WO2023234573A1 - 배터리 컨테이너 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 - Google Patents

배터리 컨테이너 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 Download PDF

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박정범
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이승준
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to batteries, and more specifically, to a battery container provided to store energy by storing a plurality of battery modules inside a container-shaped housing, and to an energy storage system including the same.
  • an energy storage system for storing generated power has been receiving a lot of attention.
  • ESS energy storage system
  • it is easy to build a power management system such as a Smart Grid System, making it possible to easily control power supply and demand in a specific region or city.
  • ESS can be applied to electric charging stations that can charge electric vehicles.
  • the battery container may include a plurality of battery modules connected to each other in series and/or parallel.
  • multiple battery modules may be stored inside the battery container through a rack frame or a separate fixing structure.
  • Battery containers used in ESS often contain a large number of battery modules inside to increase capacity or output. Furthermore, in order to increase the energy density of the battery container, a plurality of battery modules may exist in a dense state with each other.
  • the present invention was created to solve the above problems, and its purpose is to provide a battery container and an energy storage system including the same that can effectively prevent the spread of fire.
  • a battery container for achieving the above object includes a container housing having an empty space therein; A plurality of battery modules accommodated in the inner space of the container housing and stacked in a vertical direction to form a module stack, wherein the module stack is arranged in a horizontal direction; and a blocking partition disposed between at least some of the module stacks among the plurality of module stacks and configured to separate the space between the module stacks.
  • the upper end of the blocking partition may be fixed to the upper side of the container housing and the lower end may be fixed to the lower side of the container housing.
  • the blocking partition may include a plate portion arranged between two adjacent module stacks so that both surfaces face different module stacks.
  • the plate portion may include two plates spaced apart from each other.
  • the blocking partition may include a first pillar portion supporting the plate portion.
  • the blocking partition wall may include a first seating portion configured to support the battery module.
  • the blocking partition wall may include two or more
  • the battery container may further include a support wall provided between the two blocking partition walls and configured to support the battery module together with the blocking partition wall.
  • the front end and the rear end of the blocking partition may contact the front inner surface and the rear inner surface of the container housing, respectively.
  • the blocking partition wall may be provided with an inclined surface configured to incline toward the module stack as it goes outward in the front-back direction.
  • an energy storage system includes a battery container according to the present invention.
  • the safety of the battery container can be improved.
  • fire spread between a plurality of battery modules within a battery container can be effectively prevented or suppressed.
  • a relatively simple structure can be provided to effectively prevent fire spread. Therefore, in this case, the manufacturing cost of the battery container can be reduced, quality reliability can be secured, and productivity can be increased.
  • fire spread can be effectively suppressed or delayed.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a partial configuration of a battery container according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of FIG. 1 with the battery module removed.
  • Figure 3 is an enlarged view showing a partial configuration of a battery container according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the configuration of Figure 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line C1-C1' in FIG. 3.
  • Figure 6 is an exploded perspective view schematically showing a partial configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view schematically showing a partial configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a perspective view schematically showing the configuration of the first seating portion according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a perspective view schematically showing another configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is an exploded perspective view of the configuration of Figure 9.
  • Figure 11 is a top cross-sectional view schematically showing some configurations of a battery module according to an embodiment of the present invention as viewed from the top side.
  • Figure 12 is a top cross-sectional view schematically showing some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention as viewed from the top side.
  • FIG. 13 is an enlarged view of portion J1 of FIG. 12.
  • Figure 14 is a perspective view schematically showing a partial configuration of a blocking partition according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 15 is a perspective view schematically showing a partial configuration of a blocking partition according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 16 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 17 is a diagram schematically showing a partial configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 18 is a diagram schematically showing a partial configuration of a support member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a partial configuration of a battery container according to an embodiment of the present invention.
  • the battery container includes a container housing 100, a battery module 200, and a blocking partition 300.
  • the container housing 100 may have an empty space formed therein. More specifically, the container housing 100 is made up of six plates: an upper plate 101, a lower plate 102, a left plate 103, a right plate 104, a front plate (not shown), and a rear plate ( (not shown) can be provided to form an internal space. In particular, the container housing 100 may be formed in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the container housing 100 is shown including an upper plate 101, a lower plate 102, a left plate 103, and a right plate 104.
  • the container housing 100 may further include a front plate and a rear plate, but in FIG. 1, the front plate and the rear plate are shown in deleted form to show the internal components more clearly.
  • the front plate and rear plate may include one or more doors to open the internal space of the container housing 100, or may be entirely configured in the shape of a door.
  • the term 'plate' is used for the plurality of plates constituting the container housing 100, the surface is not limited to having a completely flat shape.
  • the various surfaces constituting the container housing 100 may have a partially bent or curved shape, or may have a reinforcing structure such as a rib or padding structure.
  • reinforcing members may be provided at the corners or central portion of the container housing 100.
  • the container housing 100 is an exterior material of a battery container, and may be made of a material and structure with high rigidity to protect various components stored in the internal space, especially the battery module 200.
  • the container housing 100 may be made of a metal material such as steel.
  • the present invention is not necessarily limited to the specific shape or material of the container, and various container housings 100 known at the time of filing of the present invention may be employed in the present invention.
  • the battery module 200 may be stored in the inner space of the container housing 100.
  • a plurality of battery modules 200 may be included in a battery container to increase capacity and/or output. And, these plurality of battery modules 200 may be electrically connected in series and/or parallel through connection members such as buses or cables.
  • the module stack can be said to be a structure formed by stacking two or more battery modules 200 in the vertical direction (Z-axis direction in the drawing). For example, 13 battery modules 200 may be stacked vertically to form one module stack.
  • multiple module stacks may be arranged in the horizontal direction. That is, the plurality of battery modules 200 can be divided into several groups to form a separate module stack for each group. And, a plurality of module stacks may be arranged in a horizontal direction.
  • the battery container includes 14 module stacks (S1 to S14), and the 14 module stacks (S1 to S14) are oriented in the left and right directions (X-axis direction in the drawing). It can be placed at a predetermined distance apart. At this time, each module stack (S1 to S14) may include 13 battery modules 200.
  • the number of battery modules 200 stacked or the number of module stacks (S1 to S14) arranged in the horizontal direction is determined by various conditions, such as the specifications and installation purpose of the battery container, and the specifications, characteristics, and type of the battery module 200. Of course, it can be set in various ways depending on the situation.
  • the blocking partition 300 may be interposed between at least some module stacks among a plurality of module stacks.
  • 14 module stacks (S1 to S14) are arranged from left to right, with the second module stack (S2) being the second module stack from the left and the second module stack (S2) from the left.
  • a blocking partition 300 may be interposed between the third stack S3, which is the third module stack, as indicated by F2.
  • the blocking partition 300 is a space between other module stacks, such as between the fourth stack (S4), which is the fourth module stack, and the fifth stack (S5), which is the fifth module stack, from the left, as indicated by F4. It may also be included.
  • the blocking partition 300 may be interposed between adjacent module stacks and configured to separate the space between adjacent module stacks.
  • the blocking partition 300 (F2) may be configured to separate the space between the second stacked structure S2 and the third stacked structure S3 that are adjacent to each other.
  • the blocking partition 300 may be configured to prevent flame from spreading in the space between adjacent module stacks.
  • the blocking partition 300 (F2) interposed between the second stack (S2) and the third stack (S3) is the space where the second stack (S2) is stored and the third stack (S3). ) can be configured to separate the space in which the product is stored so that a fire does not spread between the two spaces.
  • the blocking partition 300 may be made of a material with a high melting point and high strength so that it can sufficiently withstand flame, high temperatures, etc.
  • the blocking partition 300 may include a metal material, such as a steel material.
  • the blocking partition 300 may have an end fixed to the inner surface of the container housing 100 . This will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of FIG. 1 with the battery module 200 removed.
  • the upper end of the blocking partition 300 may be coupled and fixed to the upper inner surface of the container housing 100, as shown in the portion indicated by A1.
  • the lower end of the blocking partition 300 may be coupled and fixed to the lower surface of the inner surface of the container housing 100, as shown in the portion indicated by A2.
  • the blocking partition wall 300 is in contact between the upper surface (upper inner surface) and the lower surface (lower inner surface) of the container housing 100, so that the blocking partition wall 300 and the container housing 100 The empty space between the inner surfaces of the can be reduced or eliminated. Accordingly, flame blocking performance by the blocking partition 300 can be further improved.
  • the blocking partition wall 300 can support the upper plate 101 and the lower plate 102 of the container housing 100, so the structural rigidity of the blocking partition wall 300 can be improved. .
  • the coupling and fixing method between the blocking partition wall 300 and the container housing 100 may be implemented in various forms.
  • the blocking partition wall 300 and the container housing 100 may be configured to be at least partially integrated with each other.
  • at least a portion of the blocking partition wall 300 and the container housing 100 are made of the same material, and can be manufactured in an integrated form from the beginning so as to be inseparable.
  • the blocking partition 300 and the container housing 100 may be fastened in various other ways, such as a bolting method, a welding method, or a fitting method.
  • the blocking partition wall 300 may be configured in a form in which the portion in contact with the inner surface of the container housing 100, that is, the contact surface, is elongated.
  • the top of the blocking partition 300 may be in contact with the upper inner surface (upper surface) of the container housing 100, and this contact portion may be formed to extend long in the front-back direction (Y-axis direction in the drawing). You can.
  • the top of the blocking partition 300 may continuously contact the upper surface of the container housing 100 in the Y-axis direction from the front end to the rear end.
  • the lower end of the blocking partition wall 300 may be in contact with the lower inner surface (lower surface) of the container housing 100.
  • this lower contact portion may also be formed to extend long in the front-back direction.
  • the lower end of the blocking partition 300 may continuously contact the lower surface of the container housing 100 in the Y-axis direction from the front end to the rear end.
  • the gap between the blocking partition wall 300 and the container housing 100 can be reduced or eliminated. Therefore, when a fire occurs in a specific module stack, the flame moves to the gap between the blocking partition 300 and the container housing 100, thereby more reliably preventing the fire from spreading to another module stack.
  • the supporting force of the blocking partition wall 300 with respect to the container housing 100 can be improved. Accordingly, the structural strength of the battery container can be further improved.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing a partial configuration of a battery container according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 can be said to be an enlarged view of part B1 of FIG. 2.
  • some components are shown in transparent form to show the configuration more clearly.
  • some components are shown in transparent form.
  • the blocking partition 300 may include a plate portion 310.
  • the plate portion 310 is approximately plate-shaped and may have two flat surfaces on both sides. Additionally, the plate portion 310 may be disposed between two adjacent module stacks so that both surfaces face different module stacks. For example, when the module stack is located on the left and right sides of the blocking partition 300, the plate portion 310 may have both surfaces located on the left and right sides. Accordingly, the left surface of the plate portion 310 may face the left module stack, and the right surface of the plate portion 310 may face the right module stack.
  • the plate portion 310 may have an overall plate shape.
  • the present invention is not necessarily limited to this form.
  • the plate portion 310 may have a partially curved surface or may be configured with irregularities, protrusions, etc.
  • the thickness of the partition wall 300 that blocks the horizontal arrangement direction of the module stack is not formed to be thick, and thus the transmission of flame or gas can be effectively suppressed while narrowing the gap between the module stacks. .
  • the plate portion 310 may include two plates. This will be described in more detail with additional reference to FIGS. 4 and 5.
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the configuration of Figure 3
  • Figure 5 is a cross-sectional view taken along line C1-C1' of Figure 3.
  • two plate portions 310 may be provided for each blocking partition 300 . These two plate parts 310 may be arranged to face each other in the horizontal direction (X-axis direction) in which multiple module stacks are arranged. Furthermore, the two plate portions 310 may be spaced apart from each other by a predetermined distance. That is, the two plate parts 310 may be spaced apart from each other by a predetermined distance in the X-axis direction. Accordingly, an empty space as indicated by V1 in the drawing may be formed between the two plate portions 310.
  • the two plate parts 310 form different parts of the partition wall, so that a double flame blocking space can be formed. Additionally, since the two plate parts 310 are not integrated into one, heat transfer between the two plate parts 310 can be suppressed. Furthermore, when the two plate parts 310 are spaced apart from each other and an empty space is formed between them, the insulation effect between the two plate parts 310 can be further improved due to an air layer, etc. In addition, by lowering the weight of each blocking partition 300, the overall weight of the battery container can be reduced. Therefore, it may be more advantageous for transportation or installation of the battery container.
  • the deformation of the plate portion 310 can be absorbed due to the empty space formed between the two plate portions 310.
  • internal pressure may increase in the space where the module stack is stored.
  • pressure may be applied to the plate portion 310 directly facing the module stack.
  • the corresponding plate portion 310 may be pushed to a portion where an empty space is formed, as indicated by V1 in FIG. 5 . Accordingly, even if one plate portion 310 is deformed due to pressure application, the position of the entire blocking partition 300 can be maintained as is.
  • the empty space between the two plate parts 310 can be a space that buffers the deformation of the plate part 310 due to an increase in internal pressure.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view schematically showing a partial configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 6 can be said to be a modified example of the blocking partition wall 300, particularly the plate portion 310, in the embodiment of FIG. 4. For each embodiment included in this specification, including this embodiment, detailed description of parts to which the description of other embodiments can be applied in the same or similar manner will be omitted, and the description will focus on parts where there are differences.
  • the plate portion 310 of the blocking partition 300 may be configured to have a bent end, such as the portion indicated by D1.
  • the plate portion 310 may be configured to have a bent lower end. And, this lower bent portion may contact the inner surface of the lower side of the container housing 100, that is, the bottom surface.
  • the lower surface of the lower bent portion of the plate portion 310 may be contacted and fixed to the bottom surface of the container housing 100.
  • the upper end of the plate portion 310 may also be configured in a bent shape. In this case, the upper bent portion of the plate portion 310 may be fixed in contact with the upper inner surface of the container housing 100, that is, the ceiling surface.
  • the sealing force between the plate portion 310 and the container housing 100 can be further improved due to the upper and/or lower bent portions formed in the plate portion 310. Accordingly, it is possible to more reliably prevent flame or gas from leaking through the gap between the plate portion 310 and the container housing 100.
  • the contact area between the plate part 310 and the container housing 100 increases, so that the support force of the container housing 100 by the plate part 310 can be further increased.
  • each plate part 310 when two plate parts 310 are provided in one blocking partition 300, the end bending direction of each plate part 310 can be set to the outside.
  • the blocking partition 300 is provided with two plates (left plate and right plate), the top and bottom of the left plate are bent in the left direction, and the top and bottom of the right plate are bent in the right direction. You can.
  • the gap between the ends of the two plates and the container housing 100 may be formed longer. Therefore, sealing performance according to the bending shape can be further increased.
  • a space in which various components can be accommodated can be provided between the two plate parts 310 in one blocking partition 300.
  • the blocking partition 300 may store a fire extinguishing agent for extinguishing a fire in the empty space V1 between the two plate parts 310.
  • a fire extinguishing agent various fire extinguishing substances known at the time of filing of the present invention may be employed.
  • the fire extinguishing agent can be used to extinguish the fire in the specific module stack or prevent the fire from spreading to other adjacent module stacks.
  • the blocking partition 300 is such that, when a fire occurs in a specific module stack, the fire extinguishing agent exists only in the empty space V1 between the two plate parts 310, or flows out from such space and leaks toward the module stack. It can be configured as follows. At this time, a hole through which the fire extinguishing agent can leak may be formed in a part of the blocking partition 300, such as the plate portion 310.
  • Figure 7 is a cross-sectional view schematically showing a partial configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention.
  • the battery container according to the present invention may further include a fire extinguishing fluid supply module.
  • this fire extinguishing liquid supply module may include a fire extinguishing nozzle inside the blocking partition 300, as indicated by E.
  • the fire extinguishing nozzle (E) may be configured to spray fire extinguishing liquid, such as water, into the space (V1) between the two plate portions (310).
  • the fire extinguishing nozzle (E) is located at the upper part of the space (V1) between the two plate parts 310 and can spray fire extinguishing liquid in a downward direction.
  • the fire extinguishing nozzle (E) can supply fire extinguishing liquid when a fire occurs in an adjacent module stack.
  • the fire extinguishing nozzle (E) is configured in the form of a glass bulb, and can be broken when heat is applied by a flame or the like, thereby causing water to be sprayed.
  • the fire extinguishing liquid supply module may be equipped with a fire sensor or a smoke sensor, detect fire through these sensors, and spray fire extinguishing liquid through the fire extinguishing nozzle (E).
  • fire extinguishing liquid such as water
  • the blocking partition 300 may not be sprayed into the battery module 200. In this case, it is possible to prevent even the normal battery module 200 from becoming unusable due to contact with fire extinguishing fluid such as water, or problems such as electric shock or short circuit from occurring.
  • the blocking partition 300 may be provided with a first pillar part 320 supporting the plate part 310, as shown in FIGS. 3 to 5, etc.
  • the first pillar portion 320 is configured in the form of a rod extending vertically, and its upper and lower ends may be coupled to the container housing 100.
  • the top and bottom of the first pillar portion 320 may be welded or bolted to the container housing 100.
  • the first pillar portion 320 may be manufactured to be integrated with the container housing 100 from the beginning.
  • the first pillar portion 320 may be in contact with or coupled to the plate portion 310 so that the plate portion 310 maintains its shape or position.
  • the first pillar portion 320 may be welded or bolted to the plate portion 310.
  • two or more first pillar parts 320 may be included in one blocking partition 300 .
  • two first pillar parts 320 may be provided, as shown in FIGS. 4 and 5 .
  • the two first pillar parts 320 may be arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in a direction perpendicular to the arrangement direction of the module stack in the horizontal direction, that is, in the front-back direction (Y-axis direction).
  • the plate portion 310 may have a front end and a rear end respectively coupled and fixed to the two first pillar portions 320 arranged in the front-back direction. Furthermore, the plate portion 310 may be configured to be inserted between two first pillar portions 320, as shown in FIG. 5.
  • the plate portion 310 is made of a material excellent in flame blocking performance, such as a ceramic material, and the first pillar portion 320 is made of a material with high mechanical strength as a blocking partition. (300) may be configured. Furthermore, the plate portion 310 may be made of mica material.
  • the first pillar portion 320 may have an empty space formed therein, as shown in the portion indicated by V2 in FIG. 5 . Moreover, since the first pillar portion 320 may be formed to extend long in the vertical direction, the hollow V2 formed therein may also be formed to extend long in the vertical direction. According to this embodiment of the present invention, the weight of the battery container can be further reduced and manufacturing costs can be reduced.
  • the blocking partition 300 may be provided with a first seating portion 330, as shown in FIGS. 3 to 6, etc.
  • the configuration of the first seating portion 330 will be described in more detail with additional reference to FIG. 8.
  • Figure 8 is a perspective view schematically showing the configuration of the first seating portion 330 according to an embodiment of the present invention.
  • the first seating portion 330 may be configured to support each battery module 200 in the module stack.
  • This first seating portion 330 may be expressed as a first seating frame or a first seating bracket in that it is configured in the form of a frame or bracket.
  • the first seating portion 330 may be configured in the form of a plate extending long in one direction, such as the front-back direction (Y-axis direction). Furthermore, as shown in FIG. 8, the first seating portion 330 may be configured in a shape in which the central portion is bent, particularly in a shape bent at approximately 90°.
  • the first seating portion 330 can be said to have a vertical part 331 and a horizontal part 332 centered on the bent portion.
  • the vertical part 331 and the horizontal part 332 are each configured in the form of a plate, but may have a form integrated with each other.
  • the vertical part 331 may be configured in the form of a standing plate and coupled to the first pillar portion 320 or the plate portion 310. To this end, the vertical part 331 may be formed with a fastening hole as indicated by H1. Additionally, the horizontal part 332 is configured in the form of a flat plate and can support the battery module 200 on its upper surface.
  • the first seating portion 330 may support a lower side corner of the battery module 200.
  • the first seating part 330 may support the lower left corner of the battery module 200.
  • the lower right corner of the battery module 200 may be supported by another first seating part 330, for example, a first seating part 330 included in another blocking partition 300. That is, based on one battery module 200, two first seating parts 330 can support both sides of the battery module 200, particularly the lower left and lower right sides, respectively.
  • the module stack facing one blocking partition 300 may include a plurality of battery modules 200 stacked in the vertical direction. Accordingly, the blocking partition wall 300 may include a plurality of first seating portions 330 to respectively support the plurality of battery modules 200 stacked in this way. Furthermore, a plurality of the first seating portions 330 may be provided in a manner that is spaced apart from each other by a predetermined distance in the vertical direction along the stacking direction of the battery module 200.
  • module stacks may be located on both sides of one blocking partition 300.
  • different module stacks may be located on the left and right sides, respectively. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 6, one blocking partition 300 is provided with a plurality of first seating portions ( 330) may be included.
  • the battery module 200 can be supported by the blocking partition wall 300. Accordingly, there is no need to include a separate rack frame in the battery container to maintain the stacked state of the battery modules 200. Therefore, the manufacturing cost of the battery container can be reduced and assembly and productivity can be improved. Additionally, the weight of the battery container is reduced, making transportation and installation of the battery container easier. Additionally, the space occupied by the rack frame can be reduced and battery modules can be stacked up to the ceiling of the battery container, which can be advantageous in reducing the size of the battery container and increasing energy density.
  • the battery container according to the present invention may include two or more blocking partition walls 300, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the battery container includes seven blocking partition walls 300, and each blocking partition wall 300 may be arranged to be spaced a predetermined distance apart in the left and right directions.
  • the battery container may further include a support wall 400.
  • the support wall 400 may be provided between two blocking partition walls 300. The configuration of this support wall 400 will be described in more detail with additional reference to FIGS. 9 and 10.
  • Figure 9 is a perspective view schematically showing some other configurations of the battery module 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 can be said to be an enlarged view of part B2 of FIG. 2.
  • Figure 10 is an exploded perspective view of the configuration of Figure 9.
  • the battery container may include a support wall 400 separately from the blocking partition wall 300 .
  • the upper and lower ends of this support wall 400 may be coupled to the inner upper and lower inner surfaces of the container housing 100, respectively.
  • the support wall 400 together with the blocking partition wall 300, supports the upper plate of the container housing 100 in the upward direction and can supplement the structural rigidity of the container housing 100.
  • the support wall 400 may be interposed between two blocking partition walls 300.
  • a plurality of support walls 400 may be included in the battery container. At this time, the plurality of support walls 400 and the plurality of blocking partition walls 300 may be alternately arranged in the horizontal direction.
  • the support wall 400 may be configured to accommodate and support the battery module 200 together with the blocking partition wall 300.
  • the support wall 400 may include a second pillar portion 420 and a second seating portion 430.
  • the second pillar part 420 and the second seating part 430 of the support wall 400 are the same as the first pillar part 320 and the first seating part 330 of the blocking partition wall 300 described above. Or it may be configured similarly.
  • the second seating portion 430 may be coupled to the second pillar portion 420 by a method such as bolting and may be provided in a plurality in the vertical direction. Therefore, the plurality of battery modules 200 stacked in the vertical direction can be stably supported in the upward direction.
  • the support wall 400 may support different parts of the battery module 200 together with other blocking partition walls 300.
  • the support wall 400 W2 is connected to each battery module belonging to the fourth stack S4 located on the right through the second seating portion 430 located on the right. 200) can be supported in the upper direction.
  • the lower right portion of each battery module 200 belonging to the fourth stack S4 is a first seating portion provided on the left side of the blocking partition 300 F3 located at a predetermined distance to the right of the support wall 400 W2. It can be supported in the upward direction through (330).
  • each battery module 200 belonging to the third stack (S3) is a first seating portion provided on the right side of the blocking partition wall 300 F2 located at a predetermined distance to the left of the support wall 400 W2. It can be supported in the upward direction through (330).
  • each battery module 200 has one lower end supported by the first seating portion 330 of the blocking partition wall 300, and the other lower end of the battery module 200 supported by the second seating portion of the support wall 400. It can be said to be supported by (430).
  • the support wall 400 may not have a configuration corresponding to the plate portion 310.
  • the blocking partition 300 can block the space on both sides through the plate portion 310, while the support wall 400 does not have a configuration corresponding to the plate portion 310, so it does not block the space on both sides.
  • the support wall 400 may be configured to be at least partially open in the horizontal direction.
  • the support wall 400 may be configured to allow air to circulate between spaces on both sides.
  • the third laminated body S3 and the fourth laminated body S4 are located on the left and right sides, respectively, with the support wall 400 W2 in between, the third laminated body Air, etc. may circulate between the space where the sieve (S3) is located and the space where the fourth stack (S4) is located.
  • each battery system in a state where two or more module stacks arranged in the horizontal direction are included as components of one battery system, each battery system can use one air conditioning module.
  • 14 module stacks (S1 to S14) are arranged horizontally in the left and right directions, as in the embodiment shown in FIG. 1, two adjacent module stacks can form one battery system.
  • the first stack (S1) and the second stack (S2) may constitute one battery system, such as a first system.
  • the third stack (S3) and the fourth stack (S4) may constitute another battery system, such as a second system.
  • the fifth laminate (S5) and the sixth laminate (S6) may constitute a third system.
  • a support wall 400 is interposed between different module stacks included in one battery system to support the battery modules 200 located on both sides.
  • a blocking partition wall 300 may be interposed between module stacks included in different battery systems to support the battery modules 200 located on both sides.
  • the third stack (S3) and the fourth stack (S4) are module stacks included together in the second system, which is one battery system, so there is a support between them.
  • W2 which is the wall 400, may be interposed. Accordingly, cooling air may circulate between the third stack (S3) and the fourth stack (S4). Accordingly, cooling air supplied from one air conditioning module, such as an air conditioning device (HVAC) located at the front door of the third stack S3, is supplied to the fourth stack S4 through the opening of the support wall 400 W2. It can be distributed in the space where it is located.
  • HVAC air conditioning device
  • the second stack (S2) is included in the first system, which is a different battery system from the third stack (S3), a support wall ( A blocking partition 300 F2 other than 400) may be interposed.
  • the first system may have a separate air conditioning module that is independent from the second system.
  • integrated cooling control through one air conditioning module may be possible within the same battery system, even if there are different module stacks. Additionally, according to this implementation configuration, air conditioning can be easily achieved within the same battery system, while flame transfer between different battery systems can be prevented. For example, even if a fire occurs in the third stack S3, the flame can be prevented from going to the second stack S2 by the blocking partition 300 F2.
  • the support wall 400 since the support wall 400 does not include a component corresponding to the plate portion 310, the support wall 400 may be lighter in weight than the blocking partition wall 300. Therefore, in this case, the weight of the battery container can be further reduced.
  • FIG. 11 is a top cross-sectional view schematically showing some configurations of the battery module 200 according to an embodiment of the present invention as viewed from the top side.
  • the front and rear ends of the blocking partition 300 may be configured to contact the front and rear inner surfaces of the container housing 100, respectively.
  • the container housing 100 may include a front plate 105 and a rear plate 106, as shown in FIG. 11, to close the front and rear sides of the interior space.
  • the front plate 105 and/or the rear plate 106 may be provided with a door for opening and closing the internal space.
  • an air conditioning module may be mounted on the front plate 105 and/or the rear plate 106 to air condition the container housing 100.
  • HVAC may be installed on a door provided on the front plate 105 of the container housing 100.
  • the front end of the blocking partition 300 may contact the inner surface of the front plate 105 of the container housing 100, such as a portion indicated by I1 in FIG. 11.
  • the contact portion between the front end of the blocking partition 300 and the container housing 100 may be formed to be long and continuous from the top to the bottom.
  • the rear end of the blocking partition 300 may be in contact with the inner surface of the rear plate 106 of the container housing 100, as indicated by I1' in FIG. 11.
  • the contact portion between the rear end of the blocking partition 300 and the container housing 100 may also be formed to be long and continuous from the top to the bottom.
  • the first pillar portion 320 may be located at the front and rear ends of the blocking partition 300. At this time, the front surface of the first pillar portion 320 located at the front end may contact the inner surface of the front plate 105.
  • the performance of blocking flames, etc. by the blocking partition wall 300 can be further improved. That is, according to the above-described configuration, it is possible to prevent flame or high-temperature venting gas from passing to the front or rear side of the blocking partition 300. Accordingly, the effect of preventing fire spread between module stacks arranged adjacently with the blocking partition wall 300 in between can be further improved.
  • FIG. 12 is a top cross-sectional view schematically showing some configurations of the battery module 200 according to another embodiment of the present invention as viewed from the top. Additionally, FIG. 13 is an enlarged view of portion J1 of FIG. 12.
  • the front and rear ends of the blocking partition 300 may have inclined surfaces, as indicated by J1, J2, J3, and J4.
  • this inclined surface may be configured to slope inward in the front-to-back direction.
  • the inner direction may mean the direction in which the module stack is stored.
  • the right side of the first pillar portion 320 on the front side may be provided with an inclined surface inclined to the right toward the front side, such as the portion indicated by J2.
  • an inclined surface may be formed on the left side of the first pillar 320 on the rear side, such as a portion indicated by J3, that is inclined toward the left toward the rear side.
  • an inclined surface may be formed on the right side of the first pillar portion 320 on the rear side, such as a portion indicated by J4, that is inclined toward the right toward the rear side.
  • the blocking partition 300, especially the first pillar portion 320 can be said to have a portion whose width gradually becomes wider toward the outside (front side or rear side).
  • the flame or gas can be bent inward along the inclined surface K, as indicated by the arrow in FIG. 13. Accordingly, flame or gas can be more reliably prevented from moving along the end of the blocking partition 300 to other module stacks beyond the blocking partition 300.
  • the contact area between the blocking partition 300 and the inner surface of the container housing 100 can be further expanded. Accordingly, it is possible to more reliably prevent flame or gas from flowing into the gap between the blocking partition wall 300 and the inner surface of the container housing 100.
  • Figure 14 is a perspective view schematically showing a partial configuration of a blocking partition 300 according to another embodiment of the present invention.
  • irregularities may be formed on the plate portion 310 included in the blocking partition wall 300.
  • the irregularities may be formed in the form of protrusions or grooves formed on the plate portion 310.
  • the plate portion 310 may be provided with a protrusion extending long in the vertical direction (Z-axis direction).
  • This protrusion P1 may be configured to protrude in the horizontal direction where the battery module 200 is located, for example, in the left or right direction.
  • a number of such protrusions P1 may be arranged in the front-back direction (Y-axis direction) in the space between the two first seating parts 330 arranged adjacent to each other in the vertical direction.
  • the flame when a flame is discharged from a specific battery module 200, the flame is emitted along the surface of the plate portion 310 in a forward and backward direction due to the protrusion P1 provided on the plate portion 310. Movement in the (Y-axis direction) can be effectively hindered.
  • the flame since the flame has a strong ability to travel in a straight line, the forward and backward movement of the flame can be suppressed by the protrusions P1 that are formed long in the vertical direction and arranged in the front and rear directions in large numbers. Therefore, in this case, flame can be prevented from being discharged to the front or rear sides of the battery container.
  • Figure 15 is a perspective view schematically showing a partial configuration of a blocking partition 300 according to another embodiment of the present invention.
  • the surface of the plate portion 310 included in the blocking partition 300 may be provided with a protrusion extending long in the front-back direction (Y-axis direction), as indicated by P2.
  • a large number of such protrusions P2 may be arranged in the vertical direction in the space between the two first seating parts 330 arranged adjacent to each other in the vertical direction.
  • the flame when a flame is discharged from a specific battery module 200, the flame flows in an upward and downward direction along the surface of the plate portion 310 due to the protrusion P2 provided on the plate portion 310. Movement in the (Z-axis direction) may be hindered. Accordingly, the flame can be suppressed from moving to other battery modules 200 stacked on top or bottom within the same module stack. Accordingly, the spread of fire between battery modules 200 may be reduced or delayed.
  • Figure 16 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 16 can be said to show the lower part of the blocking partition 300 before it is coupled to the lower plate 102 of the container housing 100.
  • an insertion groove may be formed on the inner surface of the container housing 100, such as the upper surface (bottom surface) of the lower plate 102, as indicated by G1. And, at least a part of the blocking partition 300, such as the lower part, may be configured to be inserted into the insertion groove G1.
  • the insertion groove G1 of the container housing 100 may have a shape corresponding to the lower end of the blocking partition 300.
  • the insertion groove G1 of the container housing 100 may be formed to be long in the front-back direction. In this case, the blocking partition wall 300 may be inserted and fastened along the insertion groove G1 of the container housing 100 to be long.
  • FIG. 16 only the lower part of the container housing 100 is shown, but the blocking partition wall 300 may be inserted into the upper part of the container housing 100 as well.
  • leakage of flame or gas between the blocking partition wall 300 and the container housing 100 can be more reliably prevented.
  • the lower end of the blocking partition 300 is inserted into the insertion groove G1 formed in the lower plate 102 of the container housing 100, so that the flame between the lower end of the blocking partition 300 and the lower plate 102
  • the outflow path may be formed in a longer, bent shape. Accordingly, flames, etc. can be prevented from easily moving through the gap between the lower end of the blocking partition 300 and the lower plate 102.
  • the blocking partition wall 300 can be stably fixed in position inside the container housing 100. And, because of this, the effect of the blocking partition wall 300 to supplement the rigidity of the container housing 100 can be further improved.
  • the installation position of the blocking partition 300 is guided by the insertion groove G1, so the task of installing the blocking partition 300 inside the container housing 100 can be more easily performed. there is.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing a partial configuration of a battery container according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 can also be said to show the lower part of the blocking partition 300 before it is coupled to the lower plate 102 of the container housing 100.
  • an insertion groove as indicated by G2 may be formed on the inner surface of the container housing 100 so that a portion of the blocking partition 300 can be inserted.
  • first and second protrusions as indicated by L1 and L2 may be provided inside the insertion groove G2.
  • the protrusions L1 and L2 provided inside the insertion groove G2 may be configured to correspond to the shape of the end of the blocking partition 300.
  • an empty space may be formed between two plates constituting the plate portion 310 in the blocking partition 300.
  • the first protrusion L1 may be inserted into the empty space V1 between the two plate parts 310.
  • the two plates can be said to be inserted into the insertion grooves G2 formed on the left and right sides of the first protrusion L1.
  • an empty space may be formed in the center of the first pillar portion 320 in the blocking partition 300.
  • the second protrusion L2 may be inserted into the hollow V2 of the first pillar 320.
  • the two first pillar parts 320 may be fitted into the insertion groove G2 formed around the second protrusion L2.
  • the fastening force between the blocking partition wall 300 and the container housing 100 can be further improved.
  • the blocking partition wall 300 and the container housing 100 are brought into closer contact, and the gap formed between the blocking partition wall 300 and the container housing 100 can be bent several times. there is. Accordingly, leakage of fire or gas through the gap between the blocking partition wall 300 and the container housing 100 can be more effectively prevented.
  • Figure 18 is a diagram schematically showing a partial configuration of a support member according to another embodiment of the present invention.
  • the plate portion 310 may be formed with an insertion groove, as indicated by G3, to allow at least a portion of the first seating portion 330 to be inserted.
  • This insertion groove G3 may be referred to as a third insertion groove to distinguish it from the previous insertion grooves G1 and G2.
  • the third insertion groove G3 may be configured to be concave in the horizontal inward direction so that the central portion excluding both ends of the first seating portion 330 is inserted.
  • the third insertion groove G3 of the right plate portion 310 may be formed in a concave shape from the right surface to the left.
  • the third insertion groove G3 of the left plate portion 310 may be formed in a concave shape from the left surface to the right.
  • the third insertion groove G3 may be formed by partially thinning the plate portion 310 or bending a portion of the plate portion 310.
  • the first pillar portion 320 may be formed with an insertion groove, as indicated by G4, to allow a portion of the first seating portion 330 to be inserted.
  • This insertion groove (G4) may be referred to as the fourth insertion groove to distinguish it from the previous insertion grooves (G1 to G3).
  • the fourth insertion groove G4, together with the third insertion groove G3, may form a groove into which the first seating portion 330 can be inserted.
  • the third insertion groove G3 may be formed to be elongated in the front-back direction (Y-axis direction) corresponding to the shape of the first seating portion 330, and the fourth insertion groove G4 may be formed as such. It may be located at an end along the extension direction of the third insertion groove G3.
  • two first pillar parts 320 may be arranged in the front-back direction in one blocking partition 300. And, these two first pillar parts 320 may be located in front and behind the plate part 310. Accordingly, the fourth insertion groove G4 may be formed in the first pillar portion 320 located in front of the plate portion 310 to extend to the front end of the third insertion groove G3. Additionally, a fourth insertion groove G4 may be formed in the first pillar portion 320 located behind the plate portion 310 to extend to the rear end of the third insertion groove G3.
  • a first seating portion 330 may be coupled to the left and right surfaces of each first pillar portion 320, respectively.
  • the fourth insertion groove G4 formed on the right side of the first pillar portion 320 on the front side is concave in an open form on the right and rear sides so that the front end of the first seating portion 330 can be inserted from the right side. can be formed.
  • the fourth insertion groove G4 formed on the right side of the first pillar portion 320 on the rear side is formed concave in an open form on the right and front sides so that the rear end of the first seating portion 330 can be inserted. It can be.
  • the fourth insertion groove G4 formed on the left side of the first pillar portion 320 on the front side is concave in an open form on the left and rear sides so that the front end of the first seating portion 330 can be inserted from the left side. can be formed.
  • the fourth insertion groove G4 formed on the left side of the first pillar portion 320 on the rear side is formed concave in an open form on the left and front sides so that the rear end of the first seating portion 330 can be inserted. It can be.
  • the fixing force of the first seating portion 330 can be greatly improved.
  • the first seating portion 330 can be stably supported upward by the third insertion groove G3 and the fourth insertion groove G4.
  • the first seating portion 330 can be prevented from moving in the forward and backward directions.
  • the assembly position of the first seating portion 330 can be guided by the third insertion groove G3 and the fourth insertion groove G4. Therefore, in this case, the assembling of the battery container can be further improved.
  • an insertion groove into which the first seating portion 330 can be inserted is formed in the blocking partition wall 300
  • the support wall 400 also has a second seating portion in a similar form.
  • An insertion groove into which (430) can be inserted may be formed.
  • the battery container may further include various other components known at the time of filing the present invention.
  • the battery container may further include electrical components such as an AC/DC panel.
  • the battery container may include one or more control modules 500, as shown in FIG. 1.
  • the control module 500 may be configured to control charging and discharging operations of the battery module 200 included in the battery container or to exchange data with other components outside the battery container.
  • multiple control modules 500 may be included. At this time, each battery system includes a separate control module 500, so that the battery system can be controlled independently.
  • the energy storage system according to the present invention includes the battery container according to the present invention described above. Moreover, the energy storage system according to the present invention may include two or more battery containers. In addition, the energy storage system according to the present invention may further include, in addition to the battery container, a control container for controlling various operations such as charging and discharging operations of one or more battery containers.
  • 101 upper plate
  • 102 lower plate
  • 103 left plate
  • 104 right plate
  • 105 front plate
  • 106 rear plate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

본 발명은 화재 전이를 효과적으로 방지할 수 있는 배터리 컨테이너 등을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 컨테이너는, 내부에 빈 공간이 형성된 컨테이너 하우징; 상기 컨테이너 하우징의 내부 공간에 수용되고, 상하 방향으로 적층되어 모듈 적층체를 형성하며, 상기 모듈 적층체가 수평 방향으로 다수 배치된 복수의 배터리 모듈; 및 다수의 모듈 적층체 중 적어도 일부 모듈 적층체 사이에 개재되어, 모듈 적층체 사이의 공간을 분리시키도록 구성된 차단 격벽을 포함한다.

Description

배터리 컨테이너 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
본 출원은 2022년 6월 3일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2022-0068539호에 대한 우선권 주장 출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨테이너 형태의 하우징 내부에 복수의 배터리 모듈이 수납되어 에너지를 저장할 수 있도록 마련된 배터리 컨테이너 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
최근, 전력 부족이나 친환경 에너지 등과 같은 이슈가 부각되면서, 생산된 전력을 저장하기 위한 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)이 많은 주목을 받고 있다. 대표적으로, 이러한 ESS를 이용하면, 스마트 그리드 시스템(Smart Grid System)과 같은 전력 관리 체계 구축이 용이하여, 특정 지역이나 도시 등에서 용이하게 전력 수급 조절이 가능할 수 있다. 또한, 전기 자동차에 대한 상용화가 본격화되면서 전기 자동차를 충전시킬 수 있는 전기 충전소에도 이러한 ESS가 적용될 수 있다.
ESS는 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 대표적으로는 하나 또는 그 이상의 배터리 컨테이너를 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 배터리 컨테이너에는 다수의 배터리 모듈이 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 형태로 포함될 수 있다. 여기서, 다수의 배터리 모듈은 랙 프레임이나 별도의 고정 구조물을 통해 배터리 컨테이너의 내부에 수납될 수 있다.
ESS에 활용되는 배터리 컨테이너의 경우, 용량이나 출력을 높이기 위하여 내부에 많은 수의 배터리 모듈을 포함하는 경우가 많다. 더욱이, 배터리 컨테이너의 에너지 밀도를 높이기 위하여, 복수의 배터리 모듈은 서로 밀집된 상태로 존재할 수 있다.
그런데, 이와 같이 다수의 배터리 모듈이 좁은 공간에 밀집된 상태로 존재하는 경우, 화재나 폭발 등의 사고에 취약할 수 있다. 특히, 어느 하나의 배터리 모듈에서 열 폭주 등으로 인해 화재 등의 이벤트가 발생한 경우, 배터리 컨테이너의 내부에 포함된 다른 배터리 모듈로 화재가 전이될 수 있다. 이 경우, 해당 배터리 컨테이너의 전체가 사용 불능 상태로 파손될 수 있다. 또한, 이러한 배터리 컨테이너의 화재는, 해당 배터리 컨테이너에 대한 물적 피해를 일으킬 뿐만 아니라, 주변의 작업자나 사용자 등에게 인적 피해를 일으킬 수도 있다. 뿐만 아니라, ESS에 속한 배터리 컨테이너의 사용 불능으로 인해, ESS로부터 전력을 공급받는 가정이나 공장 등에 불측의 피해를 입힐 수 있다. 또한, ESS에는 다수의 배터리 컨테이너가 포함될 수 있기 때문에, 특정 배터리 컨테이너의 화재는, 다른 배터리 컨테이너로 전이되어, 보다 큰 피해를 일으킬 수 있다.
이와 같은 문제를 예방하고자, 종래 다양한 기술이 제안 내지 적용되고 있다. 대표적인 예로서, 배터리 컨테이너의 화재 발생 시, 배터리 컨테이너의 내부 전체 또는 특정 배터리 모듈로 소화액, 특히 물을 분사하거나 공급하는 주수 시스템을 들 수 있다. 그러나, 이와 같은 주수 시스템을 배터리 컨테이너에 적용하기 위해서는, 배터리 컨테이너의 내부 구조가 복잡해지고 에너지 밀도가 저하되며, 비용이 증대되는 등의 여러 문제가 존재한다. 더욱이, 배터리 컨테이너의 내부, 이를테면 배터리 컨테이너의 상부에서 물을 분사하는 화재 방지 시스템의 경우, 배터리 컨테이너의 전체 부분이 사용 불가능해질 수 있다. 또한, 배터리 모듈로 직접 분사되어 화재 진압에 사용된 물은, 오염수로서 환경 문제를 일으킬 수도 있다. 따라서, 이로 인한 경제적 피해 내지 사회적 피해가 커질 수도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 화재 전이를 효과적으로 방지할 수 있는 배터리 컨테이너 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 컨테이너는, 내부에 빈 공간이 형성된 컨테이너 하우징; 상기 컨테이너 하우징의 내부 공간에 수용되고, 상하 방향으로 적층되어 모듈 적층체를 형성하며, 상기 모듈 적층체가 수평 방향으로 다수 배치된 복수의 배터리 모듈; 및 다수의 모듈 적층체 중 적어도 일부 모듈 적층체 사이에 개재되어, 모듈 적층체 사이의 공간을 분리시키도록 구성된 차단 격벽을 포함한다.
여기서, 상기 차단 격벽은, 상단이 상기 컨테이너 하우징의 상부 측에 고정되고 하단이 상기 컨테이너 하우징의 하부 측에 고정될 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽은, 인접한 2개의 모듈 적층체 사이에서, 양 표면이 서로 다른 모듈 적층체에 대면하도록 세워진 형태로 배치된 플레이트부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 플레이트부는, 서로 이격된 2개의 판재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽은, 상기 플레이트부를 지지하는 제1 기둥부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽은, 상기 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 제1 안착부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽은 둘 이상 포함되고, 상기 배터리 컨테이너는, 2개의 차단 격벽 사이에 구비되어 상기 차단 격벽과 함께 상기 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 지지벽을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽의 전단부 및 후단부는, 상기 컨테이너 하우징의 전방 측 내면 및 후방 측 내면에 각각 접촉될 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽은, 전후 방향 외측으로 갈수록 모듈 적층체 측으로 경사지게 구성된 경사면을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은, 본 발명에 따른 배터리 컨테이너를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 컨테이너의 안전성이 향상될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 컨테이너의 내부에서 복수의 배터리 모듈 간 화재 전이가 효과적으로 방지 내지 억제될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 화재 전이를 효과적으로 방지하기 위한 구성이 비교적 간단한 구조로서 마련될 수 있다. 따라서, 이 경우, 배터리 컨테이너의 제조 비용이 절감되고, 품질에 대한 신뢰성이 확보되며, 생산성이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 구성에 의하면, 배터리 컨테이너의 무게를 낮춤으로써, 배터리 컨테이너의 운송이나 이를 이용한 에너지 저장 시스템의 설치 등이 용이하게 이루어질 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시 구성에 의하면, 화재 전이를 방지하기 위한 주수 시스템 내지 화재 억제 시스템(FSS; Fire Suppression System) 등이 배터리 컨테이너에 포함되지 않더라도, 화재 전이가 효과적으로 억제되거나 지연될 수 있다.
따라서, 주수 시스템이나 화재 억제 시스템으로 인해, 구조가 복잡해지거나, 무게 또는 비용이 증가하는 문제 등을 예방할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 화재가 발생한 배터리 모듈로 직접 분사된 물이 배출되어 환경 오염 등을 일으키는 문제가 예방될 수 있다.
이외에도 본 발명의 여러 실시예에 의하여, 여러 다른 추가적인 효과가 달성될 수 있다. 이러한 본 발명의 여러 효과들에 대해서는 각 실시예에서 상세하게 설명하거나, 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 효과에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 실시 구성에서, 배터리 모듈이 제거된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는, 도 3의 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 5는, 도 3의 C1-C1'선에 대한 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 안착부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 다른 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 도 9의 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성을 상부 측에서 바라본 형태로 개략적으로 나타내는 상부 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성을 상부 측에서 바라본 형태로 개략적으로 나타내는 상부 단면도이다.
도 13은, 도 12의 J1 부분에 대한 확대도이다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차단 격벽의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 15는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차단 격벽의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 18은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지지 부재의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 컨테이너는, 컨테이너 하우징(100), 배터리 모듈(200) 및 차단 격벽(300)을 포함한다.
상기 컨테이너 하우징(100)은, 내부에 빈 공간이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 컨테이너 하우징(100)은, 6개의 플레이트, 즉 상부 플레이트(101), 하부 플레이트(102), 좌측 플레이트(103), 우측 플레이트(104), 전방 플레이트(미도시) 및 후방 플레이트(미도시)를 구비하여, 내부 공간을 형성할 수 있다. 특히, 컨테이너 하우징(100)은, 대략 직육면체 형태로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 1의 실시예에서는, 컨테이너 하우징(100)에서, 상부 플레이트(101), 하부 플레이트(102), 좌측 플레이트(103) 및 우측 플레이트(104)가 포함된 형태가 도시되어 있다. 여기서, 컨테이너 하우징(100)에는 전방 플레이트와 후방 플레이트가 더 포함될 수 있으나, 도 1에서는 내부 구성요소를 보다 명확하게 나타내기 위해, 이러한 전방 플레이트와 후방 플레이트가 삭제된 형태로 도시되어 있다고 할 수 있다. 또한, 전방 플레이트와 후방 플레이트는, 컨테이너 하우징(100)의 내부 공간을 개방시키기 위하여 하나 이상의 도어를 포함하거나, 전체적으로 도어 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 컨테이너 하우징(100)을 구성하는 다수의 플레이트는, '플레이트'라는 용어를 사용하고 있으나, 표면이 완전히 평평한 형태를 갖는 것으로 한정되지는 않는다. 즉, 컨테이너 하우징(100)을 구성하는 여러 면들은, 부분적으로 절곡된 형태 내지 곡선 형태를 갖거나, 리브나 덧댐 구조와 같은 보강 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 컨테이너 하우징(100)의 모서리나 중앙 부분에는, 보강 부재가 구비될 수 있다.
상기 컨테이너 하우징(100)은, 배터리 컨테이너의 외장재로서, 내부 공간에 수납되는 여러 구성요소, 특히 배터리 모듈(200)을 보호하기 위해 강성이 높은 재질 및 구조로 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너 하우징(100)은, 스틸과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다.
다만, 본 발명이 반드시 이러한 컨테이너의 특정 형태나 재질로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 컨테이너 하우징(100)이 본 발명에 채용될 수도 있다.
상기 배터리 모듈(200)은, 상기 컨테이너 하우징(100)의 내부 공간에 수납될 수 있다. 특히, 배터리 모듈(200)은, 용량 및/또는 출력 증대를 위해 배터리 컨테이너에 복수 포함될 수 있다. 그리고, 이러한 복수의 배터리 모듈(200)은, 버스바나 케이블 등의 연결 부재를 통해 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다.
복수의 배터리 모듈(200) 중 적어도 일부는, 상하 방향으로 적층되어 모듈 적층체를 형성할 수 있다. 즉, 모듈 적층체는, 둘 이상의 배터리 모듈(200)이 상하 방향(도면의 Z축 방향)으로 적층되어 형성된 구성이라 할 수 있다. 예를 들어, 13개의 배터리 모듈(200)이 상하 방향으로 적층되어 하나의 모듈 적층체를 형성할 수 있다.
또한, 모듈 적층체는 수평 방향으로 다수 배치될 수 있다. 즉, 복수의 배터리 모듈(200)은 여러 그룹으로 분할되어, 각 그룹마다 별도의 모듈 적층체를 형성하도록 할 수 있다. 그리고, 다수의 모듈 적층체는, 수평 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바를 참조하면, 배터리 컨테이너에는 14개의 모듈 적층체(S1~S14)가 포함되며, 14개의 모듈 적층체(S1~S14)는 좌우 방향(도면의 X축 방향)으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 이때, 각 모듈 적층체(S1~S14)에는, 13개의 배터리 모듈(200)이 포함될 수 있다. 다만, 이러한 배터리 모듈(200)의 적층 개수나 모듈 적층체(S1~S14)의 수평 방향 배치 개수는, 배터리 컨테이너의 사양이나 장착 용도, 배터리 모듈(200)의 사양이나 특성, 종류 등, 여러 조건 내지 상황에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.
상기 차단 격벽(300)은, 다수의 모듈 적층체 중 적어도 일부 모듈 적층체 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바를 참조하면, 좌측에서 우측 방향으로 14개의 모듈 적층체(S1~S14)가 배치되어 있는데, 좌측에서부터 2번째 모듈 적층체인 제2 적층체(S2)와 좌측에서부터 3번째 모듈 적층체인 제3 적층체(S3) 사이에, F2로 표시된 바와 같이 차단 격벽(300)이 개재될 수 있다. 또한, 차단 격벽(300)은, F4로 표시된 바와 같이 좌측에서부터 4번째 모듈 적층체인 제4 적층체(S4)와 5번째 모듈 적층체인 제5 적층체(S5) 사이 등, 다른 모듈 적층체 사이 공간에도 개재될 수 있다.
그리고, 차단 격벽(300)은, 이와 같이 인접한 모듈 적층체 사이에 개재되어, 인접한 모듈 적층체 사이 공간을 분리시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어 도 1의 실시 구성에서, 차단 격벽(300, F2)은, 서로 인접하는 제2 적층체(S2)와 제3 적층체(S3) 사이의 공간을 분리시키도록 구성될 수 있다.
특히, 차단 격벽(300)은, 인접하는 모듈 적층체 사이의 공간에서, 화염이 전이되지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 적층체(S2)와 제3 적층체(S3) 사이에 개재된 차단 격벽(300, F2)은, 제2 적층체(S2)가 수납된 공간과 제3 적층체(S3)가 수납된 공간 사이를 분리하여, 양 공간 사이에서 화재가 넘어가지 않도록 구성될 수 있다.
차단 격벽(300)은, 화염이나 고온 등에 충분히 견딜 수 있도록, 용융점이 높고 강도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 차단 격벽(300)은, 금속 재질, 이를테면 스틸 재질을 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 특정 모듈 적층체에서 화재가 발생하더라도, 인접한 다른 모듈 적층체로 화재가 전이되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 실시 구성에서 제2 적층체(S2)에서 화재가 발생하더라도, 화염이 제3 적층체(S3) 측으로 향하는 것을 방지하여, 모듈 적층체 간 화재 전이가 방지될 수 있다. 따라서, 별도의 주수 시스템이나 화재 억제 시스템 등을 포함하지 않더라도, 배터리 컨테이너에 포함된 모듈 적층체 간 화재 전이가 효과적으로 방지될 수 있다.
상기 차단 격벽(300)은, 단부가 컨테이너 하우징(100)의 내면에 고정될 수 있다. 이에 대해서는, 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는, 도 1의 실시 구성에서, 배터리 모듈(200)이 제거된 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 차단 격벽(300)은, A1으로 표시된 부분과 같이, 상단이 컨테이너 하우징(100)의 내면 중 상면에 결합 고정될 수 있다. 또한, 상기 차단 격벽(300)은, A2로 표시된 부분과 같이, 하단이 컨테이너 하우징(100)의 내면 중 하면에 결합 고정될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)이 컨테이너 하우징(100)의 상면(상부 측 내면)과 하면(하부 측 내면) 사이에 접촉됨으로써, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100)의 내면 사이의 빈 틈을 줄이거나 없앨 수 있다. 따라서, 차단 격벽(300)에 의한 화염 차단 성능이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)이 컨테이너 하우징(100)의 상부 플레이트(101)와 하부 플레이트(102)를 지지할 수 있으므로, 차단 격벽(300)의 구조적 강성이 개선될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성의 경우, 컨테이너 하우징(100)의 상부 플레이트(101)가 하부 방향으로 쳐지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이의 결합 고정 방식은 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100)은, 적어도 일부분이 서로 일체화된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100)의 적어도 일부분은 서로 동일한 재질로서, 처음부터 일체화된 형태로 분리 불가능하게 제조될 수 있다. 또는, 상기 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100)은, 볼팅 체결 방식이나 용접 방식, 끼움 결합 방식 등 다른 다양한 방식으로 체결될 수 있다.
특히, 상기 차단 격벽(300)은, 컨테이너 하우징(100)의 내면과 접촉된 부분, 즉 접촉면이 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 차단 격벽(300)의 상단은, 컨테이너 하우징(100)의 상부 측 내면(상면)과 접촉될 수 있는데, 이러한 접촉 부분은 전후 방향(도면의 Y축 방향)으로 길게 연장 형성될 수 있다. 더욱이, 차단 격벽(300)의 상단은, 전단부에서 후단부까지 Y축 방향으로 연속해서 컨테이너 하우징(100)의 상면에 접촉될 수 있다. 또한, 상기 차단 격벽(300)의 하단은, 컨테이너 하우징(100)의 하부 측 내면(하면)과 접촉될 수 있다. 그리고, 이러한 하부 측 접촉 부분 역시, 전후 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 더욱이, 차단 격벽(300)의 하단은, 전단부에서 후단부까지 Y축 방향으로 연속해서 컨테이너 하우징(100)의 하면에 접촉될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이의 틈을 줄이거나 없앨 수 있다. 따라서, 특정 모듈 적층체에서 화재 발생 시, 화염이 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이의 틈으로 이동하여, 다른 모듈 적층체로 화재가 전이되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이러한 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이의 틈으로 고온의 벤팅 가스 등이 이동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 고온의 벤팅 가스 등으로 인해, 다른 모듈 적층체가 손상되거나 열폭주 전이 또는 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 컨테이너 하우징(100)에 대한 차단 격벽(300)의 지지력이 향상될 수 있다. 따라서, 배터리 컨테이너의 구조적 강도가 더욱 개선될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 확대하여 나타낸 도면이다. 예를 들어, 도 3은, 도 2의 B1 부분을 확대하여 나타낸 도면이라 할 수 있다. 특히, 도 3의 경우, 구성을 보다 명확하게 나타내기 위해, 일부 구성요소에 대해서는 투명한 형태로 도시되어 있다. 이하의 다른 도면에서도, 필요한 경우에는 일부 구성요소에 대하여 투명한 형태로 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 차단 격벽(300)은, 플레이트부(310)를 구비할 수 있다. 상기 플레이트부(310)는, 대략 판상으로 구성되어, 양측에 평평한 2개의 표면을 가질 수 있다. 그리고, 플레이트부(310)는, 인접한 2개의 모듈 적층체 사이에 개재되어, 양 표면이 서로 다른 모듈 적층체에 대면하도록 세워진 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 차단 격벽(300)의 좌측과 우측에 각각 모듈 적층체가 위치하는 경우, 플레이트부(310)는 좌측과 우측에 양 표면이 위치할 수 있다. 따라서, 플레이트부(310)의 좌측 표면은 좌측 모듈 적층체에 대면하고, 플레이트부(310)의 우측 표면은 우측 모듈 적층체에 대면할 수 있다.
한편, 상기 플레이트부(310)는, 전체적으로 플레이트 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 플레이트부(310)는, 부분적으로 곡면을 갖거나 요철 내지 돌기 등이 형성된 형태로 구성될 수도 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)에 의해 배터리 컨테이너의 부피 및 무게를 크게 하지 않으면서도, 모듈 적층체 간 효과적인 화염 차단이 가능할 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에 의하면, 모듈 적층체의 수평 배치 방향을 차단 격벽(300)의 두께가 두껍게 형성되지 않으므로, 모듈 적층체 사이의 간격을 좁히면서도 화염 내지 가스가 전달되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 컨테이너의 차단 격벽(300)에 있어서, 상기 플레이트부(310)는 2개의 판재를 포함할 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 및 도 5를 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 3의 구성에 대한 분리 사시도이고, 도 5는 도 3의 C1-C1'선에 대한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 각 차단 격벽(300)마다 2개의 플레이트부(310)가 구비될 수 있다. 이러한 2개의 플레이트부(310)는, 다수의 모듈 적층체가 배열되는 수평 방향(X축 방향)으로 상호 대면되게 배치될 수 있다. 더욱이, 2개의 플레이트부(310)는, 상호 간 서로 소정 거리 이격될 수 있다. 즉, 2개의 플레이트부(310)는, X축 방향으로 서로 소정 거리 이격될 수 있다. 따라서, 2개의 플레이트부(310) 사이에는, 도면에서 V1으로 표시된 바와 같은 빈 공간이 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 2개의 플레이트부(310)가 격벽의 서로 다른 부분을 구성하여 화염 차단 공간을 이중으로 형성할 수 있다. 또한, 2개의 플레이트부(310)가 하나로 일체화되어 있지 않으므로, 2개의 플레이트부(310) 사이의 열전달이 억제될 수 있다. 더욱이, 2개의 플레이트부(310)가 서로 이격되어 사이에 빈 공간이 형성되는 경우, 공기층 등으로 인해, 2개의 플레이트부(310) 사이의 단열 효과가 더욱 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 각 차단 격벽(300)의 무게를 낮춤으로써, 배터리 컨테이너 전체의 무게가 감소될 수 있다. 따라서, 배터리 컨테이너의 운송이나 설치에 보다 유리할 수 있다.
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 2개의 플레이트부(310) 사이에 형성된 빈 공간으로 인해, 플레이트부(310)의 변형이 흡수될 수 있다. 특히, 특정 모듈 적층체에서 가스나 화재가 발생한 경우, 해당 모듈 적층체가 수납된 공간에는 내압이 증가할 수 있다. 그리고, 이러한 내압 증가로 인해, 해당 모듈 적층체와 직접 대면하고 있는 플레이트부(310)에 압력이 인가될 수 있다. 이때, 해당 플레이트부(310)는, 도 5에서 V1으로 표시된 바와 같은 빈 공간이 형성된 부분으로 밀릴 수 있다. 따라서, 압력 인가에 의해 어느 하나의 플레이트부(310)가 변형되더라도 차단 격벽(300) 전체의 위치는 그대로 유지될 수 있다. 또한, 해당 차단 격벽(300)에 구비된 다른 플레이트부(310)에도 손상이나 변형을 일으키지 않을 수 있다. 즉, 2개의 플레이트부(310) 사이의 빈 공간은, 내압 증가에 대한 플레이트부(310)의 변형을 버퍼링하는 공간이 될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 더욱이, 도 6은 도 4의 실시 구성에서 차단 격벽(300), 특히 플레이트부(310)에 대한 변형예라 할 수 있다. 본 실시예를 비롯하여, 본 명세서에 포함된 각 실시예에 대해서는, 다른 실시예에 대한 설명이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 6을 참조하면, 차단 격벽(300)에서 플레이트부(310)는, D1으로 표시된 부분과 같이 단부가 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 플레이트부(310)는, 하단부가 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 하단 절곡부는, 컨테이너 하우징(100)의 하부 측 내면, 즉 바닥면과 접촉할 수 있다. 더욱이, 플레이트부(310)의 하단 절곡부의 하면은, 컨테이너 하우징(100)의 바닥면에 접촉 고정될 수 있다. 또한, 플레이트부(310)의 상단부도 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 플레이트부(310)의 상단 절곡부는, 컨테이너 하우징(100)의 상부 측 내면, 즉 천정면과 접촉 고정될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 플레이트부(310)에 형성된 상단 및/또는 하단 절곡부로 인해, 플레이트부(310)와 컨테이너 하우징(100) 사이의 밀폐력이 더욱 향상될 수 있다. 따라서, 플레이트부(310)와 컨테이너 하우징(100) 사이의 틈으로, 화염이나 가스가 새어 나가는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이러한 실시 구성에 의하면, 플레이트부(310)와 컨테이너 하우징(100) 사이의 접촉 면적이 증가하여, 플레이트부(310)에 의한 컨테이너 하우징(100)의 지지력 등이 더욱 증대될 수 있다.
더욱이, 앞선 실시예와 같이, 하나의 차단 격벽(300)에 2개의 플레이트부(310)가 구비된 경우, 각 플레이트부(310)의 단부 절곡 방향은, 외측이 되도록 할 수 있다. 예를 들어, 차단 격벽(300)에 2개의 플레이트(좌측 플레이트와 우측 플레이트)가 구비된 경우, 좌측 플레이트의 상단과 하단은 좌측 방향으로 절곡되고, 우측 플레이트의 상단과 하단은 우측 방향으로 절곡될 수 있다. 이 경우, 2개의 플레이트의 단부와 컨테이너 하우징(100) 사이의 틈이 더욱 길게 형성될 수 있다. 따라서, 절곡 형태에 따른 밀폐 성능이 더욱 증가할 수 있다.
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 하나의 차단 격벽(300)에서, 2개의 플레이트부(310) 사이에 다양한 구성요소가 수납될 수 있는 공간이 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 차단 격벽(300)은, 2개의 플레이트부(310) 사이의 빈 공간(V1)에 화재를 진압하기 위한 소화제가 수납될 수 있다. 소화제로는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 화재 진압 가능한 물질이 채용될 수 있다. 이 경우, 소화제는 특정 모듈 적층체에서 화재가 발생한 경우, 특정 모듈 적층체의 화재를 진압하거나 인접한 다른 모듈 적층체로 화재가 전이되는 것을 방지하는데 이용될 수 있다.
또한, 차단 격벽(300)은, 특정 모듈 적층체에서 화재가 발생한 경우, 소화제가 2개의 플레이트부(310) 사이의 빈 공간(V1)에만 존재하거나, 그러한 공간으로부터 유출되어 모듈 적층체 측으로 새어 나가도록 구성될 수 있다. 이때, 차단 격벽(300)의 일부, 이를테면 플레이트부(310)에는 소화제가 새어 나갈 수 있는 홀 등이 형성될 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 컨테이너는, 소화액 공급 모듈을 더 포함할 수 있다. 특히, 이러한 소화액 공급 모듈은, E로 표시된 바와 같이, 차단 격벽(300) 내부에 소화 노즐을 포함할 수 있다. 더욱이, 소화 노즐(E)은, 2개의 플레이트부(310) 사이의 공간(V1)으로 소화액, 이를테면 물을 분사하도록 구성될 수 있다. 여기서, 소화 노즐(E)은, 2개의 플레이트부(310) 사이의 공간(V1)에서 상부에 위치하여, 하부 방향으로 소화액을 분사할 수 있다.
상기 소화 노즐(E)은, 인접한 모듈 적층체에서 화재가 발생하는 경우, 소화액이 공급되도록 할 수 있다. 예를 들어, 소화 노즐(E)은, 유리 벌브 형태로 구성되어, 화염 등에 의해 열이 인가되어 파손됨으로써 물이 분사되도록 할 수 있다. 또는, 소화액 공급 모듈은, 화재 센서나 연기 센서 등을 구비하여, 이러한 센서를 통해 화재를 감지하고, 소화 노즐(E)을 통해 소화액이 분사되도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 특정 모듈 적층체에서 열폭주 또는 화재 발생 시, 열이나 화염이 차단 격벽(300) 너머의 다른 모듈 적층체로 향하는 것을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 따라서, 배터리 컨테이너 전체로 화재가 전이되는 것을 방지하거나 지연시킬 수 있다. 더욱이, 상기 실시 구성에서, 물과 같은 소화액은 차단 격벽(300) 내부에만 분사되고, 배터리 모듈(200)에는 분사되지 않을 수 있다. 이 경우, 정상적인 배터리 모듈(200)까지도 물 등 소화액에 접촉하여 사용이 불가능하게 되거나, 감전 사고 또는 누전 사고 등의 문제가 발생하는 것을 예방할 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽(300)은, 도 3 내지 도 5 등에 도시된 바와 같이, 플레이트부(310)를 지지하는 제1 기둥부(320)를 구비할 수 있다.
상기 제1 기둥부(320)는, 상하 방향으로 길게 연장된 막대 형태로 구성되며, 상단과 하단이 컨테이너 하우징(100)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기둥부(320)는, 상단과 하단이 컨테이너 하우징(100)에 용접 결합되거나 볼팅 체결될 수 있다. 또는, 상기 제1 기둥부(320)는, 컨테이너 하우징(100)과 처음부터 일체화된 형태로 제조될 수 있다.
상기 제1 기둥부(320)는, 플레이트부(310)가 그 형태나 위치를 잘 유지하도록 플레이트부(310)와 접촉하거나 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기둥부(320)는, 플레이트부(310)와 용접되거나 볼팅 체결될 수 있다. 더욱이, 상기 제1 기둥부(320)는, 하나의 차단 격벽(300)에서 둘 이상 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기둥부(320)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 2개 구비될 수 있다. 그리고, 2개의 제1 기둥부(320)는, 수평 방향에서 모듈 적층체의 배치 방향에 직교하는 방향, 즉 전후 방향(Y축 방향)으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 이때, 플레이트부(310)는, 전후 방향으로 배치된 2개의 제1 기둥부(320)에 전단부와 후단부가 각각 결합 고정될 수 있다. 더욱이, 플레이트부(310)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 제1 기둥부(320) 사이에 삽입된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 컨테이너 하우징(100) 내부에서 차단 격벽(300)의 설치가 보다 용이해지고, 플레이트부(310)의 형태 및 위치가 보다 안정적으로 유지될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)에 의한 화염 차단 효과와 구조적 강성 보완 효과가 모두 향상될 가능성이 높다. 예를 들어, 상기 실시 구성의 경우, 플레이트부(310)는 화염 차단 성능에 우수한 재료, 이를테면 세라믹 재질을 구비하고, 제1 기둥부(320)는 기계적 강도가 높은 재료를 구비하는 형태로 차단 격벽(300)이 구성될 수 있다. 더욱이, 플레이트부(310)는, mica 재질을 구비할 수도 있다.
상기 제1 기둥부(320)는, 도 5에서 V2로 표시된 부분과 같이, 내부에 빈 공간이 형성될 수 있다. 더욱이, 제1 기둥부(320)는, 상하 방향으로 길게 연장 형성될 수 있으므로, 그 내부에 형성된 중공(V2) 역시, 상하 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 배터리 컨테이너의 무게가 더욱 감소되고 제조 비용이 절감될 수 있다.
또한, 상기 차단 격벽(300)은, 도 3 내지 도 6 등에 도시된 바와 같이, 제1 안착부(330)를 구비할 수 있다. 이러한 제1 안착부(330)의 구성에 대해서는, 도 8을 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 안착부(330)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3 내지 도 6과 함께 도 8을 참조하면, 상기 제1 안착부(330)는, 모듈 적층체에서 각 배터리 모듈(200)을 지지하도록 구성될 수 있다. 이러한 제1 안착부(330)는, 프레임 형태 또는 브라켓 형태로 구성된다는 점에서, 제1 안착 프레임 또는 제1 안착 브라켓으로 표현될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제1 안착부(330)는, 일 방향, 이를테면 전후 방향(Y축 방향)으로 길게 연장된 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 제1 안착부(330)는, 도 8 등에 도시된 바와 같이, 중앙 부분이 절곡된 형태, 특히 대략 90°정도 절곡된 형태로 구성될 수 있다.
이때, 제1 안착부(330)는, 절곡된 부분을 중심으로 수직 파트(331)와 수평 파트(332)를 구비한다고 할 수 있다. 여기서, 수직 파트(331)와 수평 파트(332)는, 각각 플레이트 형태로 구성되되, 서로 일체화된 형태를 가질 수 있다.
더욱이, 수직 파트(331)는 세워진 플레이트 형태로 구성되어 제1 기둥부(320)나 플레이트부(310)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 수직 파트(331)는, H1으로 표시된 바와 같이 체결홀이 형성될 수 있다. 또한, 수평 파트(332)는 눕혀진 플레이트 형태로 구성되어 상면에 배터리 모듈(200)을 지지할 수 있다.
상기 제1 안착부(330)는, 배터리 모듈(200)의 측하부 모서리 부분을 지지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 안착부(330)는, 배터리 모듈(200)의 좌측 하부 모서리를 지지할 수 있다. 이 경우, 해당 배터리 모듈(200)의 우측 하부 모서리는, 다른 제1 안착부(330), 이를테면 다른 차단 격벽(300)에 포함된 제1 안착부(330)에 의해 지지될 수 있다. 즉, 하나의 배터리 모듈(200)을 기준으로, 2개의 제1 안착부(330)가 배터리 모듈(200)의 양측, 특히 좌측 하단과 우측 하단을 각각 지지할 수 있다.
하나의 차단 격벽(300)에 대면하는 모듈 적층체는 상하 방향으로 적층된 다수의 배터리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 따라서, 차단 격벽(300)은, 이와 같이 적층된 다수의 배터리 모듈(200)을 각각 지지하기 위해, 다수의 제1 안착부(330)를 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 제1 안착부(330)는, 배터리 모듈(200)의 적층 방향을 따라 상하 방향으로 서로 소정 거리 이격된 형태로 복수 구비될 수 있다.
또한, 하나의 차단 격벽(300)에는, 모듈 적층체가 양측에 위치할 수 있다. 예를 들어, 하나의 차단 격벽(300)에 대하여, 좌측과 우측에 각각 서로 다른 모듈 적층체가 위치할 수 있다. 따라서, 하나의 차단 격벽(300)에는, 도 4 및 도 6 등에 도시된 바와 같이, 좌우 양측에 각각 위치한 복수의 배터리 모듈(200)을 지지하기 위해, 좌우 양측에 각각 복수의 제1 안착부(330)를 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)에 의해 배터리 모듈(200)이 지지될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(200)의 적층 상태를 유지하기 위한 별도의 랙 프레임이 배터리 컨테이너에 포함될 필요가 없다. 그러므로, 배터리 컨테이너의 제조 비용이 절감되고 조립성 및 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 배터리 컨테이너의 무게가 감소되어, 배터리 컨테이너의 운송 및 설치가 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 랙 프레임이 차지하는 공간을 줄이고, 배터리 모듈이 배터리 컨테이너의 천정까지 적층되도록 할 수 있으므로, 배터리 컨테이너의 크기를 줄이고 에너지 밀도를 높이는데 유리할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 컨테이너는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 차단 격벽(300)을 둘 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 컨테이너는, 7개의 차단 격벽(300)을 포함하며, 각 차단 격벽(300)은 좌우 방향으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 상기 배터리 컨테이너는, 지지벽(400)을 더 포함할 수 있다. 상기 지지벽(400)은, 2개의 차단 격벽(300) 사이에 구비될 수 있다. 이러한 지지벽(400)의 구성에 대해서는, 도 9 및 도 10을 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)의 다른 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 예를 들어, 도 9는, 도 2의 B2 부분을 확대하여 나타낸 도면이라 할 수 있다. 또한, 도 10은, 도 9의 구성에 대한 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2와 함께, 도 9 및 도 10을 참조하면, 배터리 컨테이너에 차단 격벽(300)과는 별도로 지지벽(400)이 포함될 수 있다. 이러한 지지벽(400)은, 차단 격벽(300)과 마찬가지로, 상단과 하단이 컨테이너 하우징(100)의 내측 상면과 내측 하면에 각각 결합될 수 있다. 따라서, 상기 지지벽(400)은, 차단 격벽(300)과 함께 컨테이너 하우징(100)의 상부 플레이트를 상부 방향으로 지지하며, 컨테이너 하우징(100)의 구조적 강성을 보완할 수 있다. 특히, 상기 지지벽(400)은, 2개의 차단 격벽(300) 사이에 개재될 수 있다. 더욱이, 지지벽(400)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 컨테이너에 복수 포함될 수 있다. 이때, 복수의 지지벽(400)과 복수의 차단 격벽(300)은, 수평 방향으로 교대로 배치될 수 있다.
또한, 상기 지지벽(400)은, 차단 격벽(300)과 함께 배터리 모듈(200)이 수납되어 지지되도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 지지벽(400)은, 제2 기둥부(420)와 제2 안착부(430)를 포함할 수 있다. 이러한 지지벽(400)의 제2 기둥부(420)와 제2 안착부(430)는, 앞서 설명된 차단 격벽(300)의 제1 기둥부(320)와 제1 안착부(330)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 특히, 제2 안착부(430)는, 제2 기둥부(420)에 볼팅 등의 방식으로 결합되어 상하 방향으로 다수 구비될 수 있다. 따라서, 상하 방향으로 적층된 다수의 배터리 모듈(200)을 상부 방향으로 안정적으로 지지할 수 있다.
특히, 지지벽(400)은, 다른 차단 격벽(300)과 함께 배터리 모듈(200)의 서로 다른 부분을 지지할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 실시 구성을 참조하면, 지지벽(400) W2는, 우측에 위치한 제2 안착부(430)를 통해, 우측에 위치한 제4 적층체(S4)에 속한 각 배터리 모듈(200)의 좌측 하단부를 상부 방향으로 지지할 수 있다. 이때, 제4 적층체(S4)에 속한 각 배터리 모듈(200)의 우측 하단부는, 지지벽(400) W2의 우측으로 소정 거리 이격되게 위치한 차단 격벽(300) F3의 좌측에 마련된 제1 안착부(330)를 통해 상부 방향으로 지지될 수 있다. 또한, 지지벽(400) W2는, 좌측에 위치한 제2 안착부(430)를 통해, 좌측에 위치한 제3 적층체(S3)에 속한 각 배터리 모듈(200)의 우측 하단부를 상부 방향으로 지지할 수 있다. 이때, 제3 적층체(S3)에 속한 각 배터리 모듈(200)의 좌측 하단부는, 지지벽(400) W2의 좌측으로 소정 거리 이격되게 위치한 차단 격벽(300) F2의 우측에 마련된 제1 안착부(330)를 통해 상부 방향으로 지지될 수 있다. 이와 같은 실시 구성에서, 각 배터리 모듈(200)은, 하부 측 일단이 차단 격벽(300)의 제1 안착부(330)에 의해 지지되고, 하부 측 타단이 지지벽(400)의 제2 안착부(430)에 의해 지지된다고 할 수 있다.
한편, 상기 지지벽(400)은, 차단 격벽(300)과 달리, 플레이트부(310)에 대응되는 구성이 존재하지 않을 수 있다. 즉, 차단 격벽(300)은 플레이트부(310)를 통해 양측 공간을 차단시킬 수 있는 반면, 상기 지지벽(400)은 플레이트부(310)에 대응되는 구성이 존재하지 않으므로, 양측 공간을 차단시키지 않을 수 있다. 즉, 상기 지지벽(400)은, 수평 방향으로 적어도 일부분이 개방되게 구성될 수 있다. 특히, 상기 지지벽(400)은, 양측 공간 사이에서 공기가 유통 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 실시 구성에서, 지지벽(400) W2를 사이에 두고, 좌측과 우측에 각각 제3 적층체(S3)와 제4 적층체(S4)가 위치하는 경우, 제3 적층체(S3)가 위치한 공간과 제4 적층체(S4)가 위치한 공간 사이에는 공기 등이 서로 유통될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 수평 방향으로 배치된 둘 이상의 모듈 적층체가 하나의 배터리 시스템의 구성요소로 포함된 상태에서, 각 배터리 시스템은 하나의 공조 모듈을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시 구성과 같이, 좌우 방향으로 14개의 모듈 적층체(S1~S14)가 수평 방향으로 배치된 경우, 인접한 2개의 모듈 적층체가 하나의 배터리 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 적층체(S1)와 제2 적층체(S2)가 하나의 배터리 시스템, 이를테면 제1 시스템을 구성할 수 있다. 또한, 제3 적층체(S3)와 제4 적층체(S4)가 다른 하나의 배터리 시스템, 이를테면 제2 시스템을 구성할 수 있다. 그리고, 제5 적층체(S5)와 제6 적층체(S6)가 제3 시스템을 구성할 수 있다.
이와 같은 실시 구성에서, 하나의 배터리 시스템에 포함된 서로 다른 모듈 적층체 사이에는 지지벽(400)이 개재되어 양측에 위치한 배터리 모듈(200)들을 지지할 수 있다. 그리고, 서로 다른 배터리 시스템에 포함된 모듈 적층체 사이에는, 차단 격벽(300)이 개재되어 양측에 위치한 배터리 모듈(200)들을 지지할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 실시 구성에서, 제3 적층체(S3)와 제4 적층체(S4)는, 하나의 배터리 시스템인 제2 시스템에 함께 포함되는 모듈 적층체들이므로, 이들 사이에는 지지벽(400)인 W2가 개재될 수 있다. 따라서, 제3 적층체(S3)와 제4 적층체(S4) 사이에는 냉각 공기가 유통될 수 있다. 따라서, 하나의 공조 모듈, 이를테면 제3 적층체(S3)의 전방 측 도어에 위치한 공조 장치(HVAC)로부터 공급된 냉각 공기가, 지지벽(400) W2의 개방부를 통해 제4 적층체(S4)가 위치하는 공간으로 유통될 수 있다.
반면, 제2 적층체(S2)는, 제3 적층체(S3)와는 다른 배터리 시스템인 제1 시스템에 포함되므로, 제2 적층체(S2)와 제3 적층체(S3) 사이에는 지지벽(400)이 아닌 차단 격벽(300) F2가 개재될 수 있다. 이때, 제1 시스템에는 제2 시스템과 독립된 별도의 공조 모듈이 존재할 수 있다.
이러한 실시 구성에 의하면, 동일한 배터리 시스템 내부에서는 서로 다른 모듈 적층체라 하더라도, 하나의 공조 모듈을 통한 통합 냉각 제어가 가능할 수 있다. 또한, 이러한 실시 구성에 의하면, 동일한 배터리 시스템 내에서는 공조가 용이하게 이루어지면서도, 서로 다른 배터리 시스템 사이에서는 화염이 전이되는 것이 차단될 수 있다. 예를 들어, 제3 적층체(S3)에서 화재가 발생하더라도, 차단 격벽(300) F2에 의해, 화염이 제2 적층체(S2)로 향하는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 플레이트부(310)에 대응하는 구성이 지지벽(400)에는 포함되지 않으므로, 지지벽(400)은 차단 격벽(300)보다 무게가 가벼울 수 있다. 따라서, 이 경우, 배터리 컨테이너의 무게가 보다 감소할 수 있다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)의 일부 구성을 상부 측에서 바라본 형태로 개략적으로 나타내는 상부 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 차단 격벽(300)의 전단부 및 후단부는, 컨테이너 하우징(100)의 전방 측 내면 및 후방 측 내면에 각각 접촉된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너 하우징(100)에는, 내부 공간의 전방 측과 후방 측을 폐쇄시키기 위해, 도 11에 도시된 바와 같이, 전방 플레이트(105) 및 후방 플레이트(106)가 포함될 수 있다. 더욱이, 전방 플레이트(105) 및/또는 후방 플레이트(106)에는, 내부 공간을 개폐시키기 위한 도어가 구비될 수 있다. 또한, 전방 플레이트(105) 및/또는 후방 플레이트(106)에는, 컨테이너 하우징(100)의 공조를 위해 공조 모듈이 장착될 수 있다. 일례로, HVAC이 컨테이너 하우징(100)의 전방 플레이트(105)에 구비된 도어에 설치될 수 있다.
이와 같은 실시 구성에서, 차단 격벽(300)의 전단부는, 도 11에서 I1으로 표시된 부분과 같이, 컨테이너 하우징(100)의 전방 플레이트(105)의 내면에 접촉될 수 있다. 특히, 차단 격벽(300)의 전단부와 컨테이너 하우징(100) 사이의 접촉 부분은, 상단에서 하단까지 길게 연속하여 형성될 수 있다. 또한, 차단 격벽(300)의 후단부는, 도 11에서 I1'으로 표시된 부분과 같이, 컨테이너 하우징(100)의 후방 플레이트(106)의 내면에 접촉될 수 있다. 그리고, 차단 격벽(300)의 후단부와 컨테이너 하우징(100) 사이의 접촉 부분 역시, 상단에서 하단까지 길게 연속하여 형성될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 차단 격벽(300)의 전단부와 후단부에는, 제1 기둥부(320)가 위치할 수 있다. 이때, 전단부에 위치하는 제1 기둥부(320)의 전면은 전방 플레이트(105)의 내면에 접촉될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)에 의한 화염 등 차단 성능이 보다 향상될 수 있다. 즉, 상기 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)의 전방 측 또는 후방 측으로 화염이나 고온의 벤팅 가스가 넘어가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 차단 격벽(300)을 사이에 두고 인접 배치된 모듈 적층체 간 화재 전이 방지 효과가 더욱 개선될 수 있다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈(200)의 일부 구성을 상부 측에서 바라본 형태로 개략적으로 나타내는 상부 단면도이다. 또한, 도 13은, 도 12의 J1 부분에 대한 확대도이다.
먼저, 도 12를 참조하면, 차단 격벽(300)의 전단부 및 후단부는, J1, J2, J3 및 J4로 표시된 바와 같이, 경사면이 형성될 수 있다. 특히, 이러한 경사면은, 전후 방향으로 갈수록 내측으로 경사지게 구성될 수 있다. 여기서, 내측 방향이란, 모듈 적층체가 수납되는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 13의 구성을 참조하면, 차단 격벽(300)의 전단부 좌측, 특히 전방 측 제1 기둥부(320)의 좌측면에는, K로 표시된 부분과 같이, 전방 측(-Y축 방향)으로 갈수록 좌측 방향으로 기울어진 형태의 경사면을 구비할 수 있다. 또한, 도 12에서 전방 측 제1 기둥부(320)의 우측면에는, J2로 표시된 부분과 같이, 전방 측으로 갈수록 우측 방향으로 기울어진 형태의 경사면을 구비할 수 있다. 또한, 도 12에서 후방 측 제1 기둥부(320)의 좌측면에는, J3로 표시된 부분과 같이, 후방 측으로 갈수록 좌측 방향으로 기울어진 형태의 경사면이 형성될 수 있다. 그리고, 도 12에서 후방 측 제1 기둥부(320)의 우측면에는, J4로 표시된 부분과 같이, 후방 측으로 갈수록 우측 방향으로 기울어진 형태의 경사면이 형성될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성의 경우, 차단 격벽(300), 특히 제1 기둥부(320)는, 외측(전방 측 또는 후방 측)으로 갈수록 폭이 점점 넓어지는 부분을 구비한다고 할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 화염이나 가스 등이 차단 격벽(300)의 전단부 내지 후단부를 따라, 그 너머의 다른 적층체 측으로 넘어가는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에 의하면, 도 13에서 화살표로 표시된 바와 같이, 화염이나 가스가, 경사면(K)을 따라 내측 방향으로 절곡될 수 있다. 따라서, 화염이나 가스가 차단 격벽(300)의 단부를 따라 차단 격벽(300) 너머의 다른 모듈 적층체로 이동하는 것이 보다 확실하게 차단될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100)의 내면 사이의 접촉 면적이 더욱 넓어질 수 있다. 따라서, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100)의 내면 사이의 틈으로 화염이나 가스가 유입되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차단 격벽(300)의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 14를 참조하면, 차단 격벽(300)에 포함된 플레이트부(310)에는 요철이 형성될 수 있다. 여기서, 요철은, 플레이트부(310)에 돌기 또는 홈이 형성된 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 14에서 P1으로 표시된 바와 같이, 플레이트부(310)에는, 수직 방향(Z축 방향)으로 길게 연장된 형태의 돌기가 구비될 수 있다. 이러한 돌기(P1)는, 배터리 모듈(200)이 위치한 수평 방향, 이를테면 좌측 또는 우측 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 돌기(P1)는, 상하 방향으로 인접하여 배치된 2개의 제1 안착부(330) 사이의 공간에서, 전후 방향(Y축 방향)으로 다수 배치될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 특정 배터리 모듈(200)로부터 화염이 배출되는 경우, 플레이트부(310)에 구비된 돌기(P1)로 인해, 플레이트부(310)의 표면을 따라 화염이 전후 방향(Y축 방향)으로 이동하는 것이 효과적으로 방해될 수 있다. 특히, 화염은 직진성이 강하기 때문에, 수직 방향으로 길게 형성되어 전후 방향으로 다수 배치된 돌기(P1)에 의해, 화염의 전후 방향 이동이 억제될 수 있다. 따라서, 이 경우, 화염이 배터리 컨테이너의 전방 내지 후방 측으로 토출되는 것이 방지될 수 있다.
도 15는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차단 격벽(300)의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 15를 참조하면, 차단 격벽(300)에 포함된 플레이트부(310)의 표면에는, P2로 표시된 바와 같이, 전후 방향(Y축 방향)으로 길게 연장된 형태의 돌기가 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 돌기(P2)는, 상하 방향으로 인접하여 배치된 2개의 제1 안착부(330) 사이의 공간에서, 상하 방향으로 다수 배치될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 특정 배터리 모듈(200)로부터 화염이 배출되는 경우, 플레이트부(310)에 구비된 돌기(P2)로 인해, 플레이트부(310)의 표면을 따라 화염이 상하 방향(Z축 방향)으로 이동하는 것이 방해될 수 있다. 따라서, 동일한 모듈 적층체 내부에서 상부 또는 하부에 적층된 다른 배터리 모듈(200)로 화염이 이동하는 것이 억제될 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(200) 간 화재가 전이되는 것이 감소되거나 지연될 수 있다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 특히, 도 16은, 차단 격벽(300)의 하부가 컨테이너 하우징(100)의 하부 플레이트(102)와 결합되기 전의 모습을 나타낸다고 할 수 있다.
도 16을 참조하면, 컨테이너 하우징(100)의 내면, 이를테면 하부 플레이트(102)의 상면(바닥면)에는, G1으로 표시된 바와 같이, 삽입홈이 형성될 수 있다. 그리고, 차단 격벽(300)의 적어도 일부, 이를테면 하단부는 이러한 삽입홈(G1)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 컨테이너 하우징(100)의 삽입홈(G1)은, 차단 격벽(300)의 하단부에 대응되는 형태를 가질 수 있다. 특히, 컨테이너 하우징(100)의 삽입홈(G1)은, 전후 방향으로 길게 형성될 수 있다. 이 경우, 차단 격벽(300)은 컨테이너 하우징(100)의 삽입홈(G1)을 따라 길게 삽입 체결될 수 있다.
한편, 도 16에서는, 컨테이너 하우징(100)의 하부만 도시되어 있으나, 컨테이너 하우징(100)의 상부에도 이러한 차단 격벽(300)의 삽입 구성이 마련될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이로 화염이나 가스가 새어나가는 것이 더욱 확실하게 방지될 수 있다. 예를 들어, 차단 격벽(300)의 하단은 컨테이너 하우징(100)의 하부 플레이트(102)에 형성된 삽입홈(G1)에 삽입되므로, 차단 격벽(300)의 하단과 하부 플레이트(102) 사이의 화염 유출 경로가 절곡된 형태로 보다 길게 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 차단 격벽(300)의 하단과 하부 플레이트(102) 사이의 틈으로 화염 등이 쉽게 이동하지 못하도록 할 수 있다.
또한, 상기 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)이 컨테이너 하우징(100)의 내부에서 안정적으로 위치가 고정될 수 있다. 그리고, 이로 인해, 차단 격벽(300)의 컨테이너 하우징(100) 강성 보완 효과가 더욱 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)의 설치 위치가 삽입홈(G1)에 의해 가이드되므로, 컨테이너 하우징(100) 내부에 차단 격벽(300)을 설치하는 작업이 보다 쉽게 수행될 수 있다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 컨테이너의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 17 역시, 차단 격벽(300)의 하부가 컨테이너 하우징(100)의 하부 플레이트(102)와 결합되기 전의 모습을 나타낸다고 할 수 있다.
도 17을 참조하면, 도 16의 실시 구성과 마찬가지로, 컨테이너 하우징(100)의 내면에, 차단 격벽(300)의 일부분이 삽입될 수 있도록 G2로 표시된 바와 같은 삽입홈이 형성될 수 있다. 다만, 도 17의 실시 구성에서는, 도 16의 실시 구성과 달리, 삽입홈(G2)의 내부에, L1 및 L2로 표시된 바와 같은 제1 돌출부 및 제2 돌출부가 구비될 수 있다.
특히, 이러한 삽입홈(G2) 내부에 구비된 돌출부(L1, L2)는, 차단 격벽(300)의 단부 형태에 대응되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 V1으로 표시된 바와 같이, 차단 격벽(300)에서 플레이트부(310)를 구성하는 2개의 판재 사이에 빈 공간이 형성될 수 있다. 이때, 2개의 플레이트부(310) 사이의 빈 공간(V1)으로, 제1 돌출부(L1)가 삽입될 수 있다. 그리고, 2개의 판재는, 제1 돌출부(L1)의 좌측과 우측에 형성된 삽입홈(G2)에 끼워진다고 할 수 있다. 또한, 도 5에서 V2로 표시된 바와 같이, 차단 격벽(300)에서 제1 기둥부(320)의 중앙에는 빈 공간이 형성될 수 있다. 이때, 제1 기둥부(320)의 중공(V2)으로, 제2 돌출부(L2)가 삽입될 수 있다. 그리고, 2개의 제1 기둥부(320)는, 제2 돌출부(L2)의 주변에 형성된 삽입홈(G2)에 끼워질 수 있다.
이와 같은 실시 구성의 경우, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이의 체결력이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 이와 같은 실시 구성에 의하면, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100)은 더욱 밀착되고, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이에 형성된 틈은 여러 번 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 차단 격벽(300)과 컨테이너 하우징(100) 사이의 틈으로 화재나 가스 등이 유출되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다.
도 18은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지지 부재의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 상기 플레이트부(310)는, 제1 안착부(330)의 적어도 일부분이 삽입되도록 G3로 표시된 바와 같이, 삽입홈이 형성될 수 있다. 이러한 삽입홈(G3)은, 앞선 삽입홈들(G1, G2)과 구별하기 위해 제3 삽입홈으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이, 제3 삽입홈(G3)은, 제1 안착부(330)의 양단을 제외한 중앙 부분이 삽입되도록 수평 내측 방향으로 오목한 형태로 구성될 수 있다. 특히, 플레이트부(310)가 차단 격벽(300)의 좌측과 우측에 각각 형성된 경우, 우측 플레이트부(310)의 제3 삽입홈(G3)은 우측 표면에서 좌측 방향으로 오목한 형태로 형성될 수 있고, 좌측 플레이트부(310)의 제3 삽입홈(G3)은 좌측 표면에서 우측 방향으로 오목한 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 제3 삽입홈(G3)은, 플레이트부(310)의 두께를 부분적으로 얇게 하거나 플레이트부(310)의 일부를 절곡시킨 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 기둥부(320)는, 제1 안착부(330)의 일부분이 삽입되도록 G4로 표시된 바와 같이, 삽입홈이 형성될 수 있다. 이러한 삽입홈(G4)은, 앞선 삽입홈들(G1~G3)과 구별하기 위해 제4 삽입홈으로 지칭될 수 있다. 제4 삽입홈(G4)은, 제3 삽입홈(G3)과 함께 제1 안착부(330)가 삽입될 수 있는 홈을 형성할 수 있다. 더욱이, 제3 삽입홈(G3)은 제1 안착부(330)의 형상에 대응하여 전후 방향(Y축 방향)으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있는데, 제4 삽입홈(G4)은, 이러한 제3 삽입홈(G3)의 연장 방향을 따라 단부에 위치할 수 있다.
또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 하나의 차단 격벽(300)에서 2개의 제1 기둥부(320)가 전후 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 이러한 2개의 제1 기둥부(320)는 플레이트부(310)의 전방과 후방에 위치할 수 있다. 따라서, 플레이트부(310)의 전방에 위치한 제1 기둥부(320)에는, 제3 삽입홈(G3)의 전단에 연장되도록 제4 삽입홈(G4)이 형성될 수 있다. 또한, 플레이트부(310)의 후방에 위치한 제1 기둥부(320)에는, 제3 삽입홈(G3)의 후단에 연장되도록 제4 삽입홈(G4)이 형성될 수 있다.
특히, 각각의 제1 기둥부(320)에는 좌측 표면 및 우측 표면에 각각 제1 안착부(330)가 결합될 수 있다. 따라서, 전방 측 제1 기둥부(320)의 우측에 형성된 제4 삽입홈(G4)은, 제1 안착부(330)의 전단부가 우측에서 삽입 가능하도록, 우측 및 후방 측이 개방된 형태로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 후방 측 제1 기둥부(320)의 우측에 형성된 제4 삽입홈(G4)은, 제1 안착부(330)의 후단부가 삽입 가능하도록, 우측 및 전방 측이 개방된 형태로 오목하게 형성될 수 있다. 또한, 전방 측 제1 기둥부(320)의 좌측에 형성된 제4 삽입홈(G4)은, 제1 안착부(330)의 전단부가 좌측에서 삽입 가능하도록, 좌측 및 후방 측이 개방된 형태로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 후방 측 제1 기둥부(320)의 좌측에 형성된 제4 삽입홈(G4)은, 제1 안착부(330)의 후단부가 삽입 가능하도록, 좌측 및 전방 측이 개방된 형태로 오목하게 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 제1 안착부(330)의 고정력이 크게 향상될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에 의하면, 제1 안착부(330)가 제3 삽입홈(G3) 및 제4 삽입홈(G4)에 의해 상부 방향으로 안정적으로 지지될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 제1 안착부(330)가 전후 방향으로 이동하는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 제3 삽입홈(G3) 및 제4 삽입홈(G4)에 의해 제1 안착부(330)의 조립 위치가 가이드될 수 있다. 따라서, 이 경우, 배터리 컨테이너의 조립성이 더욱 개선될 수 있다.
한편, 도 18의 실시 구성에서는, 차단 격벽(300)에 제1 안착부(330)가 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성된 실시예가 설명되었으나, 지지벽(400)에도 이와 유사한 형태로 제2 안착부(430)가 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성될 수도 있다.
상기 배터리 컨테이너는, 앞서 설명한 구성요소 이외에, 본 발명의 출원시점에 공지된 다른 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 컨테이너는, AC/DC 패널과 같은 전장부를 더 포함할 수 있다. 또한, 배터리 컨테이너는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 제어 모듈(500)을 포함할 수 있다. 상기 제어 모듈(500)은, 배터리 컨테이너에 포함된 배터리 모듈(200)의 충방전 동작을 제어하거나 배터리 컨테이너 외부의 다른 구성요소와 데이터를 주고받도록 구성될 수 있다. 특히, 배터리 컨테이너에 다수의 배터리 시스템이 포함된 경우, 다수의 제어 모듈(500)이 포함될 수 있다. 이때, 각 배터리 시스템에는, 별도의 제어 모듈(500)이 포함되어, 해당 배터리 시스템을 독립적으로 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은, 상술한 본 발명에 따른 배터리 컨테이너를 포함한다. 더욱이, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은, 둘 이상의 배터리 컨테이너를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템은, 배터리 컨테이너 이외에 하나 이상의 배터리 컨테이너의 충방전 동작 등 여러 동작을 제어하기 위한 제어 컨테이너 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용될 수 있으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다. 또한, 본 명세서에서는, 내측과 외측이라는 용어가 사용될 수 있으나, 이에 대한 특별한 설명이 없는 한, 각 구성요소에 대하여 내측 방향은 그 중심을 향하는 방향을 의미하고, 외측 방향은 그 반대 방향을 의미할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
[부호의 설명]
100: 컨테이너 하우징
101: 상부 플레이트, 102: 하부 플레이트, 103: 좌측 플레이트, 104: 우측 플레이트, 105: 전방 플레이트, 106: 후방 플레이트
200: 배터리 모듈
300: 차단 격벽
310: 플레이트부, 320: 제1 기둥부, 330: 제1 안착부
400: 지지벽
420: 제2 기둥부, 430: 제2 안착부
500: 제어 모듈
S1~S14: 모듈 적층체

Claims (10)

  1. 내부에 빈 공간이 형성된 컨테이너 하우징;
    상기 컨테이너 하우징의 내부 공간에 수용되고, 상하 방향으로 적층되어 모듈 적층체를 형성하며, 상기 모듈 적층체가 수평 방향으로 다수 배치된 복수의 배터리 모듈; 및
    다수의 모듈 적층체 중 적어도 일부 모듈 적층체 사이에 개재되어, 모듈 적층체 사이의 공간을 분리시키도록 구성된 차단 격벽
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단 격벽은, 상단이 상기 컨테이너 하우징의 상부 측에 고정되고 하단이 상기 컨테이너 하우징의 하부 측에 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차단 격벽은, 인접한 2개의 모듈 적층체 사이에서, 양 표면이 서로 다른 모듈 적층체에 대면하도록 세워진 형태로 배치된 플레이트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플레이트부는, 서로 이격된 2개의 판재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차단 격벽은, 상기 플레이트부를 지지하는 제1 기둥부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차단 격벽은, 상기 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 제1 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차단 격벽은 둘 이상 포함되고,
    상기 배터리 컨테이너는, 2개의 차단 격벽 사이에 구비되어 상기 차단 격벽과 함께 상기 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 지지벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차단 격벽의 전단부 및 후단부는, 상기 컨테이너 하우징의 전방 측 내면 및 후방 측 내면에 각각 접촉된 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단 격벽은, 전후 방향 외측으로 갈수록 모듈 적층체 측으로 경사지게 구성된 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨테이너.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 컨테이너를 포함하는 에너지 저장 시스템.
PCT/KR2023/006114 2022-06-03 2023-05-04 배터리 컨테이너 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 Ceased WO2023234573A1 (ko)

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