓 플레이트(310)를 회동 가능하도록 조작할 수 있다. 한편, 상기 브라켓 힌지(330)에는, 상기 브라켓 플레이트(310)가 탄성적으로 회동될 수 있게 탄성력을 제공하는 탄성부재가 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배터리 랙(20)은, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(10)과 유사하므로, 앞선 실시예와 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 상기 배터리 랙(20)은, 배터리 모듈(100), 랙 케이스(200), 이격 브라켓(300) 및 브라켓 제어유닛(400)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈(100), 상기 랙 케이스(200) 및 상기 이격 브라켓(300)은, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 이하, 중복 설명을 생략한다.
상기 브라켓 제어유닛(400)은, 상기 랙 케이스(200) 내에 구비되며, 상기 이격 브라켓(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 브라켓 제어유닛(400)은, 상기 이격 브라켓(300)의 회동 동작을 제어할 수 있다. 예로써, 상기 브라켓 제어 유닛(400)은, 상기 지면(G, 도 1 참조)으로부터 상기 배터리 랙(20)의 상기 랙 케이스(200)가 이격될 때 상기 이격 브라켓(300)을 상기 제1 위치에 배치되도록 회동시킬 수 있으며, 상기 지면(G)에 상기 배터리 랙(20)의 상기 랙 케이스(200)가 접촉될 때 상기 이격 브라켓(300)을 상기 제2 위치에 배치되도록 회동시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 브라켓 제어유닛(400)에는, 상기 이격 브라켓(300)의 구동을 위한 구동 모터, 상기 지면(G)으로의 상기 랙 케이스(200) 접촉 여부를 감지하기 이한 감지 센서 및 이들 구동 모터와 감지 센서 등을 제어하기 위한 제어 보드 등이 구비될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 랙(20)은, 상기 브라켓 제어 유닛(400)을 통해, 상기 이격 브라켓(300)의 회동 동작을 별도의 사용자 수동 조작이 아닌 전기적인 자동 조작을 통해 수행할 수 있다.
도 5 및 도 6은 도 1의 배터리 랙의 운반 시 모습을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 1의 배터리 랙의 설치 시 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6를 참조하면, 상기 배터리 랙(10)의 설치를 위한 운반 시, 작업자 등은, 상기 배터리 랙(10)을 들어서 설치 장소까지 이동할 수 있다. 이러한 상기 배터리 랙(10)의 운반 시, 상기 랙 케이스(200)는, 상기 지면(G)으로부터 소정 거리 이격될 수 있다.
한편, 상기 배터리 랙(10)의 운반 시, 상기 이격 브라켓(300)은, 상기 제1 위치에 배치된 상태로, 상기 랙 케이스(200)의 후면에 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 이격 브라켓(300)이 상기 랙 케이스(200)에 함께 장착된 상태로 상기 배터리 랙(10)을 운반하기 때문에, 상기 랙 케이스(200)의 설치를 위한 고정 시 종래와 같은 추후 별도의 앵커부재 등을 통해 고정할 때보다 작업 편의성이 현저히 향상될 수 있다.
아울러, 본 실시예의 경우, 상기 제1 위치에서, 상기 이격 브라켓(300)이 상기 랙 케이스(200)의 수직 방향과 나란한 방향으로 상기 랙 케이스(200)의 후면에 밀착 배치되므로, 상기 이격 브라켓(300)으로의 인한 상기 배터리 랙(10)의 사이즈 증가를 최소화할 수 있어, 상기 배터리 랙(10)의 포장 부피를 줄일 수 있으며, 운송료 등의 비용 증가를 최소화시킬 수 있음과 아울러 상기 배터리 랙(10)의 운송을 위한 포장 작업 등의 작업 효율도 함께 높일 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 배터리 랙(10)의 운반이 완료된 이후 상기 배터리 랙(10)의 설치 시, 상기 작업자 등은, 상기 이격 브라켓(300)을 상기 제2 위치로 회동시켜, 상기 배터리 랙(10)이 설치되는 공간의 벽(W) 등의 구조물로부터 상기 배터리 랙(10)을 소정 거리 이격시킬 수 있다.
한편, 상기 제2 위치 측으로의 상기 이격 브라켓(300)의 배치는, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(20, 도 4 참조)과 같이, 상기 브라켓 제어유닛(400)을 통해, 상기 랙 케이스(200)의 지면(G) 접촉 시 자동으로 수행되는 것도 가능할 수 있다.
이러한 상기 이격 브라켓(300)의 상기 제2 위치 배치를 통해, 상기 배터리 랙(10)의 후방에는 상기 소정의 이격 공간(d)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 이러한 상기 이격 브라켓(300)의 상기 제2 위치 배치를 통해, 상기 이격 공간(d)을 보다 간편히 확보할 수 있어, 상기 배터리 랙(10)의 설치 시, 상기 배터리 랙(10)의 냉각을 위한 공기 유로를 보다 쉽고 간편하게 확보할 수 있다.
만약, 종래와 같은 별도의 앵커부재 등을 통한 설치의 경우, 상기 작업자 등의 실수 등으로 상기 앵커부재의 분실이나 상기 앵커부재의 설치를 배제한 상태로 설치 작업이 진행될 수 있으며, 이 경우, 상기 배터리 랙(10)의 후면을 상기 벽(W) 등의 구조물에 밀착시킬 수 있는 상황 발생 우려가 커질 수 있다. 일반적으로, 작업자 등은, 상기 배터리 랙(10)의 후면을 상기 벽(W)과 같은 구조물에 밀착시키는 것이 보다 더 구조적으로 안정적이라고 판단하기 때문이다. 또한, 종래와 같은 별도의 앵커부재를 통한 설치의 경우, 앵커부재의 특성 상 설치 환경에 따라 사용되지 못하는 케이스가 빈번히 발생하는 문제가 있다.
본 실시예의 경우, 상기 이격 브라켓(300)을 통해, 상기 배터리 랙(10, 20)의 설치 시, 상기 작업자 등의 수동 조작에 따른 회동이나, 또는, 상기 랙 케이스(200)의 지면(G) 배치 시 자동적으로 수행되는 회동에 의해 상기 이격 브라켓(300)을 보다 간편하게 상기 제2 위치에 배치시킬 수 있어, 상기 배터리 랙(10, 20)의 설치 시 상기 배터리 랙(10, 20)의 후방에서 상기 소정의 이격 공간(d)을 용이하고 간편하면서 보다 강제적으로 확보할 수 있다.
도 8 및 도 9는 도 1의 배터리 랙의 냉각 시 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 배터리 랙(10)의 상기 배터리 모듈들(100)의 냉각을 위해, 상기 배터리 모듈들(100)의 전방에 구비되는 상기 냉각팬(150)을 통해 상기 배터리 모듈들(100) 내부로 공기가 유입될 수 있다.
상기 배터리 모듈들(100) 내부로 유입된 공기는 상기 배터리 모듈들(100) 내부를 냉각시킬 수 있으며, 이후, 상기 배터리 모듈들(100) 후방에 마련되는 상기 공기 배출부(170)를 통해 상기 배터리 모듈들(100) 밖으로 빠져나갈 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 배터리 랙(10)이 설치되면, 상기 이격 브라켓(300)을 통해 상기 배터리 랙(10)의 후방에 상기 이격 공간(d)이 형성되어 상기 공기 유로가 확보될 수 있다. 도시되지는 않았지만 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(20, 도 4 참조)도 마찬가지로 공기 유로가 확보됨은 물론이다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 배터리 랙(10)의 후방과 상기 벽(W) 등의 구조물 사이의 상기 이격 공간(d)을 통해 형성된 상기 공기 유로를 통해, 상기 복수 개의 배터리 모듈들(100)의 상기 공기 배출부(170)에서 상기 배터리 모듈들(100) 밖으로 보다 더 원활하고 효과적으로 공기가 빠져나갈 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 상기 배터리 랙(10, 20)은, 상기 배터리 랙(10, 20)의 설치 시 냉각 성능 확보를 위한 공기 유로를 확보할 수 있어, 상기 배터리 랙(10, 20)의 냉각 성능 저하를 방지하고, 상기 배터리 랙(10, 20)의 냉각 성능 효율을 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 전력 저장 장치(1)는, 에너지원으로서, 가정용 또는 산업용으로 이용될 수 있다. 이러한 상기 전력 저장 장치(1)는, 앞선 실시예의 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 복수 개의 배터리 랙(10, 20) 및 상기 복수 개의 배터리 랙(10, 20)을 수용하는 랙 컨테이너(50)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 전력 저장 장치(1)는, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(10, 20)을 포함하기에, 앞선 실시예의 상기 배터리 랙(10, 20)의 장점을 모두 포함하는 전력 저장 장치(1)를 제공할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 랙(10, 20)의 설치 시 냉각을 위한 공기 유로를 확보시킬 수 있는 배터리 랙(10, 20) 및 이를 포함하는 전력 저장 장치(1)를 제공할 수 있다.
그리고, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 냉각 성능 저하를 방지할 수 있는 배터리 랙(10, 20) 및 이를 포함하는 전력 저장 장치(1)를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (10)

  1. 배터리 랙에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈;
    상기 복수 개의 배터리 모듈을 수용하는 랙 케이스; 및
    상기 랙 케이스의 후방에 장착되며, 상기 랙 케이스의 후방에서 소정의 이격 공간 확보를 위한 이격 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이격 브라켓은,
    상기 랙 케이스의 후방에 회동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이격 브라켓은,
    상기 랙 케이스의 후면 하단에 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이격 브라켓은,
    상기 랙 케이스의 수직 방향에서 상기 랙 케이스의 후면과 나란하게 배치되는 제1 위치 및 상기 랙 케이스의 수평 방향에서 상기 랙 케이스의 후면으로부터 소정 길이로 돌출되게 배치되는 제2 위치 사이에서 회동되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이격 브라켓은,
    상기 배터리 랙의 운반 시 상기 제1 위치에 배치되며, 상기 배터리 랙의 설치 시 상기 제2 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이격 브라켓의 상기 제2 위치 배치 시, 상기 랙 케이스의 후방에 상기 소정의 이격 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 이격 브라켓은,
    상기 제1 위치에서 상기 제2 위치 측으로 탄성적으로 회동되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 모듈은,
    상기 적어도 하나의 배터리 셀;
    상기 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스;
    상기 모듈 케이스의 전면에 설치되며, 상기 모듈 케이스 내로 공기를 안내하는 냉각팬; 및
    상기 냉각팬을 통해 흡입된 공기를 내보내기 위해 상기 모듈 케이스에 후면에 마련되는 공기 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공기 배출부는,
    상기 소정의 이격 공간 측으로 상기 모듈 케이스 내부의 공기를 내보내는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  10. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 랙;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
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