KR101706435B1 - 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1전력변환그룹과 제2전력변환그룹이 서로 이격되게 설치되는 보관본체, 및 상기 제1전력변환그룹과 상기 제2전력변환그룹 사이로 공급된 냉기의 이동경로 및 상기 제1전력변환그룹과 상기 제2전력변환그룹으로부터 배출되는 열기의 이동경로를 분리하는 분리부를 포함하는 열기 분리구조가 적용된 보관장치 및 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치에 관한 것이다.

Description

열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치{Power Conditioning System adopting Heat Gas Separating Structure}
본 발명은 에너지 저장 시스템에 이용되는 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치에 관한 것이다.
산업의 발달과 더불어 전력의 수요가 증대되고 있으며 주야간, 계절간, 일별간의 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다. 최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크 부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있다.
이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 배터리에 저장하거나 계통의 부족 전력을 배터리에서 공급해주는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)이다.
에너지 저장 시스템은 야간의 잉여 전력이나 풍력, 태양광 등의 신재생 에너지원에서 발전된 잉여 전력을 저장하였다가 피크 부하 또는 계통 사고시 배터리에 저장된 전력을 계통에 공급한다. 이를 통해 신재생 에너지원에 의해 불안정하게 변동되는 계통 전력을 안정화시키고 최대부하 삭감과 부하 평준화를 달성할 수 있게 된다. 특히, 최근 다양한 신재생 에너지원의 출현으로 인해 부각되고 있는 지능형 전력망(Smart Grid)에도 이러한 에너지 저장 시스템이 이용될 수 있다.
이러한 에너지 저장 시스템은 배터리 조절장치(Battery Conditioning System, BCS), 및 전력 조절장치(Power Conditioning System, PCS)를 포함한다.
배터리 조절장치에 설치된 배터리들은 계통에 전력을 공급하기 위해 방전(放電)되거나 계통으로부터 공급되는 전력을 이용하여 충전(充電)된다.
전력 조절장치는 계통과 배터리 조절장치 사이에서 전력 변환(AC/DC)을 수행하는 등 배터리 조절장치에 설치된 배터리들의 전력을 관리하는 기능을 갖는다.
이러한 전력 조절장치는 배터리들의 전력을 관리하기 위해 가동하는 과정에서 열기(熱氣)가 발생한다. 이와 같이 발생한 열기는 전력 조절장치의 성능을 저하시키고, 고온인 경우 전력 조절장치를 손상 내지 파손시킬 수 있다. 따라서, 전력 조절장치에서 발생하는 열기를 해소할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해소하고자 안출된 것으로, 배터리들의 전력을 관리하기 위해 가동하는 과정에서 발생하는 열기를 해소할 수 있는 열기 분리구조가 적용된 보관장치, 및 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함한다.
본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 보관장치는 제1전력변환그룹과 제2전력변환그룹이 서로 이격되게 설치되는 보관본체; 상기 제1전력변환그룹과 상기 제2전력변환그룹 사이에 위치한 냉기유입통로, 및 상기 제1전력변환그룹의 상면과 상기 보관본체의 천장 사이에 위치한 제1열기통로를 구획하는 제1분리부재; 및 상기 냉기유입통로, 및 상기 제2전력변환그룹의 상면과 상기 보관본체의 천장 사이에 위치한 제2열기통로를 구획하는 제2분리부재를 포함한다.
본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치는 배터리들의 전력을 관리하기 위한 적어도 하나의 전력변환부를 포함하는 제1전력변환그룹과 제2전력변환그룹; 상기 제1전력변환그룹 및 상기 제2전력변환그룹 사이로 상기 전력변환부들을 냉각시키기 위한 냉기를 공급하고, 상기 전력변환부들에서 발생된 열기를 회수하는 조절부; 및 상기 제1전력변환그룹 및 상기 제2전력변환그룹 사이로 공급된 냉기의 이동경로, 및 상기 전력변환부들에서 배출되는 열기의 이동경로를 분리하는 분리부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 전력변환부가 가동하는 과정에서 발생하는 열을 해소할 수 있도록 구현됨으로서, 배터리들의 전력을 관리하기 위한 성능을 향상시킬 수 있고, 손상 내지 파손에 의한 유지보수작업을 줄임으로써 가동률을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 전력변환부의 내부를 냉각시키기 위한 냉기 및 전력변환부에 의해 발생된 열기가 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있도록 구현됨으로써, 전력변환부의 내부를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치의 개략적인 사시도
도 2는 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 도 1의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 정단면도
도 3은 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 도 2의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 나타낸 개략적인 평단면도
도 4는 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 기준으로 나타낸 개략적인 측단면도
이하에서는 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 보관장치는 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치에 포함되므로, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 설명하면서 함께 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치의 개략적인 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 도 1의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 정단면도, 도 3은 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 도 2의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 나타낸 개략적인 평단면도, 도 4는 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치를 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 기준으로 나타낸 개략적인 측단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)에 이용되는 것이다. 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 에너지 저장 시스템에서 계통과 배터리 조절장치(BCS) 사이에서 전력 변환(AC/DC)을 수행하는 등 배터리 조절장치에 설치된 배터리들의 전력을 관리하는 기능을 담당한다.
본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 배터리들의 전력을 관리하기 위한 전력변환부(200)를 포함한다. 상기 전력변환부(200)는 주로 전력변환을 담당한다. 상기 전력변환부(200)는 배터리 조절장치로부터 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환한다. 상기 전력변환부(200)는 신재생 에너지원으로부터 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환한다. 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 냉기(冷氣)를 이용하여 상기 전력변환부(200)를 냉각시키고, 상기 전력변환부(200)에서 발생된 열기(熱氣)를 회수함으로써, 상기 전력변환부(200)의 내부 온도를 조절한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 상기 배터리들의 전력을 관리하기 위해 가동하는 과정에서 발생하는 열을 해소할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 상기 배터리들의 전력을 관리하기 위한 성능을 향상시킬 수 있고, 손상 내지 파손에 의한 유지보수작업을 줄임으로써 가동률을 향상시킬 수 있다. 상기 전력변환부(200)의 내부에서 발생된 열기는, 냉기가 상기 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키면서 온도가 높아짐에 따라 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 제1전력변환그룹(2), 제2전력변환그룹(3), 조절부(4), 및 보관장치(100)를 포함한다.
상기 제1전력변환그룹(2)은 적어도 하나의 전력변환부(200)를 포함한다. 상기 제1전력변환그룹(2)이 상기 전력변환부(200)를 복수개 포함하는 경우, 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)들은 하나의 열을 이루면서 서로 인접하게 배치될 수 있다. 도 1에는 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)가 하나의 열을 따라 3개가 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)는 하나의 열을 따라 하나 이상이 설치될 수 있다.
상기 전력변환부(200)는 냉기유입공(210) 및 열기배출공(220)을 포함할 수 있다.
상기 냉기유입공(210)은 상기 전력변환부(200)의 내부로 냉기가 유입되기 위한 통로이다. 냉기는 상기 냉기유입공(210)을 통해 상기 전력변환부(200)의 내부로 공급되어 상기 전력변환부(200)의 내부를 냉각시킨다. 상기 전력변환부(200)의 내부에는 인버터(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 인버터는 직류전력 및 교류전력 간에 전력변환을 수행한다. 상기 냉기유입공(210)을 통해 상기 전력변환부(200)의 내부로 공급된 냉기는, 상기 인버터를 냉각시킬 수 있다. 상기 전력변환부(200)에는 상기 냉기유입공(210)이 복수개 형성될 수도 있다.
상기 열기배출공(220)은 상기 전력변환부(200)의 내부로부터 열기가 배출되기 위한 통로이다. 열기는 상기 전력변환부(200)의 내부에서 발생된다. 열기는, 냉기가 상기 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키면서 온도가 높아짐에 따라 형성될 수 있다. 열기는, 냉기가 상기 인버터를 냉각시키면서 온도가 높아짐에 따라 형성될 수 있다. 상기 전력변환부(200)에는 상기 열기배출공(220)이 복수개 형성될 수도 있다.
상기 제1전력변환그룹(2)은 상기 제2전력변환그룹(3)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 이에 따라, 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3) 사이에는, 상기 조절부(4)가 공급한 냉기가 유입되는 냉기유입통로(10)가 위치한다.
상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력전환부(100)는, 상기 냉기유입공(210)이 상기 제2전력변환그룹(3) 쪽을 향하도록 설치될 수 있다. 즉, 상기 냉기유입공(210)은 상기 냉기유입통로(10)를 향한다. 이에 따라, 상기 냉기유입통로(10)에 유입된 냉기는, 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력전환부(100)의 내부로 공급된다.
상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력전환부(100)는, 상기 열기배출공(220)이 상측을 향하도록 설치된다. 이에 따라, 상기 전력변환부(200)의 내부에서 발생된 열기는, 상기 제1전력변환그룹(2)의 상측으로 배출된다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 제2전력변환그룹(3)은 적어도 하나의 전력변환부(200)를 포함한다. 상기 제2전력변환그룹(3)이 상기 전력변환부(200)를 복수개 포함하는 경우, 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)들은 하나의 열을 이루면서 서로 인접하게 배치될 수 있다. 도 1에는 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)가 하나의 열을 따라 3개가 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)는 하나의 열을 따라 하나 이상이 설치될 수 있다. 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200) 및 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)는 서로 평행하게 별도의 열을 이루며 설치될 수 있다. 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200), 및 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)는 동일한 것이다. 상기 제2전력변환그룹(3) 및 상기 제1전력변환그룹(2)은 각각 서로 동일한 개수의 전력변환부(200)를 포함할 수 있다. 상기 제2전력변환그룹(3) 및 상기 제1전력변환그룹(2)은 각각 서로 다른 개수의 전력변환부(200)를 포함할 수도 있다.
상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력전환부(100)는, 상기 냉기유입공(210)이 상기 제1전력변환그룹(2) 쪽을 향하도록 설치될 수 있다. 즉, 상기 냉기유입공(210)은 상기 냉기유입통로(10)를 향한다. 이에 따라, 상기 냉기유입통로(10)에 유입된 냉기는, 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력전환부(100)의 내부로 공급된다.
상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력전환부(100)는, 상기 열기배출공(220)이 상측을 향하도록 설치된다. 이에 따라, 상기 전력변환부(200)의 내부에서 발생된 열기는, 상기 제2전력변환그룹(3)의 상측으로 배출된다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 조절부(4)는 상기 전력변환부(200)들을 냉각시키기 위한 냉기를 공급한다. 상기 조절부(4)는 상기 전력변환부(200)들에서 발생된 열기를 회수한다. 이에 따라, 상기 조절부(4)는 상기 전력변환부(200)들이 가동하는 과정에서 발생하는 열을 해소할 수 있다. 또한, 상기 조절부(4)는 상기 전력변환부(200)들이 설치된 공간의 습도를 조절할 수도 있다. 상기 조절부(4)는 냉기를 공급하면서 열기를 회수할 수 있다. 보다 자세하게는, 상기 조절부(4)는 상기 전력변환부(200)들의 내부를 냉각시키기 위한 냉기를 공급할 수 있다. 상기 조절부(4)는 상기 전력변환부(200)들의 내부에서 발생된 열기를 회수할 수 있다.
상기 조절부(4)는 냉기를 공급하기 위한 송풍력을 발생시키는 송풍기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전력변환부(200)들의 내부에서 발생된 열기는, 상기 송풍기가 발생시키는 음압(Negative Pressure)에 의해 상기 조절부(4)로 회수될 수 있다. 상기 조절부(4)는 회수된 열기를 냉각시켜서 다시 냉기로 변환하는 냉각장치(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 냉각장치는 냉매를 이용하여 회수된 열기를 냉각시킬 수 있다. 상기 조절부(4)는 냉매가 흡수한 열을 방열하기 위한 실외기를 포함할 수 있다.
상기 조절부(4)는 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3) 사이로 상기 전력변환부(200)들을 냉각시키기 위한 냉기를 공급한다. 상기 조절부(4)가 공급한 냉기는, 상기 냉기유입통로(10)로 이동한 후에 상기 전력변환부(200)들의 내부로 이동한다. 상기 조절부(4)는 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3) 각각의 상측으로 배출되는 열기를 회수한다. 상기 전력변환부(200)들로부터 배출되는 열기는, 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3) 각각의 상측을 따라 상기 조절부(4)로 이동한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관장치(100)는 냉기의 이동경로 및 열기의 이동경로를 분리하는 분리부(110)를 포함한다.
상기 분리부(110)는 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3) 사이로 공급된 냉기의 이동경로, 및 상기 전력변환부(200)들의 내부로부터 배출되는 열기의 이동경로를 분리한다. 이에 따라, 상기 분리부(110)는 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 상기 전력변환부(200)들의 내부를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 상기 전력변환부(200)들 간에 온도 편차를 줄임으로써, 과열로 인해 손상 내지 파손되는 전력변환부(200)가 발생할 위험을 감소시킬 수 있다.
상기 분리부(110)는 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)의 상측 및 상기 냉기유입통로(10)를 구획함으로써, 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)로부터 배출되는 열기의 이동경로 및 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키기 위한 냉기의 이동경로를 분리할 수 있다.
상기 분리부(110)는 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)의 상측 및 상기 냉기유입통로(10)를 구획함으로써, 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)로부터 배출되는 열기의 이동경로 및 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키기 위한 냉기의 이동경로를 분리할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관장치(100)는 보관본체(120)를 포함할 수 있다.
상기 보관본체(120)는 상기 제1전력변환그룹(2), 상기 제2전력변환그룹(3), 및 상기 조절부(4)를 지지한다. 상기 제1전력변환그룹(2), 상기 제2전력변환그룹(3),및 상기 조절부(4)는 상기 보관본체(120)의 내부에 설치된다. 상기 보관본체(120)의 내부에는 화재를 진압하기 위한 소방설비, 승압과 강압을 담당하는 변압기, 및 계통에 대한 차단과 투입을 담당하는 스위치기어가 설치될 수도 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관본체(120)는 서로 마주보는 제1측벽(121, 도 3에 도시됨) 및 제2측벽(122, 도 3에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 제1측벽(121)은 상기 보관본체(120)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제1측벽(121)은 상기 보관본체(120)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 장변(長邊)을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제1측벽(121)은 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)는, 상기 제1측벽(121)에 접촉되도록 상기 보관본체(120)에 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)는, 상기 제1측벽(121)으로부터 소정 거리 이격되도록 상기 보관본체(120)에 설치될 수도 있다.
상기 제2측벽(122)은 상기 보관본체(120)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제2측벽(122)은 상기 보관본체(120)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 장변을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제2측벽(122)은 상기 제1측벽(121)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 제2측벽(122)은 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)는, 상기 제2측벽(122)에 접촉되도록 상기 보관본체(120)에 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)는, 상기 제2측벽(122)으로부터 소정 거리 이격되도록 상기 보관본체(120)에 설치될 수도 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관본체(120)는 상기 제1측벽(121) 및 상기 제2측벽(122) 각각에 결합되는 바닥(123, 도 2에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 바닥(123)은 상기 보관본체(120)의 하부를 이룬다. 상기 바닥(123)은 일측이 상기 제1측벽(121)에 결합되고, 타측이 상기 제2측벽(122)에 결합됨으로써, 상기 보관본체(120)의 하부를 폐쇄한다. 상기 바닥(123)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관본체(120)는 상기 제1측벽(121) 및 상기 제2측벽(122) 각각에 결합되는 천장(124, 도 2에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 천장(124)은 상기 보관본체(120)의 상부를 이룬다. 상기 천장(124)은 일측이 상기 제1측벽(121)에 결합되고, 타측이 상기 제2측벽(122)에 결합됨으로써, 상기 보관본체(120)의 상부를 폐쇄한다. 상기 천장(124)은 상기 바닥(123)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 천장(124)은 상기 바닥(123)에 비해 높은 높이에 위치되게 설치된다. 상기 천장(124) 및 상기 바닥(123)은, 상기 전력변환부(200)들 각각의 높이보다 큰 거리로 이격되게 설치될 수 있다. 상기 천장(124)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 전력변환부(200)들은 각각 상기 열기배출공(220)이 상기 천장(124) 쪽을 향하도록 상기 보관본체(120)에 설치된다. 즉, 상기 열기배출공(220)은 상기 전력변환부(200)에서 상기 천장(124)을 향하는 상면에 위치한다.
상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)는, 상기 냉기유입공(210)이 상기 제2전력변환그룹(3) 쪽을 향하고, 상기 열기배출공(220)이 상기 보관본체(120)의 천장(124) 쪽을 향하도록 상기 보관본체(120)에 설치된다.
상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)는, 상기 냉기유입공(210)이 상기 제1전력변환그룹(2) 쪽을 향하고, 상기 열기배출공(220)이 상기 보관본체(120)의 천장(124) 쪽을 향하도록 상기 보관본체(120)에 설치된다.
상기 조절부(4)는 상면이 상기 보관본체(120)의 천장(124)으로부터 소정 거리 이격되게 상기 보관본체(120)에 설치된다. 상기 조절부(4)는 상기 보관본체(120)의 천장(124)으로부터 이격된 상면을 통해 열기를 회수할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관본체(120)는 상기 제1측벽(121) 및 상기 제2측벽(122) 각각에 결합되는 제3측벽(125, 도 3에 도시됨) 및 제4측벽(126, 도 3에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 제3측벽(125)은 상기 보관본체(120)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제3측벽(125)은 상기 보관본체(120)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 단변(短邊)을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제3측벽(125)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 제4측벽(126)은 상기 보관본체(120)가 갖는 복수개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제4측벽(126)은 상기 보관본체(120)가 장방체 형태로 형성되는 경우, 단변을 이루는 2개의 측벽들 중에서 하나이다. 상기 제4측벽(126)은 상기 제3측벽(125)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 제4측벽(126)은 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 보관본체(120)는 상기 제1측벽(121), 상기 제2측벽(122), 상기 천장(124), 상기 바닥(123), 상기 제3측벽(125) 및 상기 제4측벽(126)이 서로 결합됨으로써, 내부가 폐쇄되게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 보관본체(120)는 내부가 비어 있는 장방체 형태로 형성될 수 있다.
상기 보관본체(120)는 화물 운송용 컨테이너(Container)로 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 선박, 항공기 등과 같은 운송수단에 컨테이너를 하역(Cargo-Working)하기 위해 기존에 구축되어 있는 운송설비 등에 의해 상기 운송수단에 하역될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 별도의 운송설비를 새롭게 마련할 필요가 없으므로, 운송설비를 새롭게 마련하는데 드는 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치(1)는 운송상태 그대로 설치되어 사용될 수 있도록 구현됨으로써, 운송 및 설치에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 보관본체(120)는 20 FT 컨테이너 또는 40 FT 컨테이너일 수 있다.
여기서, 상기 분리부(110)는 제1분리부재(111)를 포함할 수 있다.
상기 제1분리부재(111)는 상기 냉기유입통로(10) 및 제1열기통로(20, 도 3에 도시됨)를 구획한다. 상기 제1열기통로(20)는 상기 제1전력변환그룹(2)의 상면 및 상기 보관본체(120)의 천장(124) 사이에 위치한다. 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)로부터 배출되는 열기는, 상기 제1열기통로(20)로 배출된 후에 상기 제1열기통로(20)를 따라 이동하여 상기 조절부(4)로 회수된다. 이에 따라, 상기 제1분리부재(111)는 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)로부터 배출되는 열기의 이동경로 및 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키기 위한 냉기의 이동경로를 분리할 수 있다. 따라서, 상기 제1분리부재(111)는 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키는 과정에서 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지함으로써, 상기 제1전력변환그룹(2)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 제1분리부재(111)는 상기 제1전력변환그룹(2)의 상면 및 상기 보관본체(120)의 천장(124) 사이를 막도록 상기 보관본체(120)에 설치된다. 상기 제1분리부재(111)는 상면이 상기 보관본체(120)의 천장(124)에 접촉되고, 밑면이 상기 제1전력변환그룹(2)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 제1분리부재(111)는 제1측벽(121)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 제1분리부재(111)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제1분리부재(111)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1분리부재(111)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 분리부(110)는 제2분리부재(112)를 포함할 수 있다.
상기 제2분리부재(112)는 상기 냉기유입통로(10) 및 제2열기통로(30, 도 3에 도시됨)를 구획한다. 상기 제2열기통로(30)는 상기 제2전력변환그룹(3)의 상면 및 상기 보관본체(120)의 천장(124) 사이에 위치한다. 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)로부터 배출되는 열기는, 상기 제2열기통로(30)로 배출된 후에 상기 제2열기통로(30)를 따라 이동하여 상기 조절부(4)로 회수된다. 이에 따라, 상기 제2분리부재(112)는 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)로부터 배출되는 열기의 이동경로 및 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키기 위한 냉기의 이동경로를 분리할 수 있다. 따라서, 상기 제2분리부재(112)는 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키는 과정에서 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지함으로써, 상기 제2전력변환그룹(3)에 속하는 전력변환부(200)의 내부를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 제2분리부재(112)는 상기 제2전력변환그룹(3)의 상면 및 상기 보관본체(120)의 천장(124) 사이를 막도록 상기 보관본체(120)에 설치된다. 상기 제2분리부재(112)는 상면이 상기 보관본체(120)의 천장(124)에 접촉되고, 밑면이 상기 제2전력변환그룹(3)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 제2분리부재(112)는 제2측벽(122)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 제2분리부재(112)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 제2분리부재(112)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2분리부재(112)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
도 3에는 상기 분리부(110)가 상기 제1분리부재(111)와 상기 제2분리부재(112)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 분리부(110)는 상기 전력변환부(200)들이 배치되는 형태에 따라 3개 이상의 분리부재를 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 분리부재들은 상기 전력변환부(200)들 각각의 상면 및 상기 보관본체(120)의 천장(124) 사이를 막도록 상기 보관본체(120)에 설치된다. 이에 따라, 상기 분리부재들은 냉기와 열기가 서로 혼합되는 것을 방지함으로써, 상기 전력변환부(200)들의 내부를 냉각시키기 위한 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관장치(120)는 차단부(130)를 포함할 수 있다.
상기 차단부(130)는 상기 조절부(4)의 상면 및 상기 보관본체(120)의 천장(124) 사이를 막는다. 이에 따라, 상기 차단부(130)는 상기 냉기유입통로(10)에 유입된 냉기가 상기 전력변환부(200)들의 내부를 냉각시키지 않은 상태로 곧바로 상기 조절부(4)로 회수되는 것을 차단할 수 있다.
따라서, 상기 차단부(130)는 상기 전력변환부(200)들의 내부를 냉각시키기 위한 냉기의 유량이 부족해지는 것을 방지함으로써, 상기 전력변환부(200)들의 내부를 냉각시키기 위한 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 차단부(130)는 상기 조절부(4)가 발생시키는 흡입력이 상기 냉기유입통로(10)에 직접적으로 전달되는 것을 차단함으로써, 상기 냉기유입통로(10)에서 상기 조절부(4)에 근접한 부분에 상대적으로 냉기의 유량이 증대되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 차단부(130)는 상기 냉기유입통로(10)에 부분적으로 냉기의 유량 차이가 발생하는 것을 감소시킴으로써, 상기 전력변환부(200)들의 내부 온도에 대한 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 차단부(130)는 상면이 상기 보관본체(120)의 천장(124)에 접촉되고, 밑면이 상기 조절부(4)의 상면에 접촉되게 설치될 수 있다. 상기 차단부(130)는 상기 제4측벽(126, 도 3에 도시됨)으로부터 소정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 상기 차단부(130)는 상기 분리부재들에 접촉되게 설치될 수도 있다. 상기 차단부(130)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 차단부(130)는 단열 성능 및 강성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 차단부(130)는 테프론과 같은 불소 수지로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 보관장치(100)는 지지부(140, 도 2에 도시됨) 및 통기부(150, 도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(140)는 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3)을 지지한다. 상기 지지부(140)는 상기 보관본체(120)의 바닥(123, 도 2에 도시됨)으로부터 이격되게 상기 보관본체(120)에 설치된다. 이에 따라, 상기 지지부(140)는 상기 보관본체(120)의 바닥(123)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치된다. 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3)은 상기 보관본체(120)의 바닥(123)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 위치되게 상기 지지부(140)에 지지된다. 상기 지지부(140)는 사각판형으로 형성될 수 있다.
상기 지지부(140)는 상기 보관본체(120)의 내부를 구획한다. 상기 지지부(140)는 상기 냉기유입통로(10) 및 바닥통로(40)를 구획한다. 상기 바닥통로(40)는 상기 보관본체(120)의 바닥(123) 및 상기 지지부(140) 사이에 위치한다. 상기 조절부(4)는 상기 바닥통로(40)로 상기 전력변환부(200)들의 내부를 냉각시키기 위한 냉기를 공급한다. 상기 조절부(4)가 공급한 냉기는, 상기 제1전력변환그룹(2)과 상기 제2전력변환그룹(3)의 아래에서 상기 바닥통로(40)를 따라 이동한 후에 상승하여 상기 통기부(150)를 통해 상기 냉기유입통로(10)로 공급된다.
상기 통기부(150)는 상기 바닥통로(40)를 따라 이동하는 냉기가 상기 냉기유입통로(10)로 공급되기 위한 통로로 기능한다. 상기 바닥통로(40)를 따라 이동하는 냉기는, 상기 통기부(150)를 통해 상기 지지부(140)를 통과하여 상기 냉기유입통로(10)로 공급될 수 있다. 상기 통기부(150)는 냉기가 통과하기 위한 복수개의 통기공(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 통기부(150)는 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3) 사이에 위치되게 상기 지지부(140)에 결합된다. 이에 따라, 상기 조절부(4)가 상기 바닥통로(40)로 공급한 냉기는, 상기 바닥통로(40)를 따라 이동하다가 상승하여 상기 통기부(150)를 통해 상기 냉기유입통로(10)로 공급된 후에, 상기 제1전력변환그룹(2) 쪽 및 상기 제2전력변환그룹(3) 쪽으로 분산됨으로써 상기 전력변환부(200)의 내부로 공급될 수 있다.
상기 보관장치(100)는 상기 통기부(150)를 복수개 포함할 수 있다. 상기 통기부(150)들은, 상기 제1전력변환그룹(2)이 복수개의 전력변환부(200)를 포함하는 경우, 상기 전력변환부(200)들이 서로 인접하게 배치된 방향을 따라 서로 이격되게 상기 지지부(140)에 결합될 수 있다. 도 3에는 상기 지지부(140)에 3개의 통기부(150)가 결합된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 지지부(140)에는 1개, 2개, 또는 4개 이상의 통기부(150)가 결합될 수도 있다. 상기 보관장치(100)는 상기 제1전력변환그룹(2) 및 상기 제2전력변환그룹(3) 중에서 전력변환부(200)를 더 많은 개수로 구비된 것과 동일한 개수의 통기부(150)를 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 보관장치(100)는 상기 통기부(150)들이 행렬을 이루며 상기 지지부(140)에 결합되도록 구현될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치 2 : 제1전력변환그룹
3 : 제2전력변환그룹 4 : 조절부
100 : 보관장치 110 : 분리부
120 : 보관본체 130 : 차단부
140 : 지지부 150 : 통기부
200 : 전력변환부

Claims (9)

  1. 배터리들의 전력을 관리하기 위한 적어도 하나의 전력변환부를 포함하는 제1전력변환그룹과 제2전력변환그룹;
    상기 제1전력변환그룹 및 상기 제2전력변환그룹 사이로 상기 전력변환부들을 냉각시키기 위한 냉기를 공급하고, 상기 전력변환부들에서 발생된 열기를 회수하는 조절부;
    상기 제1전력변환그룹 및 상기 제2전력변환그룹 사이로 공급된 냉기의 이동경로, 및 상기 전력변환부들에서 배출되는 열기의 이동경로를 분리하는 분리부; 및
    상기 제1전력변환그룹 및 상기 제2전력변환그룹이 설치되는 보관본체를 포함하고,
    상기 제1전력변환그룹에 속하는 전력변환부는 냉기가 유입되는 냉기유입공 및 열기가 배출되는 열기배출공을 포함하되, 상기 냉기유입공이 상기 제2전력변환그룹 쪽을 향하고 상기 열기배출공이 상기 보관본체의 천장 쪽을 향하도록 상기 전력변환부에 설치되고,
    상기 분리부는 상기 제1전력변환그룹과 상기 제2전력변환그룹 사이에 위치한 냉기유입통로, 및 상기 제1전력변환그룹의 상면과 상기 보관본체의 천장 사이에 위치한 제1열기통로를 구획하는 제1분리부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2전력변환그룹에 속하는 전력변환부는 냉기가 유입되는 냉기유입공 및 냉기가 배출되는 열기배출공을 포함하되, 상기 냉기유입공이 상기 제1전력변환그룹 쪽을 향하고 상기 열기배출공이 상기 보관본체의 천장 쪽을 향하도록 상기 보관본체에 설치되는 것을 특징으로 하는 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분리부는 상기 전력변환부들 각각의 상면 및 상기 보관본체의 천장 사이를 막는 복수개의 분리부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조절부의 상면 및 상기 보관본체의 천장 사이를 막는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보관본체의 바닥으로부터 이격되어 설치되는 지지부, 및 상기 제1전력변환그룹 및 상기 제2전력변환그룹 사이에 위치하는 통기부를 포함하고,
    상기 조절부는 상기 보관본체의 바닥 및 상기 지지부 사이에 위치한 바닥통로로 냉기를 공급하며,
    상기 통기부는 상기 제1전력변환그룹 및 상기 제2전력변환그룹 사이에 위치한 냉기유입통로, 및 상기 바닥통로를 연결하기 위해 상기 지지부에 결합되는 것을 특징으로 하는 열기 분리구조가 적용된 전력 조절장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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