JP2023525502A - バッテリーラック、電力貯蔵装置、及びコンテナ - Google Patents

Abstract

本発明は、移送中に安定的に固定可能なバッテリーラック、電力貯蔵装置、及びコンテナを開示する。上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーラックは、複数のバッテリーモジュール、複数のバッテリーモジュールを収納するように構成された少なくとも一つのラックケース、及びラックケースの上部にストラップが通されるように構成された少なくとも二つのリングを含む。

Description

本発明は、バッテリーラック、電力貯蔵装置、及びコンテナに関し、より詳しくは、移送中に安定的に固定可能なバッテリーラック、電力貯蔵装置、及びコンテナに関する。

本出願は、２０２０年１０月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１３５３８４号に基づく優先権を主張し、当該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。

現在、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、リチウム二次電池などの二次電池が商用化しているが、中でもリチウム二次電池はニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

このようなリチウム二次電池は、主に、リチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質が塗布された正極板と負極活物質が塗布された負極板とがセパレータを介在して配置された電極組立体、及び電極組立体を電解液とともに封止収納する外装材、例えば電池パウチ外装材を備える。

近年、携帯型電子機器のような小型装置だけでなく、自動車や電力貯蔵装置のような中大型装置にも二次電池が広く用いられている。中大型装置に用いられる場合、容量及び出力を高めるため、多数の二次電池が電気的に接続される。特に、中大型装置には積層が容易であるという長所からパウチ型二次電池が多く用いられる。

一方、近来、エネルギー貯蔵源としての活用を含めて大容量構造に対する必要性が高まるにつれて、電気的に直列及び／または並列に接続された多数の二次電池、及びこのような二次電池を内部に収容したバッテリーモジュール及びバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：ＢＭＳ）を備えたバッテリーラックに対する需要が増加している。

また、このようなバッテリーラックは一般に、複数のバッテリーモジュールを外部の衝撃から保護するか又は収納保管するため、金属材料からなるラックケースを備える。さらに近年、高容量バッテリーラックの需要が伸び、重い荷重のバッテリーモジュールが複数個収納されたバッテリーラックに対する要求が高まっている。

しかし、重い荷重のバッテリーラックは、コンテナなどに収容した状態で移送する場合、移動中に振動、揺れまたは大きな傾きが発生し、特に、外部の衝撃から固定状態を安定的に維持し難くてラックケースに変形又は損傷が生じるなどの問題が発生する。

本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、設置が容易なバッテリーラック、電力貯蔵装置、及びコンテナを提供することを目的とする。

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーラックは、
複数のバッテリーモジュールと、前記複数のバッテリーモジュールを収納するように構成された少なくとも一つのラックケースと、前記ラックケースの上部にストラップが通されるように構成された少なくとも二つのリングと、を含む。

また、床と固定されるように構成された固定部、前記固定側に位置するリング部、及び前記ラックケースの一部分を囲む形態で前記固定部から少なくとも２回折り曲げられて延びた折曲部を有する固定部材をさらに含み得る。

そして、前記バッテリーラックは、一方向に配列された少なくとも二つ前記ラックケースを含み得る。

そして、前記バッテリーラックは、少なくとも二つの前記ラックケースが互いに結束されるように、前記ストラップが二つ以上の前記ラックケースのそれぞれに備えられたリングに通され得る。

また、前記バッテリーラックは、本体の下部が設置場所の床に固定され、本体の側部が前記ラックケースの側部を支持するように構成された支持部材をさらに含み得る。

さらに、前記バッテリーラックは、前記ラックケースを前後方向に配列された形態で二つ以上含み得る。

前記ストラップは、前後方向に配列された二つ以上の前記ラックケースのうち、相対的に前方に位置したラックケースの前面を囲むように構成され得る。

そして、前記ラックケースは、上下方向に延びた少なくとも四本の柱部を有し得る。

前記バッテリーラックは、前記二つのラックケースのそれぞれの柱部を囲む形態で折り曲げられて延びた拘束部を備えたストッパをさらに含み得る。

さらに、前記ストッパは、
床と固定されるように水平方向に延びた水平延長部と、
前記水平延長部から前記ラックケースの側面に沿って上方に延びた垂直延長部と、をさらに備え得る。

このとき、前記拘束部は、前記垂直延長部から少なくとも二つの前記ラックケースのそれぞれの柱部に向かって突出して延び得る。

また、前記バッテリーラックは、前記ラックケースの外面を包むように構成された包装材を備え得る。

さらに、上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様による電力貯蔵装置は、上述したバッテリーラックを少なくとも一つ含む。

そして、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の一態様によるコンテナは、上述したバッテリーラックを少なくとも一つ含む。

本発明の一態様によれば、ラックケースの上部にストラップが通されるように構成されたリングを備えることで、ラックケースを床に固定することができる。特に、本発明のバッテリーラックは、移送中に外部の衝撃が加えられても安定的に床との固定状態を維持することができる。これにより、本発明は安全性を高めることができる。

従来技術ではストラップを床にのみ固定するため、ストラップの固定位置を任意に変更できないという制約がある。一方、本発明によれば、コンテナまたはトラックにおいて、固定部材のリング部を活用して所望の位置にストラップの端部を通すかまたは縛って固定するため、より効率的にストラップを配置することができ、バッテリーラックの固定力を高めて安定的な固定を維持することができる。

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形態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ものであるため、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。

本発明の一実施形態によるバッテリーラックを概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーラックを概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーラックの固定部材を概略的に示した斜視図である。 本発明の他の実施形態によるラックケースを概略的に示した斜視図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリーラックの下部を概略的に示した部分斜視図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリーラックのストッパを概略的に示した斜視図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図１は本発明の一実施形態によるバッテリーラックを概略的に示した斜視図であり、図２は本発明の一実施形態によるバッテリーラックを概略的に示した斜視図であり、図３は本発明の一実施形態によるバッテリーラックの固定部材を概略的に示した斜視図である。説明の便宜上、図２にはバッテリーラックの包装材を除去して図示した。

図１～図３を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーラック１００は、複数のバッテリーモジュール１１０、及び前記複数のバッテリーモジュール１１０を収納するように構成された少なくとも一つのラックケース１２０を備え得る。

具体的には、前記複数のバッテリーモジュール１１０は、上下方向に配列されるように前記ラックケース１２０に収納され得る。前記バッテリーモジュール１１０は、モジュールハウジング１１１、及び前記モジュールハウジング１１１の内部に備えられ、一方向に積層された複数の電池セル（図示せず）を備え得る。例えば、前記電池セルはパウチ型電池セルであり得る。

しかし、本発明によるバッテリーモジュール１１０の電池セルは、上述したパウチ型電池セルに限定されず、本願の出願時点で公知の多様な電池セルが採用され得る。

また、前記ラックケース１２０は、前記複数のバッテリーモジュール１１０を内部に収容するように構成され得る。例えば、図２に示されたように、前記ラックケース１２０には、一つのバッテリーモジュール１１０を収納するために複数の収納プレート１２１が備えられ得る。複数の収納プレート１２１のうちの二つの収納プレート１２１は、前記バッテリーモジュール１１０の左右方向の下端部を上方に支持するように構成され得る。また、二つの収納プレート１２１は、下部に置かれた他の一つのバッテリーモジュール１１０が上方に移動することを阻止するように構成され得る。

さらに、前記ラックケース１２０には、少なくとも二つのリング１２５が備えられ得る。前記リング１２５は、前記ラックケース１２０の上部に形成されたボルト孔Ｈ１に一部分が挿入されて固定される挿入部１２５ａを備え得る。前記挿入部１２５ａは前記ボルト孔Ｈ１にねじ結合され得る。前記リング１２５は、機械的剛性に優れた金属を含み得る。前記金属は、例えば、鋼鉄またはステンレス鉄であり得る。前記リング１２５は、ストラップ１３０が通されるように構成され得る。前記ストラップ１３０は、化学繊維、ポリエステル、またはポリエチレン素材を含み得る。

例えば、図１に示されたように、前記ラックケース１２０の上部には二つ以上のリング１２５が備えられ得る。前記ラックケース１２０の上部にはリング１２５を挿入固定可能な８個のボルト孔が備えられ得る。前記二つのリング１２５のそれぞれにはストラップ１３０が通されている。前記ストラップ１３０の両端部は床Ｇに固定されている。このとき、床Ｇにも二つのリング１２５またはヒートンが備えられ、前記ストラップ１３０の両端部がそれぞれ二つのリング１２５に通されるか又は縛られ得る。

そして、前記ラックケース１２０は、本体を包むように構成された包装材１６０を備え得る。例えば、図１に示した複数のバッテリーラック１００のラックケース１２０の外面はそれぞれ包装材１６０で包まれ得る。ここで、前記包装材１６０は、ビニル、または合成繊維からなる布などの素材を含み得る。

したがって、本発明のこのような構成によれば、ラックケース１２０の上部にストラップ１３０が通されるように構成されたリング１２５を備えることで、前記ラックケース１２０を床Ｇに固定することができる。特に、本発明のバッテリーラック１００は、移送中に外部の衝撃が加えられても安定的に床Ｇとの固定状態を維持することができる。これにより、本発明は安全性を高めることができる。

図２は、本発明の一実施形態によるバッテリーラックの固定部材を概略的に示した分解斜視図である。

再び、図１及び図２を参照すると、本発明のバッテリーラック１００は、固定部材１２６をさらに含み得る。前記固定部材１２６は、固定部１２６ａ、リング部１２６ｂ、及び折曲部１２６ｃを備え得る。前記固定部１２６ａは、床Ｇと固定されるように構成され得る。例えば、前記固定部１２６ａは、前記床Ｇと対面するように水平方向に延びた板状であり得る。前記固定部１２６ａには、ボルトＢが挿入される固定孔Ｈ２が形成され得る。前記床Ｇには、前記固定孔Ｈ２と連通する床Ｇの孔（図示せず）が備えられ得る。前記固定部１２６ａは、ボルトＢを前記固定孔Ｈ２と前記床Ｇの孔とに挿入及び固定することで、床Ｇと結合されるように構成され得る。

また、前記リング部１２６ｂは、リング形態を有し得る。前記リング部１２６ｂは、一部分が前記固定部１２６ａと結合されるように構成され得る。例えば、前記リング部１２６ｂは、挿入部１２５ａが前記固定部１２６ａを貫通した形態で固定され得る。前記挿入部１２５ａは、端部が前記床Ｇに結合されるように構成され得る。

さらに、前記折曲部１２６ｃは、少なくとも２回折り曲げられて延びた構造を有し得る。前記折曲部１２６ｃは、前記固定部１２６ａから上方に折り曲げられた部分、及び前記上方に折り曲げられた部分の端部から水平方向にさらに折り曲げられた部分を有し得る。前記折曲部１２６ｃは、前記ラックケース１２０の下部に備えられた下部バー（図２の１２３）を囲むように構成され得る。例えば、図１に示されたように、前記固定部材は、Ｆ方向から眺めたとき、前方部、後方部、及び左右側部のそれぞれに固定部材１２６が備えられ得る。前記固定部材１２６の全てにリング部１２６ｂが形成されているが、必ずしもこのような形態に限定されるものではなく、一部の固定部材１２６は必要に応じてリング部１２６ｂを備えなくてもよい。

さらに、従来技術ではストラップ１３０を床Ｇにのみ固定するため、ストラップ１３０の固定位置を任意に変更できないという制約がある。一方、本発明によれば、コンテナまたはトラックにおいて、固定部材１２６のリング部１２６ｂを活用して所望の位置にストラップ１３０の端部を通すかまたは縛って固定するため、より効率的にストラップ１３０を配置することができ、バッテリーラック１００の固定力を高めて安定的な固定を維持することができる。

図４は、本発明の他の実施形態によるラックケースを概略的に示した斜視図である。

図４を参照すると、本発明の他の実施形態によるバッテリーラック１００は、図１のバッテリーラック１００と比較して、二つのリング１２５Ａがさらに備えられ得る。一つのラックケース１２０と他の一つのラックケース１２０とを互いに結束するように、前記ストラップ１３０が前記ラックケース１２０のそれぞれに付け加えられた二つのリング１２５Ａと通されるか又は縛られ得る。例えば、図４に示されたように、前後方向に配列されたバッテリーラック１００のうちの相対的に前方に位置したラックケース１２０の上面において、後方に位置した二つのリング１２５Ａと、相対的に後方に位置したラックケース１２０の上面において、後方に位置した二つのリング１２５Ａとにそれぞれストラップ１３０が通され、前記ストラップ１３０によってラックケース１２０同士の上部が結束され得る。

したがって、本発明のこのような構成によれば、ラックケース１２０の上面に位置するリング１２５Ａを使用して隣接した他のラックケース１２０と互いに結束されるため、一方向に配列された複数のラックケース１２０が移送中に外部衝撃や外力によって配列が崩れるか又はラックケース１２０同士がぶつかってラックケース１２０に損傷が発生することを防止することができる。

図１をさらに参照すると、本発明のバッテリーラック１００は、支持部材１４０をさらに含み得る。前記支持部材１４０は、本体の下部が設置場所の床Ｇに固定され、本体の側部が前記ラックケース１２０の側部を支持するように構成され得る。前記支持部材１４０は、強化プラスチックまたは木材を含み得る。例えば、前記支持部材１４０は直方体状であり得る。前記支持部材１４０は、くぎや接着剤を使用して床Ｇと固定され得る。

したがって、本発明のこのような構成によれば、ラックケース１２０を支持するように構成された支持部材１４０をさらに含むことで、バッテリーラック１００の一方向の移動を効果的に制限することができる。これにより、外力による前記バッテリーラック１００の移動を効果的に防止することができ、移送中の損傷可能性を減らし、安全性を大幅に高めることができる。

図１をさらに参照すると、本発明のバッテリーラック１００は、前記ラックケース１２０を前後方向に配列された形態で二つ以上含み得る。また、前記バッテリーラック１００は、複数のストラップ１３０を備え得る。前記ストラップ１３０は、前後方向に配列された二つ以上の前記ラックケース１２０のうち、相対的に前方に位置したラックケース１２０の前面を囲むように構成され得る。また、前記ストラップ１３０のそれぞれの両端部は、前記床Ｇまたは前記固定部材１２６のリング部１２６ｂに固定され得る。

例えば、図１に示されたように、前記ストラップ１３０の両端部は、床Ｇに備えられたリング１２５に通されるか又は縛られて固定され得る。前記ストラップ１３０は、相対的に前方に位置したラックケース１２０の前面を囲むように構成され得る。

したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ストラップ１３０が前後方向に配列された二つ以上の前記ラックケース１２０のうちの相対的に前方に位置したラックケース１２０の前面及び上面を囲むように構成されることで、前記複数のラックケース１２０が前後方向に積層配列された状態で移送される場合、最前方に位置したラックケース１２０が後方に位置したラックケース１２０によって前方に押し付けられる力を阻止することができる。

図５は本発明の他の実施形態によるバッテリーラックの下部を概略的に示した部分斜視図であり、図６は本発明の他の実施形態によるバッテリーラックのストッパを概略的に示した斜視図である。

図２とともに図５及び図６をさらに参照すると、本発明の他の実施形態によるバッテリーラック１００のラックケース１２０は、上下方向に延びた少なくとも四本の柱部１２４を備え得る。また、本発明の他の実施形態によるバッテリーラック１００は、ストッパ１５０をさらに含み得る。前記ストッパ１５０は、二つのラックケース１２０を互いに結束するように構成され得る。前記ストッパ１５０は、前記二つのラックケース１２０のそれぞれの柱部１２４を囲む形態で折り曲げられて延びた拘束部１５１を備え得る。

より具体的には、前記ストッパ１５０は、水平延長部１５２及び垂直延長部１５３をさらに備え得る。前記垂直延長部１５３は、床Ｇと固定されるように水平方向に延びた板状であり得る。前記垂直延長部１５３は、前記水平延長部１５２の端部から前記ラックケース１２０の柱部１２４の側面に沿って上方に折り曲げられた形態であり得る。

また、前記拘束部１５１は、前記垂直延長部１５３の両端部からそれぞれ、前記少なくとも二つのラックケース１２０の柱部１２４に向かって突出して延び得る。例えば、前記拘束部１５１は、前後方向に配列されたラックケース１２０のうちの相対的に前方に位置したラックケース１２０の柱部１２４の外面を囲むように、前記垂直延長部１５３の前端部から突出して延びた形態であり得る。また、前記拘束部１５１は、相対的に後方に位置したラックケース１２０の柱部１２４の外面を囲むように、前記垂直延長部１５３の後端部から突出して延びた形態であり得る。

一方、本発明の一実施形態による電力貯蔵装置は、上述した本発明によるバッテリーラック１００を一つ以上含み得る。また、本発明による電力貯蔵装置は、スマートグリッドシステムや電気充電ステーションなどの多様な形態で具現され得る。

一方、本発明の一実施形態によるコンテナは、上述した本発明によるバッテリーラック１００を少なくとも一つ含む。また、前記コンテナは、貨物用コンテナであり得る。例えば、前記コンテナは、内部床Ｇが木材からなるドライコンテナ、または、内部床Ｇが金属材からなって、床Ｇにレール構造が形成された冷凍機を備えたリーファー（ｒｅｆｅｒ）コンテナであり得る。

なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。

以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本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本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

１００：バッテリーラック
１１０：バッテリーモジュール
１１１：モジュールハウジング
１２０：ラックケース
１２１：収納プレート
１２４：柱部
１３０：ストラップ
１２５：リング
１２６：固定部材
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ：固定部、リング部、折曲部
１４０：支持部材
１５０：ストッパ
１５１、１５２、１５３：拘束部、水平延長部、垂直延長部
１６０：包装材
Ｂ：ボルト
Ｈ１、Ｈ２：ボルト孔、固定孔

Claims (10)

1. 複数のバッテリーモジュールと、
   前記複数のバッテリーモジュールを収納するように構成された少なくとも一つのラックケースと、
   前記ラックケースの上部にストラップが通されるように構成された少なくとも二つのリングと、を含む、バッテリーラック。
2. 床と固定されるように構成された固定部、前記固定側に位置するリング部、及び前記ラックケースの一部分を囲む形態で前記固定部から少なくとも２回折り曲げられて延びた折曲部を有する固定部材をさらに含む、請求項１に記載のバッテリーラック。
3. 前記バッテリーラックは、一方向に配列された少なくとも二つの前記ラックケースを含み、
   少なくとも二つの前記ラックケースが互いに結束されるように、前記ストラップが前記二つ以上のラックケースのそれぞれに備えられたリングに通されている、請求項２に記載のバッテリーラック。
4. 本体の下部が設置場所の床に固定され、本体の側部が前記ラックケースの側部を支持するように構成された支持部材をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーラック。
5. 前記バッテリーラックは、前記ラックケースを前後方向に配列された形態で二つ以上含み、
   前記ストラップは、前後方向に配列された二つ以上の前記ラックケースのうち、相対的に前方に位置したラックケースの前面を囲むように構成された、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリーラック。
6. 前記ラックケースは、上下方向に延びた少なくとも四本の柱部を有し、
   前記バッテリーラックは、前記二つのラックケースのそれぞれの柱部を囲む形態で折り曲げられて延びた拘束部を備えたストッパをさらに含む、請求項５に記載のバッテリーラック。
7. 前記ストッパは、
   床と固定されるように水平方向に延びた水平延長部と、
   前記水平延長部から前記ラックケースの側面に沿って上方に延びた垂直延長部と、をさらに備え、
   前記拘束部は、前記垂直延長部から少なくとも二つの前記ラックケースのそれぞれの柱部に向かって突出して延びている、請求項６に記載のバッテリーラック。
8. 前記ラックケースの外面を包むように構成された包装材を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーラック。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーラックを少なくとも一つ含む、電力貯蔵装置。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリーラックを少なくとも一つ含む、コンテナ。

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