JP2022536405A - 電力貯蔵装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の一実施例による電力貯蔵装置は、所定の収容空間が備えられるラックコンテナと、ラックコンテナ内に配置され、所定の冷媒を備えるクーラントタンクを備える複数個のバッテリーラックと、複数個のバッテリーラックのクーラントタンクを連結する少なくとも一つの流量補充ユニットと、を含むことを特徴とする。

Description

本発明は、電力貯蔵装置に関する。
本出願は、２０１９年７月２２日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－００８８４８４号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
製品群に応じた適用性が高く、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量によって複数のバッテリーセルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、前記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定可能である。
なお、複数のバッテリーセルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックやバッテリーラックを構成する方法が一般的である。ここで、少なくとも一つのバッテリーモジュールを含むバッテリーラックは、多様な電圧と容量要求条件などによって、このようなバッテリーラックを少なくとも一つ以上備える電力貯蔵装置を構成することもある。
従来の電力貯蔵装置のバッテリーラックの場合、ラックケース内の複数個のバッテリーモジュールの少なくともいずれか一つのバッテリーモジュールで異常状況が発生したとき、異常状況が発生したバッテリーモジュールで発火が発生し得る。
このようにいずれか一つのバッテリーモジュールに発火が発生する場合、隣接するバッテリーモジュールへ火炎及び熱が移される場合、さらなる発火につながり、重大な財産上の損失や大きい人命被害などを起こすという問題がある。
そこで、バッテリーモジュールの少なくとも一つが発火したとき、隣接するバッテリーモジュールへの火炎及び熱の伝播をより迅速に防止できる電力貯蔵装置が求められる。
本発明は、バッテリーモジュールの少なくとも一つが発火したとき、隣接するバッテリーモジュール側への火炎及び熱の伝播をより迅速に防止することができる電力貯蔵装置を提供することを目的とする
上記の課題を達成するため、本発明は、電力貯蔵装置であって、所定の収容空間が備えられるラックコンテナと、前記ラックコンテナ内に配置され、所定の冷媒を備えるクーラントタンクを備える複数個のバッテリーラックと、前記複数個のバッテリーラックの前記クーラントタンクを連結する少なくとも一つの流量補充ユニットと、を含むことを特徴とする、電力貯蔵装置を提供する。
前記複数個のバッテリーラックは、各々、前記バッテリーラックの上下方向に沿って相互に積層され、少なくとも一つのバッテリーセルを含む複数個のバッテリーモジュールと、前記複数個のバッテリーモジュールを収容するラックケースと、前記ラックケースの上側に備えられる前記クーラントタンクと、前記クーラントタンクと前記複数個のバッテリーモジュールとを連結する配管ユニットと、前記配管ユニットと前記クーラントタンクとの間に備えられ、前記複数個のバッテリーモジュールの少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定の温度以上であるとき、前記所定の温度以上のバッテリーモジュールに前記冷媒を供給するように開放されて前記クーラントタンクの冷媒を前記配管ユニットに送るバルブユニットと、を含み得る。
前記少なくとも一つの流量補充ユニットは、前記バルブユニットの開放によって、前記クーラントタンクの内部の冷媒が減少して前記所定の温度以上のバッテリーモジュールに流入する流量が減少することを防止するよう、前記開放されたバルブユニットと連結されたクーラントタンク側に冷媒を供給することができる。
前記少なくとも一つの流量補充ユニットは、前記冷媒の流動のための内部流路を備え、前記バッテリーラックのクーラントタンクと隣接する少なくとも一つのバッテリーラックのクーラントタンクを連結し得る。
前記少なくとも一つの流量補充ユニットは、前記内部流路を備え、所定の長さに形成される連結パイプと、前記連結パイプに備えられ、前記内部流路を開閉する少なくとも一つの流量バルブと、を含み得る。
前記複数個のバッテリーラックは、各々、前記ラックケースに備えられ、前記複数個のバッテリーモジュールの温度を感知するための少なくとも一つの温度センサーを含み得る。
前記複数個のバッテリーラックは、各々、前記少なくとも一つの温度センサー、前記バルブユニット及び前記少なくとも一つの流量補充ユニットと電気的に接続し、前記バルブユニット及び前記流量補充ユニットの動作を制御する制御ユニットを含み得る。
前記流量補充ユニットは、前記複数個のバッテリーラックのクーラントタンクを連結できるように複数個が備えられ得る。
前記複数個の流量補充ユニットは、前記複数個のバッテリーラックの少なくとも一方向に沿って配置され得る。
前記配管ユニットは、前記バルブユニットと連結されるメイン配管と、前記メイン配管と連結され、各々のバッテリーモジュールと連結される複数個のモジュール配管と、を含み得る。
前記冷媒は、水であり得る。
以上のような多様な実施例によって、バッテリーモジュールのうち少なくとも一つが発火したとき、隣接するバッテリーモジュールへの火炎及び熱の伝播をより迅速に防止することができる電力貯蔵装置を提供することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例による電力貯蔵装置を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックを説明するための図である。 図２の電力貯蔵装置のバッテリーラックの配管ユニットを説明するための図である。 図３の配管ユニットの部分切開図である。 図３の配管ユニットのＡ－Ａ’部分の断面図である。 図３の配管ユニットの多様な実施例による水圧調節部を説明するための図である 図３の配管ユニットの多様な実施例による水圧調節部を説明するための図である。 図２のバッテリーラックのバルブユニットを説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置の流量補充ユニットを説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置の流量補充ユニットの多様な連結形態を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置の流量補充ユニットの多様な連結形態を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックの少なくとも一つのバッテリーモジュールの異常発熱時における電力貯蔵装置の動作を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックの少なくとも一つのバッテリーモジュールの異常発熱時における電力貯蔵装置の動作を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックの少なくとも一つのバッテリーモジュールの異常発熱時における電力貯蔵装置の動作を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックの少なくとも一つのバッテリーモジュールの異常発熱時における電力貯蔵装置の動作を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックの少なくとも一つのバッテリーモジュールの異常発熱時における電力貯蔵装置の動作を説明するための図である。 図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックの少なくとも一つのバッテリーモジュールの異常発熱時における電力貯蔵装置の動作を説明するための図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張されて示され得る。
図１は、本発明の一実施例による電力貯蔵装置を説明するための図であり、図２は、図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックを説明するための図であり、図３は、図２の電力貯蔵装置のバッテリーラックの配管ユニットを説明するための図であり、図４は、図３の配管ユニットの部分切開図であり、図５は、図３の配管ユニットのＡ－Ａ’部分の断面図であり、図６及び図７は、図３の配管ユニットの多様な実施例による水圧調節部を説明するための図であり、図８は、図２のバッテリーラックのバルブユニットを説明するための図であり、図９は、図１の電力貯蔵装置の流量補充ユニットを説明するための図であり、図１０及び図１１は、図１の電力貯蔵装置の流量補充ユニットの多様な連結形態を説明するための図である。
図１～図１１を参照すると、電力貯蔵装置１は、エネルギー源として、家庭用または産業用に用いられ得る。このような電力貯蔵装置１は、複数個のバッテリーラック１０、ラックコンテナ５０及び流量補充ユニット７０を含み得る。
前記複数個のバッテリーラック１０は、後述するラックコンテナ５０の内に配置され得る。このような複数個のバッテリーラック１０は、少なくとも二つ以上が備えられ得る。
前記複数個のバッテリーラック１０は、各々、バッテリーモジュール１００、ラックケース２００、クーラントタンク３００、配管ユニット４００、バルブユニット５００、温度センサー６００及び制御ユニット７００を含み得る。
前記バッテリーモジュール１００は、複数個が備えられ得る。前記複数個のバッテリーモジュール１００は、前記バッテリーラック１０の上下方向に沿って相互に積層され得る。このような複数個のバッテリーモジュール１００は、各々、少なくとも一つのバッテリーセル１１０を含み得る。以下、本実施例では、前記複数個のバッテリーモジュール１００が各々複数個のバッテリーセル１１０を含むことに限定して説明する。
前記複数個のバッテリーセル１１０は、各々、二次電池として設けられ得る。具体的には、前記複数個のバッテリーセル１１０は、パウチ型二次電池、角形二次電池及び円筒型二次電池の少なくとも一つを含み得る。以下、本実施例では、前記複数個のバッテリーセル１１０がパウチ型二次電池であることに限定して説明する。
前記ラックケース２００は、前記複数個のバッテリーモジュール１００を収容し得る。このような前記ラックケース２００は、前記複数個のバッテリーモジュール１００を上下方向において相互積層されるように収容し得る。
前記クーラントタンク３００は、前記ラックケース２００の上側に備えられ得る。このような前記クーラントタンク３００は、所定の冷媒を内部に備え得る。これによって、前記クーラントタンク３００には、前記冷媒を収容できる収容空間が設けられ得る。ここで、前記冷媒は、液体冷媒として設けられ得る。例えば、前記冷媒は、水であり得る。以下、本実施例では、前記冷媒が水である場合に限定して説明する。
前記配管ユニット４００は、前記クーラントタンク３００と前記複数個のバッテリーモジュール１００とを連結し得る。前記配管ユニット４００は、前記クーラントタンク３００の冷媒、即ち、前記水を前記複数個のバッテリーモジュール１００側に供給可能にガイドできる。
このような配管ユニット４００は、メイン配管４１０、モジュール配管４３０及び水圧調節部４５０を含み得る。
前記メイン配管４１０は、後述するバルブユニット５００と連結され、前記ラックケース２００の上下方向に沿って所定の長さで長く形成され得る。このようなメイン配管４１０は、前記ラックケース２００と所定の間隔で離隔して配置され得る。
前記モジュール配管４３０は、前記メイン配管４１０と連結され、前記メイン配管４１０から水平方向へ配置され得る。このようなモジュール配管４３０は複数個が備えられ、各々のバッテリーモジュール１００と連結され得る。
前記複数個のモジュール配管４３０は、前記ラックケース２００の上下方向に沿って相互に所定の距離で離隔して配置され得る。前記複数個のモジュール配管４３０は、前記メイン配管４１０と前記複数個のバッテリーモジュール１００とを相互に連結し得る。
このような複数個のモジュール配管４３０は、各々、モジュールバルブ４３５を含み得る。
前記モジュールバルブ４３５は、各々のモジュール配管４３０の内部流路に開閉可能に備えられ得る。このような前記モジュールバルブ４３５は、後述する制御ユニット７００と電気的に接続し得る。各々のモジュールバルブ４３５は、後述する制御ユニット７００の制御によって前記モジュール配管４３０の内部流路を開放または閉塞するように動作し得る。
一方、前記モジュールバルブ４３５は、前記制御ユニット７００の制御ではなく、他の方式によっても開放または閉塞可能に備えられ得る。例えば、前記モジュールバルブ４３５は、前記モジュール配管４３０の内部流路を閉塞するように、前記モジュール配管４３０の内部に取り付けられた状態で、前記バッテリーモジュール１００の異常発熱時、前記モジュール配管４３０の内部流路を開放するように、前記既に設定された所定の温度以上で溶融または切断されるなどの方式の部材で備えられ得る。
前記水圧調節部４５０は、前記メイン配管４１０の高さに応じて水圧を調節するためのものであって、前記メイン配管４１０の内壁に備えられ得る。具体的には、前記水圧調節部４５０は、複数個が備えられ、前記メイン配管４１０の上下方向において、前記複数個のモジュール配管４３０の間に配置され得る。
前記複数個の水圧調節部４５０は、前記メイン配管４１０の内壁から前記メイン配管４１０の中央部側へ所定の長さで突出するように形成され得る。このような複数個の水圧調節部４５０が備えられた前記メイン配管４１０の内径は、前記複数個の水圧調節部４５０が備えられていない部分よりも相対的に小さい。これによって、前記複数個のモジュール配管４３０の間に前記複数個の水圧調節部４５０が備えられる前記メイン配管４１０部分の空間には、配管損失が起こる。このような配管損失によって前記メイン配管４１０を通して前記水が流動するとき、重力によって増加する圧力を相殺し、前記複数個のモジュール配管４３０側のどこでも高さに関係なくより均一に前記水が供給できる。
即ち、前記複数個の水圧調節部４５０によって前記メイン配管４１０の高さによる水圧を調節して、前記水の供給時、前記複数個のバッテリーモジュール１００の上側や下側、中央側を含む前記複数個のバッテリーモジュール１００のどこでも前記水が均一に投入可能になる。結局、前記複数個の水圧調節部４５０は、前記バッテリーモジュール１００の高さに関係なく均一な流量の投入をガイドできる。
一方、前記複数個の水圧調節部４５０は、前記メイン配管４１０の配管損失を与え得るその他の構造で設けられることも可能である。即ち、図６に示したように、複数個の水圧調節部４６０は、前記メイン配管４１０の内壁へ突出し、前記メイン配管４１０の中央側を中心にして放射状で設けられる複数個のリブとして設けられ得る。また、図７に示したように、複数個の水圧調節部４７０は、内部に複数個の貫通孔が設けられる円板状で設けられることも可能である。
前記バルブユニット５００は、前記配管ユニット４００と前記クーラントタンク３００との間に備えられ、前記複数個のバッテリーモジュール１００の少なくとも一つのバッテリーモジュール１００の温度が所定の温度以上であるとき、前記複数個のバッテリーモジュール１００に前記水を供給するように開放され、前記クーラントタンク３００の水を前記配管ユニット４００へ送ることができる。
このようなバルブユニット５００は、バルブ本体５１０及び開閉バルブ５３０を含み得る。
前記バルブ本体５１０は、前記クーラントタンク３００と前記配管ユニット４００とを連結し得る。このようなバルブ本体５１０の内部には、前記水の流動のためのバルブ流路５１５が備えられ得る。
前記開閉バルブ５３０は、前記バルブ本体５１０内に開閉可能に備えられ、前記クーラントタンク３００の近くに配置され得る。このような前記開閉バルブ５３０は、前記複数個のバッテリーモジュール１００の温度が所定の温度未満であるとき、前記バルブ流路５１５を閉塞し、前記複数個のバッテリーモジュール１００の少なくとも一つのバッテリーモジュール１００の温度が所定の温度以上であるとき、前記バルブ流路５１５を開放し得る。
前記温度センサー６００は前記ラックケース２００に備えられ、前記複数個のバッテリーモジュール１００の温度を感知し得る。このような温度センサー６００は、複数個が備えられ得る。前記複数個の温度センサー６００は、各々のバッテリーモジュール１００の近くに配置され得る。
前記制御ユニット７００は、前記複数個のバッテリーモジュール１００、前記クーラントタンク３００、前記複数個の温度センサー６００、前記モジュールバルブ４３５、前記バルブユニット５００、後述する流量補充ユニット７０の流量バルブ７５及び前記バッテリーラック１０の各種電装品などと電気的に接続し、前記バッテリーラック１０及び前記流量補充ユニット７０の動作などを制御し得る。例えば、前記制御ユニット７００は、前記複数個のバッテリーモジュール１００の少なくとも一つのバッテリーモジュール１００の異常発熱による火事などの発生時、前記バルブユニット５００の前記開閉バルブ５３０の動作、前記異常発熱が発生した少なくとも一つのバッテリーモジュール１００と連結される前記モジュール配管４３０の前記モジュールバルブ４３５の動作及び前記流量補充ユニット７０の流量バルブ７５の動作などを制御し得る。
なお、前記電力貯蔵装置１の構成をさらに見ると、前記ラックコンテナ５０は、前記複数個のバッテリーラック１０を収容し得る。このために、前記ラックコンテナ５０には、前記複数個のバッテリーラック１０を収容できる所定の収容空間が備えられ得る。
前記流量補充ユニット７０は、前記複数個のバッテリーラック１０の前記クーラントタンク３００を相互に連結し得る。このような前記流量補充ユニット７０は、前記少なくとも一つのバッテリーラック１０の前記バルブユニット５００の開放によって、前記バルブユニット５００が開放された少なくとも一つのバッテリーラック１０の前記クーラントタンク３００の内部の水が減少して、前記所定の温度以上のバッテリーモジュール１００に流入する流量が減少することを防止できるよう、前記開放されたバルブユニット５００と連結されたクーラントタンク３００側へ水を供給するようにガイドし得る。
前記流量補充ユニット７０は、前記複数個のバッテリーラック１０の少なくとも一つのバッテリーラック１０のクーラントタンク３００と、前記少なくとも一つのバッテリーラック１０のクーラントタンク３００と隣接する少なくとも一つのバッテリーラック１０のクーラントタンク３００と、を相互に連結し得る。
ここで、前記流量補充ユニット７０は、前記バッテリーラック１０のクーラントタンク３００の下端部に連結され得る。これによって、前記流量補充ユニット７０の開放時、いずれか一つのクーラントタンク３００から他の一つのクーラントタンク３００側への水の流動は、重力によるポテンシャルエネルギーによって自然に行われ得る。
このような流量補充ユニット７０は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が設けられ得る。以下、本実施例では、前記流量補充ユニット７０が複数個で設けられる場合に限定して説明する。
前記複数個の流量補充ユニット７０は、複数個のバッテリーラック１０の前記クーラントタンク３００を連結できるように備えられ、少なくとも一方向に沿って配置され得る。例えば、図１０に示したように、前記複数個の流量補充ユニット７０は、前記複数個のバッテリーラック１０の一方向、即ち、図面において上下方向に沿って一次元の形態で配置され得る。一方、図１１に示したように、複数個の流量補充ユニット８０は、前記複数個のバッテリーラック１０の配置形態によって、図面において上下方向及び左右方向の二次元の形態で配置され得る。これは、例示に過ぎず、前記複数個の流量補充ユニット７０は、前記複数個のバッテリーラック１０の配置形態によってさらに多様かつ柔軟な形態で配置され得る。
以下、このような前記複数個の流量補充ユニット７０についてより具体的に説明する。
前記複数個の流量補充ユニット７０は、各々、連結パイプ７１及び流量バルブ７５を含み得る。
前記連結パイプ７１は、所定の長さで形成され、前記水の流動のための内部流路７３を備え得る。このような前記連結パイプ７１は、隣接するバッテリーラック１０のクーラントタンク３００と相互に連通するように連結され得る。
前記流量バルブ７５は、少なくとも一つ以上が備えられ、前記内部流路７３を開閉するように前記連結パイプ７１に備えられ得る。このような流量バルブ７５は、前記制御ユニット７００と電気的に接続し、前記制御ユニット７００の制御によって開閉可能に動作できる。
以下では、このような本実施例による前記電力貯蔵装置１の前記バッテリーラック１０の少なくとも一つのバッテリーモジュール１００の異常発熱時における前記電力貯蔵装置１の動作についてより具体的に説明する。
図１２～図１７は、図１の電力貯蔵装置のバッテリーラックの少なくとも一つのバッテリーモジュールの異常発熱時における電力貯蔵装置の動作を説明するための図である。
図１２～図１４を参照すると、前記電力貯蔵装置１において、前記複数個のバッテリーラック１０の複数個のバッテリーモジュール１００の少なくとも一つのバッテリーモジュール１００で異常発熱などによって温度が急激に上昇し得る。この場合、異常発熱が発生したバッテリーモジュール１００で火事などが発生し、隣接するバッテリーモジュール１００へ移される場合、全体のバッテリーラック１０の爆発などのさらなる危険が発生し得るため、これを事前に迅速に遮断する必要がある。即ち、前記バッテリーモジュール１００の少なくとも一つの発火時、隣接するバッテリーモジュール１００側への火炎及び熱の伝播などをより迅速に遮断する必要がある。
本実施例の場合、前記バッテリーラック１０の複数個のバッテリーモジュール１００の少なくとも一つのバッテリーモジュール１００で異常発熱などによって温度が上昇する場合、先ず、異常発熱などによって温度が上昇したバッテリーモジュール１００に近くの前記温度センサー６００がこれを感知できる。その後、前記制御ユニット７００は、前記温度センサー６００で感知した温度が既に設定された所定の温度以上である場合、前記バルブユニット５００の前記開閉バルブ５３０及び前記既に設定された所定の温度以上に異常発熱したバッテリーモジュール１００と連結されるモジュール配管４３０のモジュールバルブ４３５を開放し得る。
前記バルブユニット５００の前記開閉バルブ５３０の開放によって、前記クーラントタンク３００の内部に収容されていた水Ｗは、前記バルブユニット５００の前記バルブ本体５１０の前記バルブ流路５１５を通して前記配管ユニット４００側へ供給され得る。
その後、前記配管ユニット４００の前記メイン配管４１０に供給された水Ｗは、前記複数個のモジュール配管４３０のうち前記モジュールバルブ４３５が開放されたモジュール配管４３０側へ流動しながら前記既に設定された所定の温度以上に温度が上昇した異常発熱のバッテリーモジュール１００に供給され得る。
これによって、前記異常発熱が発生したバッテリーモジュール１００側へ前記水が供給され、より迅速に異常発熱が発生したバッテリーモジュール１００を冷却できる。即ち、本実施例では、前記クーラントタンク３００内の水を用いて異常発熱などの状況の発生時、前記異常発熱が発生したバッテリーモジュール１００側へ前記水によって緊急冷却を具現することができるため、前記バッテリーモジュール１００の少なくとも一つの発火時、隣接するバッテリーモジュール１００側への火炎及び熱の伝播をより迅速に防止することができる。
一方、前記メイン配管４１０に備えられる前記複数個の水圧調節部４５０は、このような水の供給時、前記メイン配管４１０の高さによる水圧を調節して前記複数個のバッテリーモジュール１００のどこでも同じ流量の投入をガイドできる。即ち、本実施例の場合、前記複数個の水圧調節部４５０によって、前記積層されたバッテリーモジュール１００の高さに関係なく均一な水Ｗの投入をガイドすることができる。
言い換えれば、前記積層されたバッテリーモジュール１００のうち上側のバッテリーモジュール１００で異常発熱が発生した場合、下側のバッテリーモジュール１００で異常発熱が発生した場合、また中央側のバッテリーモジュール１００で異常発熱が発生した場合など、積層高さが相異なる場合でも、異常発熱したバッテリーモジュール１００の冷却のための水の供給時、前記水圧調節部４５０によって積層高さに関係なく均一な流量の投入をガイドすることができる。
以上のように、前記複数個の水圧調節部４５０によって、上側に積層されたバッテリーモジュール１００の異常発熱時に供給される流量、下側に積層されたバッテリーモジュール１００の異常発熱時に供給される流量、または中央側に積層されたバッテリーモジュール１００の異常発熱時に供給される流量などが全て均一となる。
一方、図１５～図１７を参照すると、前記異常発熱が発生したバッテリーモジュール１００側へ水Ｗを供給するとき、前記水Ｗを供給するクーラントタンク３００の内部の水Ｗが減少し得る。
前記異常発熱したバッテリーモジュール１００側への緊急冷却時、冷却性能の維持のためには、同じ流量で一定時間投入されることが重要である。前記水Ｗを供給するクーラントタンク３００の水が減少すると、水圧が減って異常発熱したバッテリーモジュール１００側への供給流量も減少し得る。
本実施例は、このような場合、前記制御ユニット７００が前記水Ｗを供給するクーラントタンク３００の内部の水Ｗの量を感知できる。前記制御ユニット７００は、異常発熱したバッテリーモジュール１００側へ前記水Ｗを供給するクーラントタンク３００の内部の水Ｗの量が既に設定された所定の量以下になると、隣接するバッテリーラック１０のクーラントタンク３００から前記既に設定された所定量以下になった前記クーラントタンク３００側へ水Ｗを供給できる。
具体的には、前記制御ユニット７００は、前記流量補充ユニット７０の前記流量バルブ７５を開放し、前記既に設定された所定量以下になった前記クーラントタンク３００と隣接するクーラントタンク３００とを連通し得る。これによって、隣接するクーラントタンク３００の水Ｗが前記流量補充ユニット７０の連結パイプ７１の内部流路７３に沿って流動した後、前記既に設定された所定量以下になった前記クーラントタンク３００側へ供給され得る。
これによって、前記緊急冷却のために水Ｗを送る前記クーラントタンク３００は、前記流量補充ユニット７０によって、隣接するクーラントタンク３００から水Ｗを補充することができ、同じ流量で一定時間持続的に前記異常発熱が発生したバッテリーモジュール１００側へ水Ｗを供給すできる。
したがって、本実施例では、前記流量補充ユニット７０によって、前記異常発熱したバッテリーモジュール１００側への緊急冷却時、同じ流量で一定時間の間に水を投入することができることから、前記緊急冷却時における冷却性能を一定時間持続的に維持することができる。
以上のような多様な実施例によって、バッテリーモジュール１００の少なくとも一つの発火時、隣接するバッテリーモジュール１００への火炎及び熱の伝播をより迅速に防止することができる電力貯蔵装置１を提供することができる。
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。
１ 電力貯蔵装置
１０ バッテリーラック
５０ ラックコンテナ
７０ 流量補充ユニット
７１ 連結パイプ
７３ 内部流路
７５ 流量バルブ
８０ 流量補充ユニット
１００ バッテリーモジュール
１１０ バッテリーセル
２００ ラックケース
３００ クーラントタンク
４００ 配管ユニット
４１０ メイン配管
４３０ モジュール配管
４３５ モジュールバルブ
４５０ 水圧調節部
４６０ 水圧調節部
４７０ 水圧調節部
５００ バルブユニット
５１０ バルブ本体
５１５ バルブ流路
５３０ 開閉バルブ
６００ 温度センサー
７００ 制御ユニット

Claims (11)

  1. 電力貯蔵装置であって、
    所定の収容空間が備えられるラックコンテナと、
    前記ラックコンテナ内に配置され、所定の冷媒を備えるクーラントタンクを備える複数個のバッテリーラックと、
    前記複数個のバッテリーラックの前記クーラントタンクを連結する少なくとも一つの流量補充ユニットと、を含むことを特徴とする、電力貯蔵装置。
  2. 前記複数個のバッテリーラックは、各々、
    前記バッテリーラックの上下方向に沿って相互に積層され、少なくとも一つのバッテリーセルを含む複数個のバッテリーモジュールと、
    前記複数個のバッテリーモジュールを収容するラックケースと、
    前記ラックケースの上側に備えられる前記クーラントタンクと、
    前記クーラントタンクと前記複数個のバッテリーモジュールとを連結する配管ユニットと、
    前記配管ユニットと前記クーラントタンクとの間に備えられ、前記複数個のバッテリーモジュールの少なくとも一つのバッテリーモジュールの温度が所定の温度以上であるとき、前記所定の温度以上のバッテリーモジュールに前記冷媒を供給するように開放されて前記クーラントタンクの冷媒を前記配管ユニットに送るバルブユニットと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電力貯蔵装置。
  3. 前記少なくとも一つの流量補充ユニットは、
    前記バルブユニットの開放によって、前記クーラントタンクの内部の冷媒が減少して前記所定の温度以上のバッテリーモジュールに流入する流量が減少することを防止するよう、前記開放されたバルブユニットと連結されたクーラントタンク側に冷媒を供給することを特徴とする、請求項２に記載の電力貯蔵装置。
  4. 前記少なくとも一つの流量補充ユニットは、
    前記冷媒の流動のための内部流路を備え、前記バッテリーラックのクーラントタンクと隣接する少なくとも一つのバッテリーラックのクーラントタンクを連結することを特徴とする、請求項３に記載の電力貯蔵装置。
  5. 前記少なくとも一つの流量補充ユニットは、
    前記内部流路を備え、所定の長さに形成される連結パイプと、
    前記連結パイプに備えられ、前記内部流路を開閉する少なくとも一つの流量バルブと、を含むことを特徴とする、請求項４に記載の電力貯蔵装置。
  6. 前記複数個のバッテリーラックは、各々、
    前記ラックケースに備えられ、前記複数個のバッテリーモジュールの温度を感知するための少なくとも一つの温度センサーを含むことを特徴とする、請求項３～５のいずれか一項に記載の電力貯蔵装置。
  7. 前記複数個のバッテリーラックは、各々、
    前記少なくとも一つの温度センサー、前記バルブユニット及び前記少なくとも一つの流量補充ユニットと電気的に接続し、前記バルブユニット及び前記流量補充ユニットの動作を制御する制御ユニットを含むことを特徴とする、請求項６に記載の電力貯蔵装置。
  8. 前記流量補充ユニットは、
    前記複数個のバッテリーラックのクーラントタンクを連結できるように複数個が備えられることを特徴とする、請求項３～７のいずれか一項に記載の電力貯蔵装置。
  9. 前記複数個の流量補充ユニットは、
    前記複数個のバッテリーラックの少なくとも一方向に沿って配置されることを特徴とする、請求項８に記載の電力貯蔵装置。
  10. 前記配管ユニットは、
    前記バルブユニットと連結されるメイン配管と、
    前記メイン配管と連結され、各々のバッテリーモジュールと連結される複数個のモジュール配管と、を含むことを特徴とする、請求項２～９のいずれか一項に記載の電力貯蔵装置。
  11. 前記冷媒が、水であることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電力貯蔵装置。
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