KR101313073B1 - Battery module managing apparatus for electric power storage system - Google Patents

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KR101313073B1
KR101313073B1 KR1020120024221A KR20120024221A KR101313073B1 KR 101313073 B1 KR101313073 B1 KR 101313073B1 KR 1020120024221 A KR1020120024221 A KR 1020120024221A KR 20120024221 A KR20120024221 A KR 20120024221A KR 101313073 B1 KR101313073 B1 KR 101313073B1
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Abstract

본 발명은 취출 가능한 다수의 선반에 이송체결부와 커넥터가 마련된 배터리 모듈이 적재되고 전원라인과 통신라인이 가설된 배터리 랙; 상기 배터리 랙에 적재된 배터리 모듈의 교체 과정을 전반적으로 제어하는 컨트롤 장치; 상기 배터리 랙 주변에 설치되어 배터리 모듈을 이송하는 배터리 이송장치; 상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 외부로 취출된 선반에 마운트되어 있는 배터리 모듈을 상기 배터리 이송장치로 반출하고, 상기 배터리 이송장치를 통해 반입된 신규 배터리 모듈을 상기 선반에 장착하는 배터리 교체장치; 및 교체 대상이 되는 배터리 모듈의 커넥터와 상기 배터리 랙에 가설된 전원라인 및 통신라인 간의 연결을 배터리 교체 전에 오프시키고 교체 후에 온시키는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치를 개시한다.The present invention provides a battery rack including a battery module provided with a transfer fastening part and a connector on a plurality of shelves that can be taken out, and a power line and a communication line are hypothesized; A control device for controlling the overall replacement process of the battery module loaded in the battery rack; A battery transfer device installed around the battery rack to transfer a battery module; A battery replacement device for carrying out a battery module mounted on the shelf taken out to the battery transfer device under the control of the control device and mounting the new battery module brought in through the battery transfer device to the shelf; And a switching device for turning off the connection between the connector of the battery module to be replaced and the power line and the communication line installed in the battery rack before replacing the battery and turning on after the replacement of the battery module. Start the device.

Description

전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치{BATTERY MODULE MANAGING APPARATUS FOR ELECTRIC POWER STORAGE SYSTEM}BATTERY MODULE MANAGING APPARATUS FOR ELECTRIC POWER STORAGE SYSTEM}

본 발명은 배터리 모듈 관리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 저장 시스템에 있어 배터리의 교체를 자동으로 수행할 수 있는 구조를 가진 배터리 모듈 관리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module management apparatus, and more particularly, to a battery module management apparatus having a structure capable of automatically performing the replacement of the battery in the power storage system.

전력 사용량이 지속적으로 증가하며 시간대별 계절별 전력 사용량이 상이함에 따라 효율적으로 전력을 관리하고 통제할 수 있는 스마트 그리드에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 효율적인 전력 운용을 위해서는 유휴 전력을 저장하고 제어하는 전력 저장 시스템이 필요하다.As power usage continues to increase and seasonal power usage varies over time, there is a growing interest in smart grids that can efficiently manage and control power. Such efficient power operation requires a power storage system that stores and controls idle power.

전력 저장 시스템은 전력을 저장해 두었다가 정전이나 전력부족 등 전력이 필요한 시기에 공급하는 시스템으로서, 적정 동작전압 및 충전 용량이 확보되도록 배터리가 다수 집적된 구조를 갖는다.The power storage system is a system that stores power and supplies it at a time when power is needed, such as power failure or lack of power, and has a structure in which a plurality of batteries are integrated to ensure proper operating voltage and charge capacity.

일반적으로, 전력 저장 시스템은 컨테이너 내에 설치되는 타워형의 랙(Rack)에 다수의 배터리들이 소정의 열을 이루며 적재된 형태로 제공된다.In general, a power storage system is provided in a tower rack installed in a container in which a plurality of batteries are stacked in a predetermined row.

전력 저장 시스템의 배터리 적재와 관련하여, 대한민국 공개특허 제2003-0038773호는 내지진용 배터리 랙 시스템을 개시하고 있으며, 공개실용신안 제2009-0003501호는 일체형의 배터리 설치용 랙을 개시하고 있다.In relation to the battery loading of the electric power storage system, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0038773 discloses a battery rack system for dust protection, and Korean Utility Model Publication No. 2009-0003501 discloses an integrated battery mounting rack.

이러한 전력 저장 시스템은 다수의 모듈화된 배터리들에 의해 구성되므로 시스템의 효율적인 관리를 위해서는 각각의 배터리 모듈을 개별적으로 제어하고 유지보수하기 위한 자동화 시스템이 필요하다.Since such a power storage system is constituted by a plurality of modular batteries, an efficient system for controlling and maintaining each battery module individually is required for efficient management of the system.

하지만, 기존의 전력 저장 시스템은 수명이 다하거나 불량한 배터리의 검색과 회수 등을 위한 자동화 장치가 구축되어 있지 않아 배터리를 교체하는 데 많은 시간이 소요되고, 상대적으로 랙의 안쪽이나 높은 곳에 위치한 배터리에서 불량이 발생한 경우 신속한 교체 작업이 어려울 뿐만 아니라 교체 작업중 안전사고의 우려도 있어 이에 대한 대책이 요구되고 있다.However, the existing power storage system does not have an automated device for searching for and retrieving a defective battery, and thus, it takes a long time to replace the battery. In case of a defect, it is difficult to replace the product quickly and there is a risk of a safety accident during the replacement.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 수명이 다하거나 불량한 배터리의 검색과 회수를 자동으로 수행할 수 있는 구조를 가진 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a battery module management apparatus of a power storage system having a structure capable of automatically searching for and retrieving a battery having a life or failure. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 취출 가능한 다수의 선반에 이송체결부와 커넥터가 마련된 배터리 모듈이 적재되고 전원라인과 통신라인이 가설된 배터리 랙; 상기 배터리 랙에 적재된 배터리 모듈의 교체 과정을 전반적으로 제어하는 컨트롤 장치; 상기 배터리 랙 주변에 설치되어 배터리 모듈을 이송하는 배터리 이송장치; 상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 외부로 취출된 선반에 마운트되어 있는 배터리 모듈을 상기 배터리 이송장치로 반출하고, 상기 배터리 이송장치를 통해 반입된 신규 배터리 모듈을 상기 선반에 장착하는 배터리 교체장치; 및 교체 대상이 되는 배터리 모듈의 커넥터와 상기 배터리 랙에 가설된 전원라인 및 통신라인 간의 연결을 배터리 교체 전에 오프시키고 교체 후에 온시키는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a battery rack including a battery module provided with a transfer fastening part and a connector on a plurality of shelves that can be taken out, and a power line and a communication line are hypothesized; A control device for controlling the overall replacement process of the battery module loaded in the battery rack; A battery transfer device installed around the battery rack to transfer a battery module; A battery replacement device for carrying out a battery module mounted on the shelf taken out to the battery transfer device under the control of the control device and mounting the new battery module brought in through the battery transfer device to the shelf; And a switching device for turning off the connection between the connector of the battery module to be replaced and the power line and the communication line installed in the battery rack before replacing the battery and turning on after the replacement of the battery module. Provide the device.

상기 배터리 랙은, 각 배터리 모듈이 수납되는 공간을 정의하는 랙 프레임; 상기 랙 프레임에 의해 정의된 배터리 모듈의 수납공간에 설치되어 상기 선반을 전후로 슬라이딩시키는 레일; 레일을 전후로 구동시키는 구동모터; 및 상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 상기 구동모터를 제어하는 구동 모터 제어기;를 포함할 수 있다.The battery rack may include a rack frame defining a space in which each battery module is accommodated; A rail installed in the storage space of the battery module defined by the rack frame and sliding the shelf back and forth; A drive motor for driving the rail back and forth; And a driving motor controller controlling the driving motor according to the control of the control device.

상기 배터리 교체장치는, 상기 배터리 랙이 설치된 하우징의 내부 상단에 포설된 가이드 프레임; 상기 가이드 프레임에 장착되어 상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 위치 이동이 가능한 프레임 이송체; 배터리 모듈과 결합 또는 분리되는 배터리 결속부; 및 상기 프레임 이송체에 장착되어 상기 배터리 결속부를 상하로 이동시키는 도르래;를 포함할 수 있다.The battery replacement device, the guide frame is installed on the inner top of the housing in which the battery rack is installed; A frame feeder mounted on the guide frame and capable of moving in accordance with the control of the control device; A battery binding unit coupled to or separated from the battery module; And a pulley mounted to the frame carrier to move the battery binding unit up and down.

상기 이송체결부는, 상기 배터리 결속부의 체결이 가능한 홈을 구비할 수 있다.The transfer fastening part may include a groove in which the battery binding part may be fastened.

상기 배터리 이송장치는, 상기 배터리 랙이 설치된 하우징 하단에 마련되어 상기 배터리 교체장치에 의해 전달된 배터리 모듈을 이송하는 컨베이어 벨트; 및 상기 컨트롤장치의 제어에 따라 상기 컨베이어 벨트의 구동을 제어하는 컨베이어 구동 제어기;를 포함할 수 있다.The battery conveying apparatus may include a conveyor belt provided at a lower end of a housing in which the battery rack is installed to convey a battery module delivered by the battery replacing apparatus; And a conveyor driving controller controlling the driving of the conveyor belt according to the control of the control device.

바람직하게, 본 발명은 상기 배터리 모듈의 커넥터에 대응하도록 상기 배터리 랙에 설치되어 상기 배터리 모듈의 삽입시 상기 배터리 모듈의 커넥터를 상기 전원라인 및 통신라인과 연결하는 랙 커넥터;를 더 포함할 수 있다.Preferably, the present invention may further include a rack connector installed in the battery rack so as to correspond to the connector of the battery module and connecting the connector of the battery module to the power line and the communication line when the battery module is inserted. .

상기 스위칭 장치는, 상기 배터리 랙의 전원라인 및 통신라인과 상기 배터리 랙의 커넥터 간의 연결구간에 설치될 수 있다.The switching device may be installed at a connection section between a power line and a communication line of the battery rack and a connector of the battery rack.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 취출 가능한 다수의 선반에 이송체결부와 커넥터가 마련된 배터리 모듈이 적재되고 전원라인과 통신라인이 가설된 배터리 랙; 상기 배터리 랙에 적재된 배터리 모듈의 교체 과정을 전반적으로 제어하는 컨트롤 장치; 상기 컨트롤 장치의 제어에 따라, 외부로 취출된 선반에 장착되어 있는 배터리 모듈을 반출하고 외부에서 반입된 신규 배터리 모듈을 선반 위에 장착하는 배터리 교체장치; 및 교체 대상이 되는 배터리 모듈의 커넥터와 상기 배터리 랙에 가설된 전원라인 및 통신라인 간의 연결을 배터리 교체 전에 오프시키고 교체 후에 온시키는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a battery rack is provided with a battery module provided with a transfer fastening portion and a connector on a plurality of shelves that can be taken out, and a power line and a communication line are hypothesized; A control device for controlling the overall replacement process of the battery module loaded in the battery rack; According to the control of the control device, the battery replacement device for carrying out the battery module mounted on the shelf taken out to the outside and the new battery module imported from the outside on the shelf; And a switching device for turning off the connection between the connector of the battery module to be replaced and the power line and the communication line installed in the battery rack before replacing the battery and turning on after the replacement of the battery module. An apparatus is provided.

본 발명에 따르면 수명이 다하거나 불량 상태로 인식된 배터리의 반출 작업과 신규 배터리의 장착 작업을 자동으로 수행할 수 있으므로 배터리 교체작업의 편의를 도모할 수 있고 작업시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, since it is possible to automatically carry out the work of carrying out the battery and the installation of the new battery recognized as a defective or defective state, it is possible to facilitate the replacement of the battery and to shorten the working time. .

본 발명은 배터리 랙에 대한 배터리 모듈의 분리 또는 결합시 배터리 모듈에 걸리는 과전압, 과부하로 인해 배터리가 손상되는 것을 방지할 수 있다.The present invention can prevent the battery from being damaged due to overvoltage and overload applied to the battery module when the battery module is detached or coupled to the battery rack.

또한, 본 발명에 따르면 배터리 랙의 안쪽이나 높은 곳에 위치한 배터리에서 불량이 발생하더라도 배터리 교체장치가 자동으로 해당 지점으로 이동하여 교체작업을 수행할 수 있으므로 작업자의 안전사고를 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, even if a failure occurs in the battery located inside or high of the battery rack, the battery replacement device can automatically move to the corresponding point to perform the replacement work can prevent the worker's safety accident.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈 관리장치의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에서 배터리 랙의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 도 1에서 배터리 교체장치의 구성을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 관리장치의 구성을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 관리장치의 구성을 도시한 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a perspective view showing the configuration of a battery module management apparatus according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a battery rack in Figure 1,
3 is a perspective view illustrating a configuration of a battery replacing apparatus in FIG. 1;
4 is a perspective view showing the configuration of a battery module management apparatus according to another embodiment of the present invention;
5 is a perspective view showing the configuration of a battery module management apparatus according to another embodiment of the present invention.

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 아니되며, 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 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈 관리장치의 구성을 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1에서 배터리 랙의 구성을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a battery module management apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a battery rack in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈 관리장치는 배터리 모듈(15)이 적재되는 배터리 랙(10)과, 수명이 다하거나 불량한 배터리 모듈의 반출과 신규 배터리 모듈의 장착 기능을 제공하는 배터리 교체장치(30)와, 배터리 교체시 전원라인(21) 및 통신라인(22)과 배터리 모듈(15) 간의 연결을 스위칭하는 스위칭 장치(70)를 포함한다.1 and 2, the battery module management apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes a battery rack 10 in which the battery module 15 is loaded, a carrying out of a battery module having expired or bad life, and a new battery module. It includes a battery replacement device 30 that provides a mounting function of, and a switching device 70 for switching the connection between the power line 21 and the communication line 22 and the battery module 15 when replacing the battery.

배터리 랙(10)은 랙 프레임(11)과, 랙 프레임(11)에 대하여 출입 가능하게 설치된 선반(16)과, 랙 프레임(11)의 일측에 설치된 랙 커넥터(20)와, 랙 커넥터(20)에 결선된 전원라인(21) 및 통신라인(22)을 포함한다.The battery rack 10 includes a rack frame 11, a shelf 16 installed to be accessible to the rack frame 11, a rack connector 20 provided on one side of the rack frame 11, and a rack connector 20. It includes a power line 21 and a communication line 22 connected to the.

랙 프레임(11)은 각 배터리 모듈(15)이 수납되는 공간을 정의하는 것으로서, 예컨대 4개의 기둥과 이를 지지하고 연결하는 상하 베이스 플레이트를 구비한다. 바람직하게, 랙 프레임(11)에는 내부에 수납되는 배터리 모듈(15)을 보호하기 위한 전/후면 도어와 측면부를 폐쇄하는 측면판넬이 마련될 수 있으며, 상기 측면판넬에는 발열 및 내부 공기 순환 기능을 제공하는 환풍구 및 팬이 설치될 수 있다.The rack frame 11 defines a space in which each battery module 15 is accommodated. For example, the rack frame 11 includes four pillars and upper and lower base plates for supporting and connecting the pillars. Preferably, the rack frame 11 may be provided with front and rear doors and side panels for closing the side parts to protect the battery module 15 stored therein, and the side panels provide heat and internal air circulation functions. Provided vents and fans can be installed.

선반(16)은 배터리 랙(10) 내에 배터리 모듈(15)을 수납할 수 있도록 랙 프레임(11)의 내부 공간에 대응하는 규격으로 제공된다. 선반(16)은 배터리 모듈(15)을 올려놓기 위한 지지면을 구비하고, 배터리 랙(10)에 설치된 레일(18)을 따라 슬라이딩 가능하게 설치된다. 선반(16)은 배터리 랙(10)의 외부로 취출됨으로써 배터리 모듈(15)의 배출 동작을 지원하고, 배터리 랙(10)의 내부로 삽입됨으로써 신규 배터리 모듈(15)의 장착 동작을 지원한다.Shelf 16 is provided in a standard corresponding to the internal space of the rack frame 11 to accommodate the battery module 15 in the battery rack (10). The shelf 16 has a support surface for placing the battery module 15 on, and is slidably installed along the rail 18 installed in the battery rack 10. The shelf 16 is discharged to the outside of the battery rack 10 to support the discharging operation of the battery module 15, and is inserted into the battery rack 10 to support the mounting operation of the new battery module 15.

선반(16)의 취출 및 삽입을 제어하기 위해 배터리 랙(10)에는 구동모터 제어기(17), 레일(18) 및 구동모터(19)가 설치된다.In order to control the extraction and insertion of the shelf 16, the battery rack 10 is provided with a drive motor controller 17, a rail 18, and a drive motor 19.

구동모터 제어기(17)는 컨트롤 장치(60)의 명령에 따라 구동모터(19)의 회전 방향 및 구동 시간을 제어한다.The drive motor controller 17 controls the rotation direction and the drive time of the drive motor 19 according to the command of the control device 60.

레일(18)은 선반(16)의 출입 방향으로 연장되게 설치되고, 예컨대 랙-피니언 기어를 매개로 하여 구동모터(19)와 커플링된다.The rail 18 is installed to extend in the inlet and outward direction of the shelf 16 and is coupled with the drive motor 19 via, for example, a rack-pinion gear.

구동모터(19)로는 선반(16)에 대하여 전,후진 구동력을 제공하도록 정/역회전이 가능한 모터가 채용된다.As the drive motor 19, a motor capable of forward / reverse rotation is adopted to provide forward and backward driving force with respect to the shelf 16.

랙 커넥터(20)는 배터리 랙(10)에 설치되어 배터리 모듈(15)의 배터리 커넥터(23)와 결합된다. 랙 커넥터(20)와 배터리 커넥터(23) 간의 체결 완료시 전원라인(21) 및 통신라인(22)이 배터리 모듈(15)과 전기적으로 연결된다.The rack connector 20 is installed in the battery rack 10 and coupled to the battery connector 23 of the battery module 15. Upon completion of the fastening between the rack connector 20 and the battery connector 23, the power line 21 and the communication line 22 are electrically connected to the battery module 15.

전원라인(21)은 배터리 랙(10)에 가설되어 배터리 모듈(15)에 전원을 제공하는 한편, 선반(16)의 취출 및 삽입을 제어하는 구동모터(19)에 전원을 공급한다.The power line 21 is installed in the battery rack 10 to supply power to the battery module 15, while supplying power to the drive motor 19 that controls the take-out and insertion of the shelf 16.

통신라인(22)은 배터리 랙(10)에 가설되어 배터리 모듈(15)에 대한 모니터링 정보를 컨트롤 장치(60)로 전달한다. 또한, 통신라인(22)은 구동모터 제어기(17)에서 발생하는 제어 명령을 구동모터(19)에 전달한다.The communication line 22 is installed in the battery rack 10 to transmit the monitoring information for the battery module 15 to the control device 60. In addition, the communication line 22 transmits a control command generated from the drive motor controller 17 to the drive motor 19.

배터리 모듈(15)은 랙 커넥터(20)에 대응하는 구조를 가진 배터리 커넥터(23)와, 배터리 교체장치(30)와의 결합을 위한 이송체결부(24)를 포함한다.The battery module 15 includes a battery connector 23 having a structure corresponding to the rack connector 20, and a transfer fastening portion 24 for coupling with the battery replacement device 30.

이송체결부(24)는 배터리 모듈(15)의 일측에 고정되어 배터리 교체장치(30)가 배터리 모듈(15)을 픽업하기 위한 결합부를 제공한다. 이송체결부(24)에는 배터리 교체장치(30)에 마련된 배터리 결속부(31)가 체결되는 홈 구조가 마련된다. 바람직하게, 상기 홈 구조는 배터리 모듈(15)과 이송체결부(24) 사이의 빈 공간에 의해 제공될 수 있다.The transfer coupling part 24 is fixed to one side of the battery module 15 to provide a coupling part for the battery replacement device 30 to pick up the battery module 15. The transfer fastening part 24 is provided with a groove structure in which the battery binding part 31 provided in the battery replacement device 30 is fastened. Preferably, the groove structure may be provided by an empty space between the battery module 15 and the transfer fastening portion 24.

도 3에 도시된 바와 같이 배터리 교체장치(30)는 가이드 프레임(32)과, 가이드 프레임(32)을 따라 위치 이동 가능한 프레임 이송체(33)와, 이송체결부(24)에 대응하는 배터리 결속부(31)와, 배터리 모듈(15)을 승강시키기 위한 도르래(34)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the battery replacing apparatus 30 includes a guide frame 32, a frame conveying member 33 which can be moved along the guide frame 32, and a battery binding unit corresponding to the conveying fastening unit 24. A part 31 and the pulley 34 for elevating the battery module 15 are included.

가이드 프레임(32)은 배터리 랙(10)을 수용하는 구조물인 하우징(80)의 내부 상단에 포설된 프레임으로 배터리 교체장치(30)를 지지하는 동시에 배터리 교체장치(30)의 이동로를 제공한다. 또한, 가이드 프레임(32)에는 전원라인(35)과 통신라인(36)이 가설된다.The guide frame 32 supports the battery replacer 30 with a frame installed on the inner top of the housing 80, which is a structure for accommodating the battery rack 10, and provides a moving path of the battery replacer 30. . In addition, the power supply line 35 and the communication line 36 are hypothesized in the guide frame 32.

프레임 이송체(33)는 가이드 프레임(32)을 따라 이동하는 구동 휠(37)과, 상기 구동 휠(37)을 회전시키는 프레임 이송체 구동모터(38)와, 컨트롤 장치(60)의 제어에 따라 프레임 이송체 구동모터(38)를 제어하는 프레임 이송체 제어기(39)를 구비한다.The frame conveying body 33 is driven by the driving wheel 37 moving along the guide frame 32, the frame conveying body driving motor 38 which rotates the driving wheel 37, and the control device 60. The frame conveying body controller 39 which controls the frame conveying body drive motor 38 is provided.

배터리 결속부(31)는 배터리 모듈(15)을 이송하기 위해 배터리 교체장치(30)와 배터리 모듈(15)을 결합시키는 장치로 컨트롤 장치(60)의 제어에 따라 상기 배터리 모듈(15)에 마련된 이송체결부(24)를 파지하는 실질적인 집게 구조의 파지부(40)와, 컨트롤 장치(60)의 제어를 따라 상기 파지부(40)를 구동시키는 구동모터(41) 및 이를 제어하는 구동 모터 제어기(42)를 포함한다.The battery binding unit 31 is a device for coupling the battery replacement device 30 and the battery module 15 to transfer the battery module 15. The battery binding unit 31 is provided in the battery module 15 under the control of the control device 60. A gripper 40 having a substantially forceps structure for holding the transfer fastening part 24, a drive motor 41 for driving the gripper 40 under the control of the control device 60, and a drive motor controller for controlling the gripper 40. (42).

도르래(34)는 배터리 결속부(31)와 프레임 이송체(33)를 연결하고, 프레임 이송체(33)에 대하여 배터리 모듈(15)을 승강시키는 기능을 제공한다.The pulley 34 connects the battery binding unit 31 and the frame carrier 33 and provides a function of lifting and lowering the battery module 15 with respect to the frame carrier 33.

도르래(34)는 배터리 결속부(31)를 지지하는 와이어(44)와, 와이어(44)를 권취/권출하는 도르래 휠(45)과, 도르래 휠(45)를 회전시키는 도르래 구동모터(46)와, 컨트롤 장치(60)의 제어에 따라 도르래 구동모터(46)를 회전시키는 도르래 제어기(47)를 포함한다.The pulley 34 includes a wire 44 for supporting the battery binding unit 31, a pulley wheel 45 for winding / unwinding the wire 44, and a pulley driving motor 46 for rotating the pulley wheel 45. And a pulley controller 47 for rotating the pulley drive motor 46 according to the control of the control device 60.

배터리 모듈(15)의 무게를 균일하게 분할하도록 도르래(34)는 프레임 이송체(33)의 네 지점에 분산 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 배터리 모듈(15)의 균형을 유지하도록 각각의 와이어는 동일한 길이로 권취/권출되는 것이 바람직하다.The pulley 34 is preferably distributed at four points of the frame carrier 33 so as to divide the weight of the battery module 15 evenly. In addition, each wire is preferably wound / unwound in the same length so as to balance the battery module 15.

스위칭 장치(70)는 배터리 랙(10)에 대한 배터리 모듈(15)의 분리 또는 결합시 배터리 모듈(15)에 걸리는 과전압, 과부하로 인한 배터리의 손상을 방지하는 기능을 제공한다. 스위칭 장치(70)는 배터리 랙(10)에서 배터리 모듈(15)의 몸체가 기구적으로 분리되기 전에 배터리 모듈(15)에 연결된 전원라인(21) 및 통신라인(22)을 전기적으로 분리하는 오프(Off) 동작을 수행한다. 또한, 스위칭 장치(70)는 신규 배터리 모듈(15)의 배터리 커넥터(23)가 랙 커넥터(20)에 체결된 것이 감지되었을 때 배터리 랙(10)과 전원라인(21) 및 통신라인(22)을 접속하는 온(On) 동작을 수행한다. 이러한 스위칭 장치(70)는 배터리 커넥터(20)와 전원라인(21) 및 통신라인(22) 간의 연결구간에 설치된다. 여기서, 스위칭 장치(70)는 릴레이에 의해 구성되는 것이 바람직하다.The switching device 70 provides a function of preventing damage to the battery due to overvoltage and overload of the battery module 15 when the battery module 15 is detached or coupled to the battery rack 10. The switching device 70 is turned off to electrically disconnect the power line 21 and the communication line 22 connected to the battery module 15 before the body of the battery module 15 is mechanically separated from the battery rack 10. (Off) Perform the operation. In addition, the switching device 70 is the battery rack 10, the power line 21 and the communication line 22 when it is detected that the battery connector 23 of the new battery module 15 is fastened to the rack connector 20 Performs an On operation of accessing. The switching device 70 is installed in the connection section between the battery connector 20, the power line 21 and the communication line 22. Here, the switching device 70 is preferably configured by a relay.

컨트롤 장치(60)는 각각의 배터리 모듈(15)의 정보를 식별하고 배터리 모듈(15)의 전원 충방전 상태 및 이상여부를 모니터링하며 그 정보를 중앙 제어 장치로 전달하는 배터리 관리 시스템(BMS)과, 장치의 조작을 위한 각종 스위치와 표시화면이 마련된 인터페이스 패널을 구비한다.The control device 60 identifies the information of each battery module 15, monitors the power charging / discharging status and abnormality of the battery module 15, and transmits the information to the central control device. And an interface panel provided with various switches and display screens for operating the apparatus.

배터리 이송장치(50)는 배터리 모듈(15)을 이송하는 장치로서, 컨베이어 벨트(51)와 동작 감지 센서(52)를 포함한다.The battery transfer device 50 is a device for transferring the battery module 15 and includes a conveyor belt 51 and a motion detection sensor 52.

컨베이어 벨트(51)는 지지 프레임(53)에 감겨서 회전하는 벨트(54)와, 컨트롤 장치(60)의 제어에 따라 벨트(54)를 정해진 방향으로 회전시키는 컨베이어 구동모터(55)와, 컨베이어 구동모터(55)를 제어하는 컨베이어 구동 제어기(57)와, 지지 프레임(53)과 벨트(54) 간의 마찰을 줄여주는 베어링(56)을 포함한다.The conveyor belt 51 includes a belt 54 which is wound around the support frame 53 and rotates, a conveyor drive motor 55 which rotates the belt 54 in a predetermined direction under the control of the control device 60, and a conveyor. Conveyor drive controller 57 for controlling drive motor 55, and bearing 56 to reduce the friction between the support frame 53 and the belt 54.

동작 감지 센서(52)는 컨베이어 벨트(51)의 양측면에 설치되어 이송하는 배터리 모듈(15)의 위치를 감지하는 기능을 수행한다. 동작 감지 센서(52)로는 바람직하게 적외선 센서나 광센서가 채용될 수 있으나, 본 발명이 이러한 예에 한정되지 않은 물론이다.The motion detection sensor 52 is installed on both sides of the conveyor belt 51 to detect the position of the battery module 15 to transfer. As the motion detection sensor 52, an infrared sensor or an optical sensor may be preferably employed, but the present invention is not limited to this example.

배터리 이송장치(50)는 가이드 프레임(32)의 연장 방향과 수직하게 배치된다.The battery transfer device 50 is disposed perpendicular to the extending direction of the guide frame 32.

대안으로, 배터리 이송장치(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 가이드 프레임(32)의 연장 방향과 나란하게 배치되는 것도 가능하다. 이 경우 상부에는 배터리 교체장치(30)가 위치하고, 하부에는 배터리 이송장치(50)가 설치된다. 이 상태에서 배터리 교체장치(30)는 선반(16) 위에 마운트 되어 있는 배터리 모듈(15)을 파지한 상태에서 수직 방향으로 하강시켜 하단에 위치한 배터리 이송장치(50)로 전달하고, 배터리 이송장치(50)는 관리자가 배터리를 교체하기 용이한 지점까지 수평 이송 동작을 수행하도록 구성된다.Alternatively, the battery transfer device 50 may be arranged in parallel with the extending direction of the guide frame 32, as shown in FIG. In this case, the battery replacement device 30 is located at the upper part, and the battery transfer device 50 is installed at the lower part. In this state, the battery replacement device 30 is lowered in the vertical direction while holding the battery module 15 mounted on the shelf 16 and transferred to the battery transfer device 50 located at the bottom, and the battery transfer device ( 50) is configured to perform the horizontal transfer operation to the point where the administrator is easy to replace the battery.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 도 5에 도시된 바와 같이 배터리 이송장치가 없는 배터리 모듈 관리장치가 제공될 수도 있다. 이 경우 지상에서의 배터리 이송은 작업자의 수작업에 의해 진행된다. 즉, 배터리 교체장치(30)는 관리자가 배터리 모듈(15)을 교체하기 용이한 지점까지 수직 방향으로 배터리 모듈(15)을 이송하도록 구성된다.According to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, a battery module management apparatus without a battery transfer device may be provided. In this case, the transfer of the battery from the ground is performed by the operator's manual work. That is, the battery replacement device 30 is configured to transfer the battery module 15 in the vertical direction to a point where an administrator can easily replace the battery module 15.

그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 모듈 관리장치의 동작을 설명하기로 한다.Next, the operation of the battery module management apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

컨트롤 장치(60)에 내장된 배터리 관리 시스템(BMS)에 의해 수명이 다하거나 불량한 배터리 모듈(15)이 감지되었을 때 상기 감지 정보는 인터페이스 패널에 표시된다.The detection information is displayed on the interface panel when the battery module 15 that has reached the end of life or is defective by the battery management system BMS embedded in the control device 60.

이에 따라 관리자에 의해 배터리 모듈(15)의 회수 명령이 입력되면, 컨트롤 장치(60)는 불량 배터리 모듈(15)에 대한 절체 명령을 스위칭 장치(70)에 전달한다.Accordingly, when a recovery command of the battery module 15 is input by the manager, the control device 60 transmits a switching command for the defective battery module 15 to the switching device 70.

스위칭 장치(70)는 전원라인(21) 및 통신라인(22)에 대하여 배터리 모듈(15)을 전기적으로 오프시키고, 그 실행 결과를 컨트롤 장치(60)로 전달한다.The switching device 70 electrically turns off the battery module 15 with respect to the power line 21 and the communication line 22, and transmits the result of the execution to the control device 60.

스위칭 장치(70)에 의해 배터리 모듈(15)의 절체 실행 결과를 전달받은 컨트롤 장치(60)는 교체할 대상이 되는 불량 배터리 모듈(15)이 삽입된 배터리 랙(10)의 선반(16)을 구동하는 구동 모터 제어기(17)에 선반(16)의 취출 명령을 지시하고, 구동모터 제어기(17)는 명령에 따라 구동모터(19)를 작동시켜 선반(16)과 상기 선반(16)에 마운트 되어 있는 배터리 모듈(15)을 배터리 랙(10)에서 외부로 취출한다.The control device 60, which has received the switching result of the battery module 15 by the switching device 70, opens the shelf 16 of the battery rack 10 into which the bad battery module 15 to be replaced is inserted. Instructs the driving motor controller 17 to drive the take-out command of the shelf 16, and the drive motor controller 17 operates the drive motor 19 according to the command and mounts it on the shelf 16 and the shelf 16. The battery module 15 is taken out from the battery rack 10.

배터리 랙(10)의 외부로 선반(16)이 취출되면 배터리 랙(10)의 구동 모터 제어기(17)는 선반(16)의 취출이 완료되었음을 컨트롤 장치(60)에 통지한다.When the shelf 16 is taken out of the battery rack 10, the drive motor controller 17 of the battery rack 10 notifies the control device 60 that the taking out of the shelf 16 is completed.

배터리 랙(10)의 외부로 취출된 배터리 모듈(15)은 배터리 교체장치(30)에 의해 배터리 이송장치(50)로 반출된다. 보다 구체적으로, 컨트롤 장치(60)는 배터리 교체장치(30)를 상기 취출된 배터리 모듈(15)의 상부로 이동시킨다. 상부로 이동이 완료되면 배터리 교체장치(30)는 컨트롤 장치(60)의 제어에 따라 도르래(34)를 구동하여 배터리 결속부(31)를 하강시킨 후 파지부(40)를 배터리 결속부(31)에 결합한다. 이후 배터리 교체장치(30)는 도르래(34)를 구동하여 배터리 모듈(15)을 수평 이동이 용이한 적정 높이까지 수직 이동시킨다.The battery module 15 taken out of the battery rack 10 is carried out to the battery transfer device 50 by the battery replacement device 30. More specifically, the control device 60 moves the battery replacement device 30 to the upper portion of the battery module 15 taken out. When the movement to the top is completed, the battery replacement device 30 drives the pulley 34 under the control of the control device 60 to lower the battery binding unit 31 and then the holding unit 40 to the battery binding unit 31. ) After that, the battery replacement device 30 drives the pulley 34 to vertically move the battery module 15 to an appropriate height where horizontal movement is easy.

상기 배터리 모듈(15)의 수직 이동이 완료되면 배터리 교체장치(30)는 지정된 배터리 이송장치(50)의 상부로 이동한다. 배터리 이송장치(50)의 상부로 이동이 완료된 상태에서 배터리 교체장치(30)는 도르래(34)를 구동하여 배터리 모듈(15)을 배터리 이송장치(50) 위에 안착시킨다.When the vertical movement of the battery module 15 is completed, the battery replacement device 30 moves to the upper portion of the designated battery transfer device 50. In a state where the movement to the upper portion of the battery transfer device 50 is completed, the battery replacement device 30 drives the pulley 34 to seat the battery module 15 on the battery transfer device 50.

배터리 이송장치(50)에 배터리 모듈(15)이 안착되면 배터리 교체장치(30)는는 이송체결부(24)와 배터리 결속부(31)를 분리한 후 배터리 모듈(15)이 이동하는데 장애가 되지 않는 적정 높이까지 수직으로 상승한다.When the battery module 15 is seated on the battery transfer device 50, the battery replacement device 30 separates the transfer fastening part 24 and the battery binding part 31 and does not prevent the battery module 15 from moving. Raise vertically to the appropriate height.

배터리 교체장치(30)의 배터리 모듈(15) 이송 과정이 완료되면 배터리 교체장치(30)는 컨트롤 장치(60)에 이송이 완료되었음을 전달한다.When the transfer process of the battery module 15 of the battery replacement device 30 is completed, the battery replacement device 30 transmits the transfer to the control device 60.

이어서 컨트롤 장치(60)는 배터리 이송장치(50)에 배터리 모듈(15)을 지정된 장소까지 운반할 것을 명령하는 제어신호를 배터리 이송장치(50)의 컨베이어 구동 제어기(57)에 전달하고, 컨베이어 구동 제어기(57)는 컨베이어 구동모터(55)를 제어하여 컨베이어 벨트(51)를 작동시켜 배터리 모듈(15)을 상기 지정된 장소까지 이송한다. 상기 지정된 장소에 배터리 모듈(15)이 도착하면 동작 감지 센서(52)에 의해 배터리 이송장치(50)의 동작이 정지되고 배터리 모듈(15)의 회수과정이 완료되었음을 알리는 신호가 컨트롤 장치(60)에 전달된다. 이에 따라, 컨트롤 장치(60)는 불량 배터리 모듈(15)의 회수 작업이 완료되었음을 인터페이스 패널에 표시한다.Subsequently, the control device 60 transmits a control signal to the conveyor drive controller 57 of the battery feeder 50 to instruct the battery feeder 50 to carry the battery module 15 to a designated place, and drive the conveyor. The controller 57 controls the conveyor drive motor 55 to operate the conveyor belt 51 to transfer the battery module 15 to the designated place. When the battery module 15 arrives at the designated place, the motion detection sensor 52 stops the operation of the battery transfer device 50, and a signal indicating that the recovery process of the battery module 15 is completed is performed by the control device 60. Is passed on. Accordingly, the control device 60 displays on the interface panel that the recovery operation of the defective battery module 15 is completed.

한편, 컨트롤 장치(60)는 회수 완료 후 인터페이스 패널에 배터리 모듈(15)을 교체해서 삽입할 것인지를 확인하는 메시지를 표시하고, 관리자에 의해 배터리 모듈(15)의 교체 여부가 확인되면 교체할 배터리 모듈(15)을 지정된 장소에 위치시킬 것을 안내하는 정보를 인터페이스 패널에 표시한다.On the other hand, the control device 60 displays a message for confirming whether to replace the battery module 15 to be inserted into the interface panel after the completion of recovery, and if the replacement of the battery module 15 is confirmed by the administrator, the battery to be replaced Information guiding the positioning of the module 15 in the designated place is displayed on the interface panel.

관리자에 의해 신규 배터리 모듈(15)이 지정된 장소에 위치된 후 인터페이스 패널에 완료 정보가 입력되면, 컨트롤 장치(60)는 신규 배터리 모듈이 지정된 정위치에 있는지 여부를 동작 감지 센서(52)를 통해 확인하고 배터리 모듈(15)이 위치한 것으로 인식된 경우 교체 과정을 진행한다.When the completion information is input to the interface panel after the new battery module 15 is positioned at the designated place by the manager, the control device 60 determines whether the new battery module is in the designated position by the motion detection sensor 52. If it is confirmed that the battery module 15 is located, the replacement process is performed.

배터리 이송장치(50)는 컨트롤 장치(60)의 제어에 따라 배터리 모듈(15)을 배터리 교체장치(30)와 배터리 모듈(15)이 결합할 수 있는 위치로 배터리 모듈(15)을 이송한다.The battery transfer device 50 transfers the battery module 15 to the position where the battery replaceable device 30 and the battery module 15 may be coupled to each other under the control of the control device 60.

배터리 이송장치(50)가 배터리 모듈(15)을 지정된 위치로 이송시킨 후 배터리 이송장치(50)는 이송 완료 신호를 컨트롤 장치(60)에 전달한다. 이송완료 신호를 전달받은 컨트롤 장치(60)는 배터리 교체장치(30)에 교체 명령을 전달한다.After the battery transfer device 50 transfers the battery module 15 to a designated position, the battery transfer device 50 transmits a transfer completion signal to the control device 60. The control device 60 receiving the transfer completion signal transmits a replacement command to the battery replacement device 30.

이에 따라, 배터리 교체장치(30)는 배터리 모듈(15)을 픽업하여 배터리 랙(10)의 선반(16)에 배터리 모듈(15)을 장착시킨다. 구체적으로, 배터리 교체장치(30)는 도르래(34)를 구동하여 배터리 결속부(31)를 수직 하강시킨 후 배터리 결속부(31)를 배터리 모듈(15)의 이송체결부(24)에 결합한다.Accordingly, the battery replacement device 30 picks up the battery module 15 and mounts the battery module 15 on the shelf 16 of the battery rack 10. Specifically, the battery replacement device 30 drives the pulley 34 to vertically lower the battery binding unit 31, and then couples the battery binding unit 31 to the transfer coupling unit 24 of the battery module 15. .

이후, 배터리 교체장치(30)는 도르래(34)를 구동하여 이송에 장애가 되지 않는 적정 높이까지 배터리 모듈(15)을 수직으로 상승시킨다. 배터리 모듈(15)이 수직 상승하여 이송 준비가 완료되면 배터리 교체장치(30)는 가이드 프레임(32)을 따라 프레임 이송체(33)를 이동시켜 배터리 모듈(15)을 마운트 할 선반(16)의 상부로 배터리 모듈(15)을 이송시킨다.Subsequently, the battery replacement device 30 drives the pulley 34 to vertically raise the battery module 15 to an appropriate height that does not interfere with the transport. When the battery module 15 rises vertically and is ready for transportation, the battery replacement device 30 moves the frame carrier 33 along the guide frame 32 so that the battery module 15 of the shelf 16 on which the battery module 15 is mounted is mounted. Transfer the battery module 15 to the top.

해당 선반(16)의 상부로 이동한 배터리 교체장치(30)는 도르래(34)를 구동하여 배터리 모듈(15)을 수직 하강시켜 배터리 모듈(15)을 선반(16) 위에 마운트 시킨다.The battery replacement device 30 moved to the upper part of the shelf 16 drives the pulley 34 to vertically lower the battery module 15 to mount the battery module 15 on the shelf 16.

배터리 모듈(15)의 마운트가 완료되면 도르래(34)는 배터리 결속부(31)를 배터리 모듈(15)에서 분리한 후, 배터리 교체장치(30)가 이동하는데 장애가 되지 않는 적정 높이까지 배터리 결속부(31)를 상승시키고 컨트롤 장치(60)에 운반 완료 신호를 전달한다.When the mounting of the battery module 15 is completed, the pulley 34 removes the battery binding unit 31 from the battery module 15, and then attaches the battery binding unit to an appropriate height that does not prevent the battery replacement device 30 from moving. Raises 31 and transmits a conveyance completion signal to the control device 60.

배터리 모듈(15)이 선반(16)에 마운트 되어 컨트롤 장치(60)에 운반완료 신호가 전달되면 컨트롤 장치(60)는 배터리 랙(10)의 선반(16)의 수평 이동을 제어하는 구동모터 제어기(17)에 삽입 명령을 전달한다.When the battery module 15 is mounted on the shelf 16 and the transport completion signal is transmitted to the control device 60, the control device 60 controls the horizontal movement of the shelf 16 of the battery rack 10. Pass the insert command to (17).

삽입 명령을 전달받은 구동모터 제어기(17)는 구동모터(19)를 작동시켜 선반(16)을 배터리 랙(10)으로 삽입하고, 삽입이 완료되면 컨트롤 장치(60)에 삽입 완료 신호를 전달한다.The drive motor controller 17 receiving the insertion command operates the drive motor 19 to insert the shelf 16 into the battery rack 10, and when the insertion is completed, transmits the insertion completion signal to the control device 60. .

배터리 랙(10)에 대한 선반(16)의 삽입이 완료되었을 때 배터리 모듈(15)의 배터리 커넥터(23)는 랙 커넥터(20)에 체결된다.When insertion of the shelf 16 into the battery rack 10 is completed, the battery connector 23 of the battery module 15 is fastened to the rack connector 20.

배터리 모듈(15)의 삽입이 완료되면 컨트롤 장치(60)는 삽입된 배터리 모듈(15)을 전력 저장 시스템에 연결하기 위해 스위칭 장치(70)에 연결 명령을 전달하고, 스위칭 장치(70)는 배터리 랙(10)과 전원라인(21) 및 통신라인(22)을 접속하는 온(On) 동작을 수행한다.When the insertion of the battery module 15 is completed, the control device 60 transmits a connection command to the switching device 70 to connect the inserted battery module 15 to the power storage system, and the switching device 70 provides a battery. An on operation of connecting the rack 10, the power line 21, and the communication line 22 is performed.

배터리 모듈(15)에 전원라인(21) 및 통신라인(22)이 전기적으로 연결되면 스위칭 장치(70)는 컨트롤 장치(60)에 연결 완료 신호를 전달한다.When the power line 21 and the communication line 22 are electrically connected to the battery module 15, the switching device 70 transmits a connection completion signal to the control device 60.

컨트롤 장치(60)의 배터리 관리 시스템(BMS)는 배터리 모듈(15)의 상태를 감지하여 연결상태를 확인하고, 인터페이스 패널에 연결 상태 정보를 표시한다.The battery management system BMS of the control device 60 detects the state of the battery module 15 to check the connection state, and displays the connection state information on the interface panel.

이상에서 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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10: 배터리 랙 11: 랙 프레임
15: 배터리 모듈 16: 선반
17,42: 구동모터 제어기 18: 레일
19,41: 구동모터 20: 랙 커넥터
21,35: 전원라인 22,36: 통신라인
24: 이송체결부 30: 배터리 교체장치
31: 배터리 결속부 32: 가이드 프레임
33: 프레임 이송체 34: 도르래
37: 구동 휠 38: 프레임 이송체 구동모터
39: 프레임 이송체 제어기 40: 파지부
44: 와이어 45: 도르래 휠
46: 도르래 구동모터 47: 도르래 제어기
50: 배터리 이송장치 60: 컨트롤 장치10: battery rack 11: rack frame
15: battery module 16: shelf
17, 42: drive motor controller 18: rail
19,41: drive motor 20: rack connector
21,35: power line 22,36: communication line
24: transfer connection part 30: battery replacement device
31: Battery binding unit 32: Guide frame
33: frame carrier 34: pulley
37: drive wheel 38: frame carrier drive motor
39: frame conveying body controller 40: gripping portion
44: wire 45: pulley wheel
46: pulley drive motor 47: pulley controller
50: battery feeder 60: control unit

Claims (13)

취출 가능한 다수의 선반에 이송체결부와 커넥터가 마련된 배터리 모듈이 적재되고 전원라인과 통신라인이 가설된 배터리 랙;
상기 배터리 랙에 적재된 배터리 모듈의 교체 과정을 전반적으로 제어하는 컨트롤 장치;
상기 배터리 랙 주변에 설치되어 배터리 모듈을 이송하는 배터리 이송장치;
상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 외부로 취출된 선반에 마운트되어 있는 배터리 모듈을 상기 배터리 이송장치로 반출하고, 상기 배터리 이송장치를 통해 반입된 신규 배터리 모듈을 상기 선반에 장착하는 배터리 교체장치; 및
교체 대상이 되는 배터리 모듈의 커넥터와 상기 배터리 랙에 가설된 전원라인 및 통신라인 간의 연결을 배터리 교체 전에 오프시키고 교체 후에 온시키는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.A battery rack in which a battery module provided with a transfer fastening part and a connector is mounted on a plurality of shelves that can be taken out and a power line and a communication line are hypothesized;
A control device for controlling the overall replacement process of the battery module loaded in the battery rack;
A battery transfer device installed around the battery rack to transfer a battery module;
A battery replacement device for carrying out a battery module mounted on the shelf taken out to the battery transfer device under the control of the control device and mounting the new battery module brought in through the battery transfer device to the shelf; And
Battery module management device of a power storage system comprising a; switching device for switching off the connection between the connector of the battery module to be replaced and the power line and communication line hypothesized in the battery rack before the battery replacement and on after the replacement; . 제1항에 있어서, 상기 배터리 랙은,
각 배터리 모듈이 수납되는 공간을 정의하는 랙 프레임;
상기 랙 프레임에 의해 정의된 배터리 모듈의 수납공간에 설치되어 상기 선반을 전후로 슬라이딩시키는 레일;
레일을 전후로 구동시키는 구동모터; 및
상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 상기 구동모터를 제어하는 구동 모터 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 1, wherein the battery rack,
A rack frame defining a space in which each battery module is accommodated;
A rail installed in the storage space of the battery module defined by the rack frame and sliding the shelf back and forth;
A drive motor for driving the rail back and forth; And
And a drive motor controller for controlling the drive motor according to the control of the control device. 제1항에 있어서, 상기 배터리 교체장치는,
상기 배터리 랙이 설치된 하우징의 내부 상단에 포설된 가이드 프레임;
상기 가이드 프레임에 장착되어 상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 위치 이동이 가능한 프레임 이송체;
배터리 모듈과 결합 또는 분리되는 배터리 결속부; 및
상기 프레임 이송체에 장착되어 상기 배터리 결속부를 상하로 이동시키는 도르래;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 1, wherein the battery replacement device,
A guide frame disposed on an upper inside of a housing in which the battery rack is installed;
A frame feeder mounted on the guide frame and capable of moving in accordance with the control of the control device;
A battery binding unit coupled to or separated from the battery module; And
And a pulley mounted to the frame carrier to move the battery binding unit up and down. 제3항에 있어서, 상기 이송체결부는,
상기 배터리 결속부의 체결이 가능한 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 전력저장시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 3, wherein the transfer fastening portion,
Battery module management apparatus of the power storage system, characterized in that it has a groove that can be fastened to the battery binding unit. 제1항에 있어서, 상기 배터리 이송장치는,
상기 배터리 랙이 설치된 하우징 하단에 마련되어 상기 배터리 교체장치에 의해 전달된 배터리 모듈을 이송하는 컨베이어 벨트; 및
상기 컨트롤장치의 제어에 따라 상기 컨베이어 벨트의 구동을 제어하는 컨베이어 구동 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 1, wherein the battery transfer device,
A conveyor belt provided at the bottom of the housing in which the battery rack is installed to transfer the battery module delivered by the battery replacement device; And
And a conveyor drive controller for controlling the drive of the conveyor belt according to the control of the control device. 제1항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 커넥터에 대응하도록 상기 배터리 랙에 설치되어 상기 배터리 모듈의 삽입시 상기 배터리 모듈의 커넥터를 상기 전원라인 및 통신라인과 연결하는 랙 커넥터;를 더 포함하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 1,
A rack connector installed in the battery rack so as to correspond to the connector of the battery module and connecting the connector of the battery module with the power line and the communication line when the battery module is inserted; . 제6항에 있어서, 상기 스위칭 장치는,
상기 배터리 랙의 전원라인 및 통신라인과 상기 배터리 랙의 커넥터 간의 연결구간에 설치된 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 6, wherein the switching device,
Battery module management apparatus of the power storage system, characterized in that installed in the connection section between the power line and communication line of the battery rack and the connector of the battery rack. 취출 가능한 다수의 선반에 이송체결부와 커넥터가 마련된 배터리 모듈이 적재되고 전원라인과 통신라인이 가설된 배터리 랙;
상기 배터리 랙에 적재된 배터리 모듈의 교체 과정을 전반적으로 제어하는 컨트롤 장치;
상기 컨트롤 장치의 제어에 따라, 외부로 취출된 선반에 장착되어 있는 배터리 모듈을 반출하고 외부에서 반입된 신규 배터리 모듈을 선반 위에 장착하는 배터리 교체장치; 및
교체 대상이 되는 배터리 모듈의 커넥터와 상기 배터리 랙에 가설된 전원라인 및 통신라인 간의 연결을 배터리 교체 전에 오프시키고 교체 후에 온시키는 스위칭 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.A battery rack in which a battery module provided with a transfer fastening part and a connector is mounted on a plurality of shelves that can be taken out and a power line and a communication line are hypothesized;
A control device for controlling the overall replacement process of the battery module loaded in the battery rack;
According to the control of the control device, the battery replacement device for carrying out the battery module mounted on the shelf taken out to the outside and the new battery module imported from the outside on the shelf; And
Battery module management device of a power storage system comprising a; switching device for switching off the connection between the connector of the battery module to be replaced and the power line and communication line hypothesized in the battery rack before the battery replacement and on after the replacement; . 제8항에 있어서, 상기 배터리 랙은,
각 배터리 모듈이 수납되는 공간을 정의하는 랙 프레임;
상기 랙 프레임에 의해 정의된 배터리 모듈의 수납공간에 설치되어 상기 선반의 취출과 삽입이 가능하도록 전후로 슬라이딩시키는 레일;
상기 레일을 전후로 구동시키는 구동모터; 및
상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 상기 구동모터를 제어하는 구동 모터 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 8, wherein the battery rack,
A rack frame defining a space in which each battery module is accommodated;
A rail installed in the storage space of the battery module defined by the rack frame and sliding back and forth to allow take-out and insertion of the shelf;
A drive motor for driving the rail back and forth; And
And a drive motor controller for controlling the drive motor according to the control of the control device. 제8항에 있어서, 상기 배터리 교체장치는,
상기 배터리 랙이 설치된 하우징의 내부 상단에 포설된 가이드 프레임;
상기 가이드 프레임에 장착되어 상기 컨트롤 장치의 제어에 따라 위치 이동이 가능한 프레임 이송체;
배터리 모듈과 결합 또는 분리되는 배터리 결속부; 및
상기 프레임 이송체를 따라 이동하며 상기 배터리 결속부를 상하로 이동시키는 도르래;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 8, wherein the battery replacement device,
A guide frame disposed on an upper inside of a housing in which the battery rack is installed;
A frame feeder mounted on the guide frame and capable of moving in accordance with the control of the control device;
A battery binding unit coupled to or separated from the battery module; And
And a pulley configured to move along the frame conveyer and move the battery binding unit up and down. 제10항에 있어서, 상기 이송체결부는,
상기 배터리 결속부의 체결이 가능한 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 전력저장시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 10, wherein the transfer fastening portion,
Battery module management apparatus of the power storage system, characterized in that it has a groove that can be fastened to the battery binding unit. 제8항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 커넥터에 대응하도록 상기 배터리 랙에 설치되어 상기 배터리 모듈의 삽입시 상기 배터리 모듈의 커넥터를 상기 전원라인 및 통신라인과 연결하는 랙 커넥터;를 더 포함하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.9. The method of claim 8,
A rack connector installed in the battery rack so as to correspond to the connector of the battery module and connecting the connector of the battery module with the power line and the communication line when the battery module is inserted; . 제12항에 있어서, 상기 스위칭 장치는,
상기 배터리 랙의 전원라인 및 통신라인과 상기 배터리 랙의 커넥터 간의 연결구간에 설치된 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 배터리 모듈 관리장치.The method of claim 12, wherein the switching device,
Battery module management apparatus of the power storage system, characterized in that installed in the connection section between the power line and communication line of the battery rack and the connector of the battery rack.
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