KR101255243B1 - 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 랙 하우징 조립체 및 이를 구비하는 전력저장장치가 제공된다. 상기 랙 하우징 조립체는 배터리 트레이를 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징과, 랙 하우징의 적어도 어느 일 측에 형성된 것으로, 랙 하우징을 랙 하우징이 놓여지는 거치 공간의 벽체에 대해 고정하기 위한 앵커 부재를 포함한다.
본 발명에 의하면, 다수의 배터리 트레이들을 집약적으로 수납하고, 전기적으로 결속시킴으로써 수납된 다수의 배터리 트레이들을 모듈화시킬 수 있는 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치가 제공된다. 또한, 본 발명에 의하면, 운반 과정 등에서 야기될 수 있는 외부 충격이나 진동에 대한 내진동 특성이 향상된 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치가 제공된다.

Description

랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치{Rack housing assembly and energy storage apparatus having the same}
본 발명은 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치에 관한 것이다.
환경 파괴, 자원 고갈 등이 문제되면서, 전력을 저장하고 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있는 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 이와 함께 발전 과정에서 공해를 유발하지 않는 신재생 에너지에 대한 관심도 높아지고 있다. 예를 들어, 전력저장장치는 이러한 신재생 에너지, 전력을 저장한 배터리, 그리고 기존의 계통 전력을 상호 연계시킴으로써 전력의 효율적인 활용을 도모할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력저장장치는 비상용 작동 전원 등을 제공하기 위한 무정전 전원장치로도 활용될 수 있으며, 주 전력원의 중단과 같은 상황에서 산업 설비 등에 요구되는 전력을 제공할 수도 있다.
본 발명의 목적은 다수의 배터리 트레이들을 집약적으로 수납하고, 전기적으로 결속시킴으로써 수납된 다수의 배터리 트레이들을 모듈화시킬 수 있는 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 운반 과정 등에서 야기될 수 있는 외부 충격이나 진동에 대한 내진동 특성이 향상된 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 랙 하우징 조립체는,
배터리 트레이를 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징; 및
상기 랙 하우징의 적어도 어느 일 측에 형성된 것으로, 상기 랙 하우징을 랙 하우징이 놓여지는 거치 공간의 벽체에 대해 고정하기 위한 앵커 부재;를 포함한다.
예를 들어, 상기 앵커 부재는 랙 하우징의 좌우 양편으로 대칭적인 위치에 형성된다.
예를 들어, 상기 앵커 부재는 거치 공간의 측벽과 바닥면에 대해 각각 고정되도록 서로 다른 레벨에 형성된 제1, 제2 앵커 부재를 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 앵커 부재는 상기 랙 하우징의 배면 측에 형성되고,
상기 제2 앵커 부재는 상기 랙 하우징의 하부에 형성된다.
예를 들어, 상기 랙 하우징은,
상기 랙 하우징의 상하부를 형성하며 서로 나란하게 연장되는 커버 프레임 및 받침대 프레임; 및
상기 커버 프레임과 받침대 프레임 사이에서 연장되며, 상기 수납 공간들의 측면을 가로질러 연장되는 측부 프레임들;을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 앵커 부재는, 상기 커버 프레임, 또는 상기 커버 프레임과 측부 프레임의 모서리 부분에 고정된다.
예를 들어, 상기 제1 앵커 부재는 상기 커버 프레임의 장변부를 따라 소정의 간격을 두고 다수로 배열된다.
예를 들어, 상기 제2 앵커 부재는, 상기 받침대 프레임에 고정된다.
예를 들어, 상기 제2 앵커 부재는, 상기 받침대 프레임의 장변부를 따라 소정의 간격을 두고 다수로 배열된다.
예를 들어, 상기 앵커 부재에는 고정 부재가 끼워지는 체결 공이 형성되고,
상기 고정 부재는 상기 체결 공을 관통하여 거치 공간의 벽체에 대해 결합된다.
예를 들어, 상기 앵커 부재는 거치 공간의 벽체와 마주하도록 편평한 판 상의 플랜지부를 갖고,
상기 플랜지부에는 상기 고정 부재가 끼워지는 체결 공이 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 랙 하우징의 배면에는 각 수납 공간에 대응하여 개별적으로 형성된 다수의 백 회로보드가 장착되어 있다.
예를 들어, 상기 백 회로보드에는 전원 단자와 통신 단자가 함께 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 전력저장장치는,
다수의 배터리 트레이들;
상기 배터리 트레이들을 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징; 및
상기 랙 하우징의 적어도 어느 일 측에 형성된 것으로, 상기 랙 하우징을 랙 하우징이 놓여지는 거치 공간의 벽체에 대해 고정하기 위한 앵커 부재;를 포함한다.
예를 들어, 상기 랙 하우징의 배면 측에는 각 수납 공간에 대응되도록 개별적으로 형성된 다수의 백 회로보드가 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 백 회로보드에는 전원 단자와 통신 단자가 함께 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 배터리 트레이의 배면에는 상기 전원 단자 및 통신 단자와 일대일로 전기 접속을 형성하는 전원접속단자 및 통신접속단자가 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 전원 단자 및 통신 단자는 상기 배터리 트레이가 삽입되는 전후 방향을 따라 실질적으로 동일한 위치에 형성되고,
상기 배터리 트레이는 상기 전원 단자 및 통신 단자와 일괄적으로 접점을 형성하는 정 위치에서 상기 수납 공간 내에 안착되어 있다.
예를 들어, 상기 앵커 부재는 랙 하우징의 좌우 양편으로 대칭적인 위치에 형성된다.
예를 들어, 상기 앵커 부재는 거치 공간의 측벽과 바닥면에 대해 각각 고정되도록 서로 다른 레벨에 형성된 제1, 제2 앵커 부재를 포함한다.
본 발명에 의하면, 다수의 배터리 트레이들을 집약적으로 수납하여 구조적으로 모듈화시키고, 수납된 다수의 배터리 트레이들에 대한 전원연결 및 통신연결 구조를 제공하여 전기적으로 모듈화시키는 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 랙 구조가 수용되는 거치 공간 내부에서 랙 구조를 정 위치로 구속하고, 직립 자세로 유지하는 앵커 구조가 마련됨으로써 내진동 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전력저장장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 랙 하우징의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 앵커 부재의 배치 및 고정 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 앵커 부재의 배치 및 고정 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 랙 하우징과 백 회로보드 간의 결합 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 백 회로보드를 이용한 전원연결 및 통신연결 구조를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장시스템에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 관한 전력저장장치가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 랙 하우징 조립체가 도시되어 있다. 도 3에는 도 2의 일부를 확대 도시한 도면이다.
도면들을 참조하면, 상기 전력저장장치(200)는, 랙 하우징 조립체(105)와, 상기 랙 하우징 조립체(105)에 수납된 다수의 배터리 트레이(10)들을 포함한다.
상기 배터리 트레이(10)는, 다수의 단위 팩(미도시)들을 하나의 단위로 패킹하여 모듈화시킨 것이며, 이러한 배터리 트레이(10)들 다수가 모여 직렬 연결/병렬 연결로 결속됨으로써 전력저장장치(200)를 형성하게 된다. 예를 들어, 상기 배터리 트레이(10)는 종 방향(수직방향, Z1)을 따라 적층된 편평한 형태의 단위 팩(미도시)들을 다수 포함할 수 있다. 상기 배터리 트레이(10)에는 방전 전류를 외부부하(미도시)로 인출하거나, 외부전원공급장치(미도시)로부터의 충전 전류를 입력하기 위한 전원 단자가 마련될 수 있다.
상기 랙 하우징 조립체(105)는 다수의 배터리 트레이(10)들을 수납하는 랙 하우징(100)과, 상기 랙 하우징(100)의 적어도 어느 일 측에 형성된 것으로, 상기 랙 하우징(100)이 놓여지는 거치 공간의 벽체(S1,S2, 도 2)에 대해 랙 하우징(100)을 고정하기 위한 앵커 부재(151,152)들을 포함한다.
상기 랙 하우징(100)은 다수의 배터리 트레이(10)들을 수납하고, 이들 간의 전원연결 및 통신연결을 위한 커넥터(미도시)를 제공한다. 상기 랙 하우징(100)은 다수의 배터리 트레이(10)들을 높은 집적도로 수용할 수 있도록 다수의 수납 공간(G)을 제공한다. 상기 수납 공간(G)은 종 방향(수직방향, Z1)을 따라 다수로 형성될 수 있으며, 종 방향(Z1)으로 배열된 이웃한 수납 공간(G)들은 선반 부재(150)에 의해 구획될 수 있다. 상기 수납 공간(G)은 횡 방향(Z3)으로 1열 또는 2열 이상의 다수의 열을 이루어 형성될 수 있다. 예를 들어, 횡 방향(수평방향, Z3)으로 배열된 이웃한 수납 공간(G)들은 측부 프레임(130)에 의해 구획될 수 있다. 상기 수납 공간(G)은 전력저장장치(200)의 전력 용량의 설계에 따라 적정 개수의 배터리 트레이(10)를 수용하도록 설계될 수 있다.
상기 랙 하우징(100)은, 랙 하우징(100)의 상하부를 형성하며, 횡 방향(수평방향, Z3)으로 연장되는 커버 프레임(110) 및 받침대 프레임(120)을 포함하고, 상기 커버 프레임(110) 및 받침대 프레임(120) 사이에서 종 방향(수직방향, Z1)으로 연장되는 측부 프레임(130)들을 포함한다. 상기 랙 하우징(100)은 랙 하우징(100)의 내부 공간을 다수의 수납 공간(G)들로 구획하는 선반(shelf) 부재(150)들을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 프레임 부재(110,120,130)들은, 랙 하우징(100)의 외관을 형성할 수 있으며, 전체적으로 대략 육면체 형상의 외관을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 받침대 프레임(120) 및 커버 프레임(110)은 랙 하우징(100)의 상하부에서 횡 방향(수평방향, Z3)으로 연장되며, 상기 측부 프레임(130)은 상기 받침대 프레임(120)과 커버 프레임(110) 사이에서 이들을 연결하도록 종 방향(수직방향, Z1)으로 연장된다. 상기 측부 프레임(130)은 배터리 트레이(10)가 수납되는 수납 공간(G)들의 측면을 가로질러 종 방향(수직방향, Z1)으로 연장될 수 있으며, 종 방향(Z1)을 따르는 일 열의 수납 공간(G)들을 구획한다. 종 방향(Z1)을 따르는 일 열의 수납 공간(G)과 이웃한 열의 수납 공간(G) 사이에는 측부 프레임(130)이 개재되어 이들을 구획할 수 있다.
예를 들어, 상기 받침대 프레임(120), 커버 프레임(110) 및 측부 프레임(130)은 서로 개별화된 부재로 형성된 후, 이들의 결합을 통하여 랙 하우징(100)의 골격을 형성할 수 있다. 이때, 상기 받침대 프레임(120) 및 커버 프레임(110)과, 측부 프레임(130) 간의 결합에 관하여, 상기 프레임 부재(110,120,130)들은 용접과 같은 영구적인 결합 방식에 의해 서로에 대해 결합되거나, 나사 결합과 같은 기계적인 체결 방식을 통하여 해제 가능하게 체결될 수도 있다.
대안으로, 상기 랙 하우징(100)의 골격은 일체적으로 형성될 수 있으며, 받침대 프레임(120), 커버 프레임(110) 및 측부 프레임(130)은 대략 플레이트 형상의 판재를 수직으로 절곡시키는 절곡 작업을 수회 반복하여 형성될 수 있고, 최종적으로 판재의 일단과 타단을 상호 결합시킴으로써 랙 하우징(100)의 골격을 형성할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 받침대 프레임(120)과 커버 프레임(110)은 한 쌍의 장변부(110L,120L)와 한 쌍의 단변부(110S,120S)를 갖는 대략 직사각형의 장방형으로 형성될 수 있다. 상기 받침대 프레임(120)과 커버 프레임(110)은 각각 랙 하우징(100)의 상부와 하부를 형성할 수 있다.
상기 받침대 프레임(120)은 외부충격으로부터 랙 하우징(100)에 수납된 배터리 트레이(10)들을 보호하고, 운송작업의 편리를 제공하기 위해 운송장비의 거치대 기능을 수행할 수 있으며, 상기 받침대 프레임(120)의 저부에는 운송장비의 포크가 삽입될 수 있는 포크 삽입부(120`, 도 2)가 마련될 수 있다. 상기 받침대 프레임(120)의 전부 또는 일부는 내진동 설계를 위해 비금속 계열로 형성될 수 있다. 상기 받침대 프레임(120)은 랙 하우징(100)을 직립 자세로 지지하기 위한 다수의 레그 부재(121)들을 포함할 수 있다. 상기 레그 부재(121)들은 받침대 프레임(120)의 일부를 구성하며, 예를 들어, 바닥면(S2)으로부터 랙 하우징(100)을 지지해주는 기능을 하며, 바닥면(S2)과의 접촉을 형성하는 한도에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 커버 프레임(110)의 상부에는 랙 하우징(100)에 수납된 다수의 배터리 트레이들을 총괄적으로 제어하기 위한 시스템 BMS와 같은 회로구성이 설치될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 상기 랙 하우징(100)의 상부 및 하부에는 랙 하우징(100)의 내진동 특성을 부여하기 위한 앵커 부재(151,152)들이 설치될 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 커버 프레임(110)과 받침대 프레임(120)에 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 앵커 부재(151,152)들 중에서, 제1 앵커 부재(151)는 커버 프레임(110), 또는 커버 프레임(110)과 측부 프레임(130)이 서로 맞닿는 위치 즉, 모서리 부분에 걸쳐서 형성될 수 있다. 상기 앵커 부재(151,152)들 중에서, 제2 앵커 부재(152)는 받침대 프레임(120)에 형성될 수 있다. 상기 앵커 부재(151,152)들은 랙 하우징(100)과 함께 랙 하우징 조립체(105)를 형성한다.
상기 선반 부재(150)는 배터리 트레이(10, 도 1)의 수납 공간(G)을 제공하기 위하여, 랙 하우징(100)의 종 방향(수직방향, Z1)을 따라 대체로 일정한 등 간격으로 배치될 수 있다. 상기 선반 부재(150)는 랙 하우징(110)의 내벽, 예를 들어, 측부 프레임(130)의 내벽에 체결될 수 있으며, 나사체결과 같은 기계적인 체결방식에 의해 랙 하우징(100)의 내부에 고정될 수 있다. 예를 들어, 선반 부재(150)의 양측에는 플랜지부가 마련되어 있고, 상기 플랜지부를 관통하여 측부 프레임(130)에 체결되는 체결 부재에 의해 선반 부재(150)가 랙 하우징(100)에 고정될 수 있다. 상기 선반 부재(150)는 배터리 트레이(10)를 떠받쳐 지지해주는 기능을 하고, 종 방향(Z1)으로 배열되는 다수의 배터리 트레이(10)들 사이에서 수납 공간(G)을 구획한다.
도시된 바와 같이, 상기 수납 공간(G)의 전방은 외부를 향하여 개방되어 있는 오프닝(opening)을 형성하고, 오프닝(opening)을 통하여 끼워지는 배터리 트레이(10)는, 수납 공간(G)을 구획하는 선반 부재(150) 및 프레임 부재(110,120,130)에 의해 가이드 되며, 선반 부재(150) 상을 슬라이딩하며 선반 부재(150) 상에 안착될 수 있다. 상기 랙 하우징(100)은 전방으로는 배터리 트레이(10)의 장착을 허용하도록 전방을 향하여 개구된 오프닝(opening)이 형성되고, 후방으로는 배터리 트레이(10)와의 전기적인 연결을 위한 백 회로보드(미도시)가 설치되어 있다. 따라서, 랙 하우징(100) 전방을 통하여 끼워지는 배터리 트레이(10)는 수납 공간(G)의 후방에 마련된 백 회로보드(미도시) 위치까지 슬라이딩 방식으로 끼워질 수 있으며, 백 회로보드(미도시) 위치에서 백 회로보드(미도시)와 전기적인 결합을 형성함으로써 체결 위치가 결정될 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 랙 하우징(100)의 전방에 형성된 오프닝(opening)에는 배터리 트레이(10)의 이탈을 규제하기 위한 적정의 규제수단, 예를 들어, 규제 바(미도시) 등이 설치될 수 있다.
한편, 상기 랙 하우징(100)에는 일군의 배터리 트레이(10)들이 종 방향(Z1)을 따라 열을 이루어 배열되되, 도시된 바와 같이, 2열 이상 복 열을 이루어 배열될 수 있다. 이때, 일 열의 배터리 트레이(10)와, 이웃하는 열의 배터리 트레이(10) 사이를 따라 측부 프레임(130)이 연장 형성될 수 있다. 상기 측부 프레임(130)은 횡 방향(Z3)으로 이웃하는 수납 공간(G)들을 구획한다.
상기 랙 하우징(100)에는 배터리 트레이(10)의 방열을 위하여 공랭식 방열 구조가 적용될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 배터리 트레이(10)의 일 측, 예를 들어, 배터리 트레이(10)의 전면에는 저온의 외기를 내부로 유입하기 위한 벤트 홀(10`)이 형성될 수 있고, 상기 밴트 홀(10`)의 내부 또는 외부에는 냉각 팬(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 냉각 팬(미도시)은 저온의 외기를 배터리 트레이(10) 내부로 강제 유입시키기 위한 냉각 수단으로, 냉각 팬(미도시)을 통하여 강제 유입된 저온의 외기는 배터리 트레이(10)의 내부를 경유하면서 열 전달을 통하여 고온으로 전환된 후, 공기의 흐름을 따라 외부로 배기될 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리 트레이(10)의 전면에는 냉각 팬(미도시)이 설치될 수 있고, 냉각 팬(미도시)에 의한 공기의 흐름은 랙 하우징(100)의 오프닝(opening)과 배터리 트레이(10)의 벤트 홀(10`)을 통하여 배터리 트레이(10)의 내부로 유입될 수 있다. 전후방으로 강제되는 공기의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 배터리 트레이(10)의 전면과 배면 측에는 각각 벤트 홀(10`)이 형성될 수 있다. 다만, 상기 냉각 팬(미도시)의 위치는 예시된 바에 의해 한정되지 않는다.
상기 랙 하우징(100)의 전면에는 오프닝(opening)이 형성되므로, 유동저항 없이, 저온의 외기가 랙 하우징(100)의 내부로 원활하게 유입될 수 있다. 한편, 랙 하우징(100)의 배면에는 배터리 트레이(10)와의 전기 접속을 위한 백 회로보드(미도시)가 마련되는데, 상기 백 회로보드(미도시)는 랙 하우징(100)의 배면에서 소정의 개방공간(미도시)을 형성하므로, 공기의 배출이 원활하게 이루어질 수 있다. 즉, 상기 백 회로보드(미도시)는 랙 하우징(100)의 배면을 완전히 폐쇄하지 않고 부분적으로 개방공간(미도시)을 형성하게 되므로, 상기 백 회로보드(미도시)와 선반 부재(150)들 사이에는 소정의 개방공간(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 랙 하우징(100)에는 방열을 촉진하기 위한 다수의 벤트 홀(110`,130`)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 벤트 홀(110`,130`)을 통하여 저온의 외기와 접촉됨에 따라, 또는 고온의 열기가 외부로 배출됨에 따라, 배터리 트레이(10)의 방열이 촉진될 수 있다.
예를 들어, 상기 랙 하우징(100)의 외곽에 형성된 측부 프레임(130)과 커버 프레임(110)에는 다수의 벤트 홀(110`,130`)이 형성될 수 있다. 상기 측부 프레임(130)의 다수의 개소에는 일 군의 벤트 홀(130`)들이 집단이 이루어 형성될 수 있으며, 상기 커버 프레임(110)의 대략 중앙위치에는 일군의 벤트 홀(110`)들이 집단으로 형성될 수 있다. 이러한 벤트 홀(110`,130`)들은 저온의 외부와의 열적 접촉을 촉진하거나, 또는 고온의 내부 열기가 외부로 배출되도록 함으로써 랙 하우징(100)에 수납된 배터리 트레이(10)의 방열을 촉진할 수 있다. 즉, 랙 하우징(100)의 외곽을 형성하는 측부 프레임(130) 또는 커버 프레임(110)은 외부 대기에 노출되어 있으며, 이들에 형성된 벤트 홀(110`,130`)을 통해서는 외부 대기가 랙 하우징(100) 내부로 직접 유입될 수 있고, 내부 열기가 직접 외부로 배출될 수 있다.
한편, 종 방향(Z1)을 따라 일 열로 배열된 배터리 트레이(10)와, 이웃 열의 배터리 트레이(10)들 사이에는 또 다른 측부 프레임(130)이 배치될 수 있는데, 상기 측부 프레임(130)은 랙 하우징(100)의 내부에 형성되며, 횡 방향(Z2)으로 인접한 이웃한 수납 공간(G)들을 구획한다. 상기 측부 프레임(130)에는 벤트 홀(130`)이 배제될 수 있다. 이것은 배터리 트레이(10)로부터 발생된 열기가 이웃하는 배터리 트레이(10)로 전달됨으로써, 이상 과열된 배터리 트레이(10)로부터 연쇄적인 열 폭주 또는 열 축적이 발생되지 않도록 하기 위한 것이며, 이웃하는 배터리 트레이(10)들 간의 열적 간섭을 피하기 위해, 배터리 트레이(10)들 사이의 측부 프레임(130)에는 벤트 홀(130`)이 배제될 수 있다.
또한 랙 하우징(100) 내부의 주된 공기의 흐름은, 배터리 트레이(10)에 마련된 냉각 팬(미도시)에 의해 전후방향(Z2)을 따라 생성될 수 있는데, 이러한 공기의 흐름이 원활하게 유동할 수 있도록 내측의 측부 프레임(130)에는 벤트 홀(130`)이 배제될 수 있다.
도 1에 도시된 실시형태에서는, 랙 하우징(100)의 외곽을 형성하는 측부 프레임(130)에는 벤트 홀(130`)을 형성하되, 랙 하우징(100)의 내부에 형성된 측부 프레임(130)에서는 벤트 홀(130`)을 배제하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 모든 측부 프레임(130`)으로부터 일괄적으로 벤트 홀(130`)을 배제시킴으로써, 랙 하우징(100)의 주된 공기 흐름을 전후방향으로 유도하고, 전후방향(Z2)의 공기 흐름에 유동저항을 줄이기 위한 목적에 기여할 수도 있다.
배터리 트레이(10)를 지지해주는 선반 부재(150)에는 다수의 벤트 홀(150`)들이 형성될 수 있다. 랙 하우징(100)의 내부에 축적된 열기는 부력의 작용에 따라 상승하는 유동을 형성할 수 있다. 이때, 선반 부재(150)의 벤트 홀(150`)을 통하여 상승하는 열적 흐름이 생성될 수 있으며, 커버 프레임(110)의 벤트 홀(110`)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
상기 랙 하우징(100)에는 앵커 부재(151,152)가 설치된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 랙 하우징(100)의 다수 개소에는 앵커 부재(151,152)가 설치될 수 있다. 상기 앵커 부재(151,152)는 랙 하우징(100, 또는 전력저장장치 200, 이하 같다)을 정 위치로 유지하고, 랙 하우징(100)을 직립 자세로 유지하기 위한 구속 수단이다.
보다 구체적으로, 상기 앵커 부재(151,152)는 랙 하우징(100)의 운반 중에 야기되거나, 진동환경 또는 지진환경에서 야기될 수 있는 외부진동이나 충격에 대응하여 전력저장장치(200)를 보호하기 위한 것으로, 외부진동 등에 대항하여 랙 하우징(100)이 정 위치에서 이탈되지 않고 직립 자세를 유지하게 함으로써 랙 하우징(100)의 내진동 특성을 보강할 수 있다.
상기 앵커 부재(151,152)는 랙 하우징(100, 또는 전력저장장치 200)이 진동환경에 노출될 경우, 외부진동에 따라 랙 하우징(100)이 유동하거나 전복되지 않도록 함으로써 진동환경에 대한 내진동 특성을 향상시킨다.
다수의 배터리 트레이(10)들을 수납한 랙 하우징(100)은, 자중에 의해 중량물을 형성하며, 진동 또는 전복 시에 배터리 트레이(10)나 랙 하우징(100)이 손상될 개연성이 높다. 따라서, 외부진동이나 충격에 대한 저항성을 향상시킴으로써 예기치 않은 외부 동적 환경으로부터 장치를 보호할 필요성이 크다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 앵커 부재(151,152)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 2에는 전체적인 앵커 부재(151,152)의 배치 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 제1 앵커 부재(151)의 배치 및 고정 상태를 보여주는 도면이다. 도 4는 제2 앵커 부재(152)의 배치 및 고정 상태를 보여주는 도면이다.
예를 들어, 상기 앵커 부재(151,152)는 고정 부재(181,182, 도 3 및 도 4 참조)를 통하여 랙 하우징(100)의 거치 공간의 벽체(S1,S2)에 대해 고정된다. 즉, 상기 앵커 부재(151,152)는 랙 하우징(100)이 놓여지는 거치 공간의 벽체(S1,S2)와 같은 외부지지물에 결속됨으로써 외부진동이나 충격에도 불구하고 정 위치에서 이탈되지 않고 직립 자세를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 고정 부재(181,182)의 일단은 앵커 부재(151,152)에 결속되며, 타단은 거치 공간의 벽체(S1,S2)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 거치 공간의 벽체(S1,S2)란, 랙 하우징(100, 또는 전력저장장치 200)이 놓여지는 거치 공간의 측벽(S1)이나 바닥면(S2) 등과 같이, 거치 공간을 한정하는 외부구조를 의미한다.
상기 앵커 부재(151,152)는 랙 하우징(100)의 적어도 어느 일 측에 형성될 수 있으며, 랙 하우징(100)의 적어도 하나 이상 다수의 개소에 걸쳐서 형성될 수 있다. 예를 들어, 앵커 부재(151)의 일부는 고정 부재(181)를 통하여 거치 공간의 측벽(S1)에 결속될 수 있으며, 앵커 부재(152)의 나머지 일부는 고정 부재(182)를 통하여 거치 공간의 바닥면(S2)에 결속될 수 있다.
상기 앵커 부재(151,152)는 랙 하우징(100)을 지지하는 바닥면(S2)으로부터 상대적으로 높은 레벨에 형성되는 제1 앵커 부재(151)와, 바닥면(S2)에 대해 인접한 낮은 레벨에 형성되는 제2 앵커 부재(152)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 앵커 부재(151)는 랙 하우징(100)이 영구적으로 또는 임시로 놓여지는 거치 공간의 측벽(S1)에 대해 결속되고, 상기 제2 앵커 부재(152)는 거치 공간의 바닥면(S2)에 대해 결속될 수 있다.
상기 랙 하우징(100)의 배치에 관하여, 랙 하우징(100)의 배면을 통하여 거치 공간의 측벽(S1)과 마주하게 배치된다고 할 때, 상기 제1 앵커 부재(151)는 랙 하우징(100)의 배면(-Z2 방향) 측에 형성될 수 있다. 여기서, 배면이란, 예를 들어, 수납 공간(G)이 개방되어 있는 전면에 반대되는 측으로, 백 회로보드(미도시) 등이 형성되어 있는 면 방향을 의미할 수 있다. 한편, 상기 제2 앵커 부재(152)는 랙 하우징(100)의 하부에 형성될 수 있으며, 랙 하우징(100)을 떠받치고 있는 바닥면(S2)에 대해 결속될 수 있다.
상기 랙 하우징(100)의 거치 공간은, 거치 공간을 둘러싸는 벽체(S1,S2)에 의해 한정될 수 있으며, 바닥면(S2)과, 바닥면(S2)에 기반하여 형성된 측벽(S1)으로 한정될 수 있다. 이때, 랙 하우징(100)의 거치 공간은 운반차량의 콘테이너 내부 또는 랙 하우징(100)이 설치되는 실내 공간을 의미할 수 있다. 상기 바닥면(S2)은, 랙 하우징(100) 또는 상기 랙 하우징(100)을 포함하는 전력저장장치(200)를 떠받치고 있는 바닥면(S2)을 의미하는 것으로, 예를 들어, 운반차량의 바닥면(S2)이나 설치 장소의 바닥면(S2)을 의미할 수 있다.
상기 거치 공간이란, 랙 하우징(100, 또는 전력저장장치 200)이 영구적으로 설치되는 공간을 의미할 수 있고, 또는 랙 하우징(100, 또는 전력저장장치 200)이 장소 이동을 위한 운반과정에서 임시로 거치되는 공간, 예를 들어, 운반차량 등의 내부 공간을 의미할 수 있다. 상기 앵커 부재(151,152)는 외부지지물에 대한 결속을 통하여, 랙 하우징(100)의 내진동 특성에 기여하는데, 예를 들어, 랙 하우징(100)의 설치장소에 가해지는 지진 진동이나, 또는 랙 하우징(100)의 운반과정에서 야기될 수 있는 운반 진동, 충격 등에 대한 랙 하우징(100)의 내진동 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 앵커 부재(151)는 거치 공간의 측벽(S1)과의 결속을 통하여 상대적으로 높은 레벨에서 랙 하우징(100)을 고정할 수 있으며, 상기 제2 앵커 부재(152)는 거치 공간의 바닥면(S2)과의 결속을 통하여 상대적으로 낮은 레벨에서 랙 하우징(100)을 고정할 수 있다. 이와 같이, 상하방향(Z1)으로 서로 다른 레벨에서 결속력을 제공함으로써 랙 하우징(100)은 정 위치에 고정될 수 있으며, 직립 자세로 구속될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 앵커 부재(151)는 랙 하우징(100)의 상부를 구성하는 커버 프레임(110)이나, 커버 프레임(110)과 측부 프레임(130)이 형성하는 모서리 부분에 형성될 수 있으며, 상기 제2 앵커 부재(152)는 랙 하우징(100)의 하부를 구성하는 받침대 프레임(120)에 형성될 수 있다. 그러나, 상기 제1, 제2 앵커 부재(151,152)의 형성 위치는 예시된 바에 한정되지 않고 다양한 변형이 존재할 수 있다. 한편, 상기 제1, 제2 앵커 부재(151,152)는 랙 하우징(100)에 대한 균형 잡힌 구속력을 제공하기 위하여, 랙 하우징(100)의 좌우 양편으로 대칭적인 위치, 그러니까 횡 방향(Z3)으로 대칭적인 위치에 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 앵커 부재(151)는 제1 앵커 부재(151)와 대면하는 외부 측벽(S1)에 결속될 수 있는데, 제1 고정 부재(181)를 통하여 외부 측벽(S1)에 대해 결속될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 고정 부재(181)는, 제1 앵커 부재(151)의 체결 공(151`)을 관통하여 제1 앵커 부재(151)와 대면하고 있는 외부 측벽(S1)과 기계적인 체결을 형성함으로써, 랙 하우징(100)이 정 위치에 규제될 수 있고, 직립 자세를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 고정 부재(181)는 제1 앵커 부재(151)의 체결 공(151`)을 관통하여 외부 측벽(S1)과 나사 결합을 이룰 수 있으며, 볼트 부재 등으로 마련될 수 있다. 상기 제1 앵커 부재(151)에는 제1 고정 부재(181)의 관통을 위해 체결 공(151`)이 형성되는데, 예를 들어, 서로 다른 위치에 적어도 둘 이상의 체결 공(151`)이 형성될 수 있고, 각 체결 공(151`)을 관통하도록 제1 고정 부재(181)가 끼워질 수 있다.
대안으로, 상기 제1 고정 부재(181)는 제1 앵커 부재(151)에 결속된 일단을 갖고, 제1 앵커 부재(151)로부터 외부 측벽(S1)을 향하여 연장될 수 있으며, 그 연장 단부는 상기 외부 측벽(S1)에 결속될 수 있다. 제1 고정 부재(181)의 일단과 타단이 각각 제1 앵커 부재(151)와 외부 측벽(S1)에 고정됨으로써 제1 고정 부재(181)를 통하여 랙 하우징(100)의 위치가 정 위치로 규제될 수 있고, 직립 자세를 유지할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 고정 부재(181)는 제1 앵커 부재(151)의 체결 공(151`)에 결속된 와이어 형태로 마련될 수 있으며, 상기 제1 고정 부재(181)의 타단은 외부 측벽(S1)에 형성된 적정의 결속구를 이용하여 외부 측벽(S1)에 고정될 수 있다. 상기 와이어 형태의 제1 고정 부재(181)는 균형잡힌 인장력을 제공하여 랙 하우징(100)을 견고하게 위치 고정할 수 있다. 상기 제1 고정 부재(181)는, 예를 들어, 인장력과 더불어 압축력을 함께 제공할 수 있는 구속 바 형태로 마련될 수도 있다.
상기 제1 앵커 부재(151)는 랙 하우징(100)의 다수 개소에 걸쳐서 형성됨으로써, 여하의 방향으로 가해지는 외부 충격에 대비할 수 있다. 상기 제1 앵커 부재(151)는 제1 고정 부재(181)를 통하여 균형잡힌 구속력을 제공할 수 있도록 서로 대칭적인 위치에 형성될 수 있다. 이때, 대칭적인 위치란, 제1 앵커 부재(151)가 랙 하우징의 좌우 양편(횡 방향 Z3)으로 대칭적인 위치에 형성된다는 것을 의미하는 것이며, 도 3에 도시된 바와 같이, 전후 방향(Z2)으로는 대칭적인 배열을 형성하지 않을 수 있다. 즉, 상기 랙 하우징(100)의 배면 측이 외부 벽체(S1)를 향하도록 배치된다는 고려로부터, 랙 하우징(100)의 배면 측에 집중적으로 제1 앵커 부재(151)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 랙 하우징(100)을 외부 측벽(S1)으로부터 멀리 떨어뜨리려는 경향의 요동에 저항하여, 상기 제1 고정 부재(181)는 제1 앵커 부재(151)를 외부 벽체(S1)에 대해 압박함으로써 랙 하우징(100)의 흔들림이 저지될 수 있다. 반대로, 랙 하우징(100)을 외부 측벽(S1) 쪽으로 밀어내려는 경향의 요동에 대해서는 랙 하우징(100)의 배면 측에 형성된 제1 앵커 부재(151)가 외부 벽체(S1)와의 대면 접촉을 통하여 랙 하우징(100)을 지지할 수 있다. 이렇게 랙 하우징(100)의 배면 측에 선택적으로 형성된 제1 앵커 부재(151)를 통하여, 전후 방향의 요동에 대해 효과적으로 저항할 수 있으므로, 굳이 랙 하우징(100)의 전방 측을 고정할 필요는 없다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 랙 하우징(100)의 전방 측을 와이어 형태의 고정 부재를 통하여 외부 측벽(S1)에 결속시킴으로써 랙 하우징(100)의 결속 상태를 더욱 강화할 수도 있다.
상기 제1 앵커 부재(151)는 커버 프레임(100)의 상면 중에서 장변부(110L, 배면 측의 장변부)의 가장자리를 따라 형성될 수 있으며, 장변부(110L)의 가장자리를 따라 3개의 앵커 부재(151)가 배치될 수 있다. 상기 제1 앵커 부재(151)는 커버 프레임(110)의 상방으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 다만, 상기 제1 앵커 부재(151)는, 예를 들어, 커버 프레임(110)의 단변부(110S)의 가장자리를 따라 형성되거나, 또는 장변부(110L)와 단변부(110S)가 서로 맞닿는 코너 부분에 형성되거나 또는 커버 프레임(110)의 장변부(110L)와 단변부(110S)를 따라 공히 형성될 수도 있는 등, 여하의 개소에 형성될 수 있음은 물론이다. 이러한 제1 앵커 부재(151)의 배치는, 예를 들어, 외부 벽체(S1)와의 위치적인 긴밀도에 따라 변형될 수 있을 것이다.
도 3에 도시된 실시형태에서는, 상기 커버 프레임(110)의 장변부(110L)를 따라 3개의 앵커 부재(151)가 형성될 수 있는데, 보다 구체적으로, 장변부(110L)의 끝 좌우 양편으로 앵커 부재(151)의 쌍이 마련될 수 있으며, 장변부(110L)의 대략 중앙에는 좌우 양편의 대칭적인 위치에서 체결 공(151`)을 제공하는 광폭의 앵커 부재(151)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 앵커 부재(151)는 용접 등의 영구적인 체결 방식이나 나사 결합과 같은 기계적인 체결 방식을 통하여 커버 프레임(110)에 고정될 수 있다. 또는 상기 제1 앵커 부재(151)는 용접 등이나 기계적인 체결 방식을 통하여 커버 프레임(110)과 측부 프레임(130) 간의 모서리 부분에 고정될 수도 있다.
상기 제1 앵커 부재(151)는, 상기 커버 프레임(110, 또는 측부 프레임 130과의 모서리 부분)에 고정된 고정부(151a)로부터 외부 측벽(S1)을 향하여 연장되는 연장부(151b)를 포함하며, 연장부(151b)의 말단에서 외부 측벽(S1)과 마주하게 대면하는 플랜지부(151c)에는 제1 고정 부재(181)의 관통을 위한 체결 공(151`)이 마련된다. 보다 구체적으로, 상기 커버 프레임(110, 또는 측부 프레임 130과의 모서리 부분)에 고정된 고정부(151a)와, 외부 측벽(S1)과 마주하게 배치되며 체결 공(151`)이 형성된 플랜지부(151c)와, 상기 고정부(151a)와 플랜지부(151c)를 상호 연결하는 연결부(151b)를 포함할 수 있다.
상기 플랜지부(151c)는 외부 측벽(S1)과 대면하며, 필요에 따라 외부 측벽(S1)에 대해 대면 접촉하도록 설계될 수 있고, 경우에 따라 적정의 갭을 사이에 두고 외부 측벽(S1)으로부터 이격되도록 설계될 수도 있다. 상기 플랜지부(151c)는 외부 측벽(S1)과의 대향 면을 통하여 랙 하우징(100)의 전후 방향(Z2) 요동에 대해 외부 측벽(S1)으로부터 랙 하우징(100)을 지지할 수 있다.
도 3에 도시된 실시형태와 달리, 상기 제1 앵커 부재(151)는 제1 고정 부재(181)와의 결속 구조를 제공하는 한도에서 여하의 형상으로 형성될 수 있고, 예를 들어, 링 형상 부재(미도시)로 마련될 수 있다. 링 형상의 제1 앵커 부재에는 와이어 형태의 제1 고정 부재가 묶인 상태로 결속될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 앵커 부재(152)에는 제2 고정 부재(182)가 끼워질 수 있으며, 상기 제2 고정 부재(182)는 제2 앵커 부재(152)를 관통하여 외부 바닥면(S2)에 대해 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 고정 부재(182)는 제2 앵커 부재(152)의 체결 공(152`)을 관통하여 바닥면(S2)에 대해 결합되는 볼트 부재 등으로 마련될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 상기 제2 고정 부재(182)는 제2 앵커 부재(152)에 결속된 일단부와, 외부 바닥면(S2)에 대해 결속된 타단부를 갖는 와이어 형태로 마련될 수도 있다.
상기 제2 고정 부재(182)를 통하여 제2 앵커 부재(152)가 바닥면(S2)에 대해 압박됨으로써, 랙 하우징(100)은 바닥면(S2)에 밀착된 상태로 고정될 수 있으며, 바닥면(S2)으로부터 이격시키려는 경향의 외부진동이나 충격에 대항하여 랙 하우징(100)을 바닥면(S2)에 대해 밀착 고정시킬 수 있다. 이로써 상기 제2 앵커 부재(152)는 진동에 대응하여 랙 하우징(100)이 유동하거나 랙 하우징(100)이 전복되는 것을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 앵커 부재(152)는 랙 하우징(100)의 대칭적인 위치에 형성될 수 있으며, 랙 하우징(100)의 좌우 양편(Z3 방향)으로 대칭적인 배열을 이루고, 랙 하우징(100)의 전후 양편(Z2 방향)으로도 대칭적인 배열을 형성할 수 있다. 상기 랙 하우징(100)은 하방으로 투영되는 전체 영역에 걸쳐서 외부 바닥면(S2)과 대면하므로, 여하의 개소에 형성된 제2 앵커 부재(152)도 외부 바닥면(S2)에 대해 용이하게 고정될 수 있다.
이에, 제2 앵커 부재(152)를 전후, 좌우로 대칭적으로 형성함으로써 외부 바닥면(S2)과의 결속 상태를 대칭적으로 형성할 수 있고, 좌우 방향으로, 그리고 전후 방향으로 대칭적인 구속력을 제공할 수 있다. 이 경우, 다수의 개소에 걸쳐서, 상기 제2 고정 부재(182)는 제2 앵커 부재(152)를 외부 바닥면(S2)에 대해 압박함으로써 어느 방향의 진동에 대해서도 랙 하우징(100)을 견고하게 구속할 수 있으며, 여하의 진동에 대해 저항할 수 있다.
상기 제2 앵커 부재(152)는, 랙 하우징(100)의 여하의 개소에 형성될 수 있으나, 예를 들어, 외부 바닥면(S2)과 근접한 받침대 프레임(120)에 형성될 수 있다. 상기 제2 앵커 부재(152)는 받침대 프레임(120)의 가장자리로부터 외부로 돌출되도록 받침대 프레임(120)의 가장자리에 결합될 수 있다. 상기 제2 앵커 부재(152)는 받침대 프레임(120)의 양 장변부(120S)를 따라 형성될 수 있으며, 전후방의 각 장변부(120S)에 4개씩 모두 8개의 제2 앵커 부재(152)가 마련될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 상기 제2 앵커 부재(152)는 받침대 프레임(120)의 단변부(120S)를 형성되거나, 또는 장변부(120L)와 단변부(120S)의 다수의 면에서 복수의 개소에 걸쳐서 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 앵커 부재(152)는 받침대 프레임(120)으로부터 외부 바닥면(S2)에 대해 대면하도록 받침대 프레임(120)의 외측으로 연장되는 대략 프렌지 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 앵커 부재(152)는, 받침대 프레임(120)에 고정된 고정부(152a)와, 상기 외부 바닥면(S2)과 마주하게 배치되며 체결 공(152`)을 제공하는 플랜지부(152c)와, 상기 고정부(152a)와 플랜지부(152c)를 연결시키는 연결부(152b)를 포함할 수 있다. 상기 제2 앵커 부재(152)는 절곡된 형상의 판 부재 형태로 마련될 수 있으나, 제2 고정 부재(182)와의 결속 구조를 제공하는 한도에서 여하의 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 앵커 부재(152), 보다 구체적으로, 상기 제2 앵커 부재(152)의 고정부(152a)는 랙 하우징(100)을 떠받치는 레그 부재(121)의 일 측에 고정될 수 있다. 상기 받침대 프레임(120)은 랙 하우징(100)을 외부 바닥면(S2)에 대해 떠받치는 다수의 레그 부재(121)들을 포함할 수 있으며, 상기 제2 앵커 부재(152)는 상기 레그 부재(121)들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 앵커 부재(152)는 레그 부재(121)에 용접 등의 영구적인 결합 방식으로 고정되거나 또는 기계적인 체결 방식을 통하여 레그 부재(121)에 고정될 수도 있다. 상기 레그 부재(121)는 랙 하우징(100)을 외부 바닥면(S2) 상으로부터 안정적으로 지지하기 위해 다수의 개소에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 바닥면(S2)과의 접촉 면을 제공하는 한, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 랙 하우징(100)과 백 회로보드(140)의 장착구조를 보여주는 분해 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 랙 하우징(100)의 배면 측을 보여주는 사시도이다. 도 5 및 도 6은 백 회로보드(140)의 장착구조와, 백 회로보드를 이용한 전원연결 및 통신연결을 보여주기 위한 도면이다. 다만, 도 5 및 도 6에서 이해의 편이를 위하여 앵커 부재(151)의 도시는 생략되어 있다.
도면들을 참조하면, 랙 하우징(100)의 배면 측에는 다수의 백 회로보드(140)들이 장착된다. 보다 구체적으로 백 회로보드(140) 각각은 랙 하우징(100)의 수납 공간(G)에 대응되도록 수납 공간(G)의 배면 측에 장착되며, 랙 하우징(100)의 후방으로부터 랙 하우징(100)에 대해 결합된다. 예를 들어, 백 회로보드(140)는 랙 하우징(100)의 측부 프레임(130)에 대해 나사체결될 수 있다. 상기 백 회로보드(140)들은 각각의 수납 공간(G)에 수용되는 배터리 트레이(10)에 대응되며 일대일 매칭을 이루도록 개별적으로 형성될 수 있다.
상기 백 회로보드(140)는 배터리 트레이(10)의 전원접속단자(미도시) 및 통신접속단자(미도시)와 각각 전기 접속을 형성하는 전원 단자(141,142) 및 통신 단자(143)를 포함한다. 상기 전원 단자(141,142) 및 통신 단자(143)는 각 배터리 트레이(10)의 전원접속단자(미도시) 및 통신접속단자(미도시)와 일대일로 전기 접속을 형성할 수 있다.
상기 전원 단자(151,152) 및 통신 단자(153)들은 상호 간의 결선을 통하여 다수의 배터리 트레이(10)들을 직렬 연결 또는 병렬 연결로 결속하여 모듈화시키고, 배터리 트레이(10)들 상호 간, 또는 배터리 트레이(10)와 이들을 총괄적으로 제어하기 위한 상위 BMS(랙 BMS) 상호 간을 통신 가능하게 연결할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 단자(141,142)와 통신 단자(143)가 하나의 회로보드(140) 상에 함께 형성됨으로써 백 회로보드(140)의 접속 상대편이 되는 배터리 트레이(10)와의 접속을 통하여 전원연결과 통신연결이 동시에 일괄적으로 이루어질 수 있으며, 전원 단자(141,142)와 통신 단자(143)의 일괄 접속 구조를 이용하여 접속 작업이 한층 편리해질 수 있다.
도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 백 회로보드(140)는 랙 하우징(100)의 배면에 장착되고, 보다 구체적으로 다수의 백 회로보드(140)들이 각 수납 공간(G)의 후방 측에 결합된다. 이 상태로 각 수납 공간(G)을 통하여 배터리 트레이(10)가 장착될 때, 배터리 트레이(10)가 수납 공간(G)의 전방으로부터 후방으로 밀어 넣어지면서 배터리 트레이(10)와 랙 하우징(100)의 백 회로보드(140)가 자연스럽게 접속될 수 있다. 예를 들어, 배터리 트레이(10)의 배면 측에는 랙 하우징(100)의 백 회로보드(140)와 전기적인 접점을 형성하는 회로보드(미도시)가 형성될 수 있다.
이때, 랙 하우징(100) 전방을 통하여 끼워지는 배터리 트레이(10)는 수납 공간(G)의 후방에 마련된 백 회로보드(140) 위치까지 슬라이딩 방식으로 끼워질 수 있으며, 백 회로보드(140) 위치에서 백 회로보드(140)와 전기적인 결합을 형성함으로써 체결 위치가 결정될 수 있다.
도 6을 참조하면, 랙 하우징(100)의 배면 측에 장착된 다수의 백 회로보드(140)들은, 버스 부재(146)를 통하여 서로 결속되어 있다. 예를 들어, 백 회로보드(140)의 일 측과 타 측에는 각각 서로 반대 극성을 갖는 제1 전원 단자(141)와 제2 전원 단자(142)가 형성될 수 있다. 이때, 백 회로보드(140)의 제1 전원 단자(141)는 버스 부재(146)를 경유하여 이웃하는 백 회로보드(140)의 제2 전원 단자(142)와 전기적으로 연결된다. 유사하게, 백 회로보드(140)의 제2 전원 단자(142)는 버스 부재(146)를 경유하여 이웃하는 백 회로보드(140)의 제1 전원 단자(141)와 전기적으로 연결된다. 이렇게 서로 이웃하는 백 회로보드(140)의 서로 반대 극성을 갖는 제1, 제2 전원 단자(141,142)가 버스 부재(146)를 통하여 서로 결속됨으로써 랙 하우징(100)에 수납된 배터리 트레이(10)들은 직렬 연결을 구성할 수 있다. 이웃하는 배터리 트레이(10)들을 연쇄적으로 연결하여 형성된 전원 패스의 양 말단에 배치된 제1, 제2 전원 단자(141,142), 즉, 도 6에서 이웃하는 배터리 트레이(10)와 연결되어 있지 않은 제1, 제2 전원 단자(141,142)는, 외부회로(미도시)와의 접속을 위한 접속단자를 형성할 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 랙 하우징(100)에 수납된 다수의 배터리 트레이(10)들은 서로 병렬 연결될 수 있으며, 전력저장장치(200)의 출력전압 및 출력용량을 고려하여 다수의 배터리 트레이(10)들은 직렬/병렬 연결이 혼용된 접속 구조를 가질 수도 있다. 한편, 상기 버스 부재(146)는 전력 케이블로 이루어질 수 있으며, 연결 패스의 저항 손실을 고려하여 충분한 두께의 전력 케이블로 이루어질 수 있다.
상기 백 회로보드(140)의 대략 중앙위치에는 통신 단자(143)가 마련될 수 있다. 상기 통신 단자(143)는 통신 케이블(147)을 통하여 이웃하는 배터리 트레이(10)의 통신 단자(143)에 접속될 수 있다. 각 통신 단자(143)는 통신 케이블(147)을 통하여 이웃하는 통신 단자(143)와 연결되며, 최종적으로 말단의 통신 단자(143)는, 예를 들어, 랙 하우징(100)의 하부에 설치된 랙 BMS 회로보드(190)로 접속되며, 각 통신 단자(143)로부터 취합된 정보를 랙 BMS(미도시)로 전달할 수 있다. 즉, 통신 케이블(147)의 말단에 배치된 배터리 트레이(10)는, 자신의 상태정보와 더불어 다른 배터리 트레이(10)의 상태정보를 함께 랙 BMS(미도시)로 전달할 수 있다.
다수의 백 회로보드(140)들을 가로질러 연장되는 직류전압 공급케이블(148)은 통신 단자(143)에 형성된 전압공급단자와 연결되며, 예를 들어, 정 전압(ex. 24V)을 제공할 수 있다.
랙 하우징(100)의 백 회로보드(140)에는 스페이서(145)가 형성될 수 있다. 상기 스페이서(145)는 랙 하우징(100)의 배면에 설치된 배선들, 즉, 버스 부재(146)와 통신 케이블(147) 등이 점유하는 배선공간을 확보하기 위한 것이다. 예를 들어, 랙 하우징(100)의 배면 측이 거치 공간의 벽체에 대해 밀착됨으로써 배선공간이 침해되지 않도록 하기 위한 것으로, 상기 스페이서(145)는 벽체와 랙 하우징(100) 사이에서 소정의 배선공간이 확보되도록 한다. 상기 스페이서(145)는 다양한 형태로 마련될 수 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 백 회로보드(140)와 일체로 형성되며, 백 회로보드(140)로부터 후방을 향하여 소정 길이로 돌출 형성될 수 있다.
한편, 일부 수납 공간(G), 예를 들어, 랙 하우징(100)의 하부에 마련된 수납 공간(G)에는 랙 하우징(100)에 수납된 배터리 트레이(10)들을 총괄적으로 제어하며, 배터리 트레이(10)들의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 랙 BMS(미도시)가 배치될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 배터리 트레이 10`,110`,130`,150`: 벤트 홀
100: 랙 하우징 105: 랙 하우징 조립체
110: 커버 프레임 110L,120L: 장변부
110S,120S: 단변부 120: 받침대 프레임
121: 레그 부재 130: 측부 프레임
140: 백 회로보드 141,142: 전원 단자
143: 통신 단자 145: 스페이서
146: 버스 부재 147: 통신 케이블
148: 직류전압 공급케이블 150: 선반 부재
151: 제1 앵커 부재 152: 제2 앵커 부재
151a,152a: 고정부 151b,152b: 연결부
151c,152c: 프랜지부 151`,152`: 체결 홀
181: 제1 고정 부재 182: 제2 고정 부재
200: 전력저장장치
S1: 거치 공간의 측벽 S2: 거치 공간의 바닥면
G: 수납 공간

Claims (20)

  1. 배터리 트레이를 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징; 및
    상기 랙 하우징의 적어도 어느 일 측에 형성된 것으로, 상기 랙 하우징을 랙 하우징이 놓여지는 거치 공간의 벽체에 대해 고정하기 위한 앵커 부재;를 포함하고,
    상기 랙 하우징의 배면에는 각 수납 공간에 대응하여 개별적으로 형성된 다수의 백 회로보드가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 앵커 부재는 랙 하우징의 좌우 양편으로 대칭적인 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 앵커 부재는 거치 공간의 측벽과 바닥면에 대해 각각 고정되도록 서로 다른 레벨에 형성된 제1, 제2 앵커 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 앵커 부재는 상기 랙 하우징의 배면 측에 형성되고,
    상기 제2 앵커 부재는 상기 랙 하우징의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 랙 하우징은,
    상기 랙 하우징의 상하부를 형성하며 서로 나란하게 연장되는 커버 프레임 및 받침대 프레임; 및
    상기 커버 프레임과 받침대 프레임 사이에서 연장되며, 상기 수납 공간들의 측면을 가로질러 연장되는 측부 프레임들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 앵커 부재는, 상기 커버 프레임, 또는 상기 커버 프레임과 측부 프레임의 모서리 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 앵커 부재는 상기 커버 프레임의 장변부를 따라 소정의 간격을 두고 다수로 배열되는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 앵커 부재는, 상기 받침대 프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 앵커 부재는, 상기 받침대 프레임의 장변부를 따라 소정의 간격을 두고 다수로 배열되는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 앵커 부재에는 고정 부재가 끼워지는 체결 공이 형성되고,
    상기 고정 부재는 상기 체결 공을 관통하여 거치 공간의 벽체에 대해 결합되는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 앵커 부재는 거치 공간의 벽체와 마주하도록 편평한 판 상의 플랜지부를 갖고,
    상기 플랜지부에는 상기 고정 부재가 끼워지는 체결 공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 백 회로보드에는 전원 단자와 통신 단자가 함께 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 랙 하우징 조립체.
  14. 다수의 배터리 트레이들;
    상기 배터리 트레이들을 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징; 및
    상기 랙 하우징의 적어도 어느 일 측에 형성된 것으로, 상기 랙 하우징을 랙 하우징이 놓여지는 거치 공간의 벽체에 대해 고정하기 위한 앵커 부재;를 포함하고,
    상기 랙 하우징의 배면 측에는 각 수납 공간에 대응되도록 개별적으로 형성된 다수의 백 회로보드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전력저장장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 백 회로보드에는 전원 단자와 통신 단자가 함께 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전력저장장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 배터리 트레이의 배면에는 상기 전원 단자 및 통신 단자와 일대일로 전기 접속을 형성하는 전원접속단자 및 통신접속단자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전력저장장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전원 단자 및 통신 단자는 상기 배터리 트레이가 삽입되는 전후 방향을 따라 실질적으로 동일한 위치에 형성되고,
    상기 배터리 트레이는 상기 전원 단자 및 통신 단자와 일괄적으로 접점을 형성하는 정 위치에서 상기 수납 공간 내에 안착되어 있는 것을 특징으로 하는 전력저장장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 앵커 부재는 랙 하우징의 좌우 양편으로 대칭적인 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 전력저장장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 앵커 부재는 거치 공간의 측벽과 바닥면에 대해 각각 고정되도록 서로 다른 레벨에 형성된 제1, 제2 앵커 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장장치.
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