KR101713286B1 - 블로우 방식의 공조 설비를 구비한 전력 저장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정해진 간격으로 배열된 복수개의 셀을 구비한 셀 어셈블리와, 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크를 커버링하도록 상기 셀 어셈블리의 상부에 배치되고 냉각 공기를 유동시켜 상기 히트 싱크와 열교환이 이루어질 수 있게 하는 유로가 길이방향으로 형성되어 있는 에어 덕트를 구비한 복수개의 배터리 장치; 상기 배터리 장치가 수납되는 적재부와, 상기 적재부의 전면을 개폐 가능하게 설치되어 있는 덕트 도어를 구비한 랙 본체; 및 상기 랙 본체의 상부에 설치되어 냉각 공기를 상기 랙 본체의 내부로 유입시키는 블로우 팬;을 포함하고, 상기 블로우 팬에 의해 유입된 냉각 공기가 상기 덕트 도어를 통해 상기 에어 덕트로 공급되어 유동하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템을 개시한다.

Description

블로우 방식의 공조 설비를 구비한 전력 저장 시스템{BATTERY APPARATUS HAVING BLOW TYPE AIR CONDITIONING EQUIPMENT}

본 발명은 공조 설비를 구비한 전력 저장 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기의 유동을 이용하여 셀 어셈블리를 냉각시키는 구조를 가진 블로우 방식의 공조 설비를 구비한 전력 저장 시스템에 관한 것이다.

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.

일반적으로, 전력 저장 시스템은 타워형의 랙(Rack)에 다수의 배터리들이 다단으로 적재된 형태로 제공된다.

전력 저장 시스템에 있어서, 각 배터리에서 발생하는 열은 배터리의 효율과 수명에 직접적으로 영향을 주게 되는데, 충/방전용량이 클수록 더 많은 전기에너지가 열에너지로 소모되어 많은 열이 발생하므로 배터리에서 발생되는 열을 효과적으로 방열하고 냉각하여 배터리 성능을 극대화시키는 기술이 필요하다.

배터리에 대한 냉각기술과 관련하여, 특허문헌 1에는 냉각팬이 배터리 팩의 양극 전극단자 및 음극 전극단자와 마주보도록 설치되어 냉각팬에 의해 유동되는 공기가 양극 전극단자 및 음극 전극단자를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 배터리 장치가 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1과 같이 냉각팬을 배터리 팩에 장착하여 셀을 냉각시키는 구조는 유동영역에 대한 설계가 복잡할 뿐만 아니라 배터리 장치 내부를 강제대류를 통해 냉각시키기 위한 유동영역의 공간적인 제약이 많은 단점이 있다. 또한, 배터리 장치 내의 좁은 유로에서 냉각을 위한 충분한 유량을 확보하기 위해서는 고사양의 냉각팬이 필요하고, 배터리 장치가 0℃ 이하의 환경에서 동작하게 되는 경우 흡기 방식은 난방공기를 불어넣어 주지 못하므로 셀에 일정온도를 지속적으로 유지시키기가 어려운 문제가 있다.

특허문헌 2에는 랙에 적용되는 공기조화장치로서, 랙의 받침대를 내부가 공간으로 되고 일단에 폐쇄된 파이프로 형성하되 일단에는 에어를 공급할 수 있도록 밸브가 구비된 에어공급관을 연결한 것과, 파이프형으로 된 받침대에는 에어분사공을 소정의 간격으로 뚫어준 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치가 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 2에 개시된 공기조화장치는 배터리와 같은 장비에 온기 또는 냉기를 직접적으로 분사시켜주면서 장비의 온도를 조절하는 시스템이므로 에너지 소모가 많고 공기의 순환이 원활히 이루어지기가 어려운 단점이 있다.

특허문헌 1: 한국 공개특허공보 제10-2012-0100712호 특허문헌 2: 한국 공개특허공보 제2002-0066271호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 랙 내부의 셀 어셈블리에서 발생하는 열을 에어 덕트를 이용하여 효과적으로 냉각시키고 시스템 내부를 비롯하여 시스템 내외부 간에 공기를 효율적으로 순환시킬 수 있는 구조를 가진 블로우 방식의 공조 설비를 구비한 전력 저장 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 정해진 간격으로 배열된 복수개의 셀을 구비한 셀 어셈블리와, 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크를 커버링하도록 상기 셀 어셈블리의 상부에 배치되고 냉각 공기를 유동시켜 상기 히트 싱크와 열교환이 이루어질 수 있게 하는 유로가 길이방향으로 형성되어 있는 에어 덕트를 구비한 복수개의 배터리 장치; 상기 배터리 장치가 수납되는 적재부와, 상기 적재부의 전면에 배치되는 덕트 도어를 구비한 랙 본체; 및 상기 랙 본체의 상부에 설치되어 냉각 공기를 상기 랙 본체의 내부로 유입시키는 블로우 팬;을 포함하고, 상기 블로우 팬에 의해 유입된 냉각 공기가 상기 덕트 도어를 통해 상기 에어 덕트로 공급되어 유동하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템을 제공한다.

상기 랙 본체는 상기 적재부의 후면에 배치되는 후면 커버를 구비하고, 상기 배터리 장치의 상기 에어 덕트에서 배출된 공기가 상기 후면 커버를 통과하여 상기 랙 본체의 상부로 이동한 후 하방으로 유동하여 상기 랙 본체의 내부로 재유입되고 상기 랙 본체의 하부를 통해 외부로 배출될 수 있다.

상기 랙 본체의 하부를 통해 외부로 배출되는 공기는 공조기를 거쳐서 상기 랙 본체의 내부로 재유입될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 전력 저장 시스템은 실내용으로 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 정해진 간격으로 배열된 복수개의 셀을 구비한 셀 어셈블리와, 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크를 커버링하도록 상기 셀 어셈블리의 상부에 배치되고 외기를 유동시켜 상기 히트 싱크와 열교환이 이루어질 수 있게 하는 유로가 길이방향으로 형성되어 있는 에어 덕트를 구비한 복수개의 배터리 장치; 상기 배터리 장치가 수납되는 적재부와, 상기 적재부의 전면에 배치되는 덕트 도어를 구비한 랙 본체; 상기 랙 본체를 수용하는 컨테이너; 및 상기 랙 본체의 상부에 설치되어 외기를 상기 랙 본체의 내부로 유입시키는 공조기;를 포함하고, 상기 컨테이너 내외부 간의 압력차와 더불어 상기 공조기의 송풍 작용에 의해 유입된 외기가 상기 덕트 도어를 통해 상기 에어 덕트로 공급되어 유동하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템이 제공된다.

상기와 같은 구성을 가진 전력 저장 시스템은 여름철 또는 겨울철의 실외용으로 사용될 수 있다.

상기 배터리 장치의 상기 에어 덕트에서 배출된 공기는 상기 적재부의 후면 커버를 통과하여 상기 랙 본체의 하부로 이동한 후 일부가 상방으로 유동하여 상기 랙 본체의 내부로 재유입되고 상기 랙 본체의 상부에 대응되게 상기 컨테이너에 마련된 배기공을 통해 외부로 배출될 수 있다.

상기 배터리 장치의 상기 에어 덕트에서 배출되어 상기 랙 본체의 하부로 이동한 공기의 다른 일부는 상기 공조기에 의해 냉각되어 상기 랙 본체의 내부로 재유입될 수 있다.

상기 덕트 도어에는 유입된 공기를 상기 에어 덕트로 균등하게 유도하는 에어 가이드가 구비될 수 있다.

상기 배터리 장치는 상기 랙 본체에 복수의 층을 이루며 적재되고, 상기 에어 가이드는 각 배터리 장치에 대응되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 에어 가이드는 공기 강제 유입 지점으로부터 상대적으로 가까운 층이 멀리 떨어진 층에 비해 유속이 빠르므로 균등한 공기를 유도할 수 있는 크기 또는 각도를 갖는 것이 바람직하다.

상기 에어 덕트는 길이방향으로 가면서 상면에 유로의 크기를 조절하기 위한 굴곡부가 형성되어 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 굴곡부는 상기 에어 덕트의 길이방향 일단에서 타단으로 가면서 점차적으로 유로를 축소시키도록 형성되어 공기의 유동속도를 증가시켜 열교환 효율을 증가시키는 것이 바람직하다.

상기 굴곡부는 상기 에어 덕트의 길이방향 일단에서 타단으로 가면서 반복적으로 형성된 요철 패턴을 갖도록 형성되어 공기의 유동방향을 상기 히트 싱크쪽으로 하향 유도하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전력 저장 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 배터리 장치에서 발생하는 열을 에어 덕트를 이용하여 신속하게 냉각시키고 배터리 랙 본체의 내외부 간에 공기를 효과적으로 순환시킴으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 배터리 장치에서 배출된 공기를 랙 본체 내부로 재유입시킴으로써 배터리 장치의 내부에 잔류하는 열까지 냉각시킬 수 있다.

셋째, 덕트 도어에 구비된 에어 가이드에 의해 랙 본체에 적재된 배터리 장치의 각 층별로 균일하게 유량 배분이 이루어질 수 있다.

넷째, 랙 본체를 수용하는 컨테이너의 내외부 공기 압력차에 따른 굴뚝효과(Stack effect)를 공기 순환에 활용함으로써 열교환 효율을 높일 수 있고 유지비용을 절감할 수 있다.

다섯째, 배터리 장치에 구비된 에어 덕트의 굴곡 구조를 이용하여 냉각 공기를 셀 어셈블리쪽으로 집중시킴으로써 배터리 장치 내에서 신속한 열교환이 이루어질 수 있다.

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 전력 저장 시스템의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 내부 구성을 도시한 일부 절개 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 1에서 배터리 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 측면도이다.

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.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 구성을 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 내부 구성을 도시한 일부 절개 사시도이며, 도 3은 도 2의 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력 저장 시스템은 복수개의 배터리 장치(100)와, 배터리 장치(100)를 적재하는 랙 본체(110)와, 랙 본체(110)의 상부에 설치되어 냉각 공기를 랙 본체(110)의 내부로 유입시키는 블로우 팬(미도시)을 포함한다.

배터리 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 셀 어셈블리(101)와 상기 셀 어셈블리(101)를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 에어 덕트(103)를 포함한다. 구체적으로, 배터리 장치(100)는 복수개의 셀을 구비한 셀 어셈블리(101)와, 셀 어셈블리(101)의 상부에 위치하는 히트 싱크(102)와, 히트 싱크(102)를 커버링(Covering)하도록 셀 어셈블리(101)의 상부에 배치되어 있는 에어 덕트(103)를 포함한다.

셀 어셈블리(101)를 이루는 각각의 셀은 얇은 판상 몸체를 갖는 것으로서, 바람직하게 파우치형 이차전지에 의해 구성된다. 복수개의 셀은 정해진 간격을 두고 일방향으로 배열되어 실질적으로 적층 구조를 이룬다. 바람직하게, 셀 어셈블리(101)의 상부에는 히트 싱크(102)가 배치되어 셀에서 발생하는 열을 집중적으로 전달받아 공기중으로 방사한다.

에어 덕트(103)는 외부로부터 공급되는 공기를 유동시켜 상기 히트 싱크(102)에서 방사되는 열을 냉각시킨다. 에어 덕트(103)는 유로가 길이방향으로 연장되고 양단과 하부가 개방되어 있는 관형 커버 구조물에 의해 구현될 수 있다. 이러한 에어 덕트(103)는 히트 싱크(102)를 커버링하도록 셀 어셈블리(101)의 상부에 조립된다.

에어 덕트(103)는 외부로부터 공급되는 공기를 유로를 따라 유동시켜 히트 싱크(102)와 열교환이 이루어지도록 하는 역할을 한다. 에어 덕트(103)의 상면에는 유속 증가를 유도할 수 있도록 유로 크기를 조절하여 빠른 열교환이 이루어지도록 작용하는 굴곡부(104)가 형성되어 있다.

굴곡부(104)는 에어 덕트(103)의 길이방향으로 일단에서 타단으로 가면서 반복적으로 형성된 요철 패턴을 갖는다. 굴곡부(104)에 있어서 볼록한 부분의 굴곡점(정점)과 오목한 부분의 굴곡점은 경사면으로 연결되어 있다. 굴곡부(104)는 에어 덕트(103)의 길이방향 일단에서 타단으로 가면서 점차적으로 유로를 축소시키고, 공기의 유동방향을 상기 히트 싱크(102)쪽으로 하향 유도한다. 이를 위해, 굴곡부(104)는 에어 덕트(103)의 내부에서 아래로 볼록한 지점마다 위치한 굴곡점들의 높이가 상기 에어 덕트(103)의 길이방향 일단에서 타단 쪽으로 가면서 점차적으로 낮아지게 형성된다.

상기 블로우 팬에 의해 외부로부터 공급되는 냉각 공기는 각 배터리 장치(100)마다 마련되어 있는 에어 덕트(103)의 유로를 따라 유동하여 셀 어셈블리(101)를 냉각시킨다. 여기서, 상기 블로우 팬으로는 송풍 기능을 제공하는 통상의 기술적 수단이 채용 가능하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

랙 본체(110)는 배터리 장치(100)를 수납할 수 있는 적재부(111)와, 적재부(111)의 전면을 개폐할 수 있도록 전면의 한쪽 가장자리에 힌지 결합되는 덕트 도어(113)를 구비한다.

적재부(111)는 랙 본체(110)에서 배터리 장치(100)들을 복수의 층을 이루며 적재되도록 다단 형태의 받침대를 포함하여 구성된다.

덕트 도어(113)는 닫힌 상태에서 공기 유입구(112)와 연통되도록 도어 상부에 형성되어 있는 유입부(114)와, 각각의 배터리 장치(100)에 대응되게 배치되고 에어 가이드(116)에 의해 개구면적이 조절되는 공기 인입부(115)를 구비한다. 또한, 덕트 도어(113)는 유입부(114)로 유입된 공기를 각각의 배터리 장치(100)에 구비된 에어 덕트(103)로 유도하도록 공기 인입부(115)에 위치하는 에어 가이드(116)를 구비한다. 여기서, 공기 인입부(115) 및 에어 가이드(116)는 각각의 배터리 장치(100)에 대응하므로 전체적으로 소정의 행과 열을 이루며 다층으로 배열된다.

공기 유입구(112)를 통해 유입되어 덕트 도어(113)의 유입부(114)로 이동한 냉각 공기는 덕트 도어(113)의 하방으로 유동하고 공기 인입부(115)를 통해 각 배터리 장치(100)의 에어 덕트(103)로 공급된다. 여기서, 에어 가이드(116)는 공기 인입부(115)를 통과하는 에어의 유량을 조절함으로서 배터리 장치(100)들의 각 층별로 균일하게 유량 배분이 이루어지도록 한다. 공기 강제 유입 지점이 되는 유입부(114)가 덕트 도어(113)의 상부에 위치함에 따라 덕트 도어(113)의 상단과 가까울수록 유속이 빠르고 굴곡진 유입부(114)로 인해 바깥쪽으로 공기가 흐르는 점을 고려할 때, 에어 가이드(116)는 랙 본체(110)의 상단으로부터 상대적으로 가까운 층이 멀리 떨어진 층에 비해 유량이 부족하므로 균등한 공기를 유도할 수 있는 크기 또는 각도를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 덕트 도어(113) 내부에서 냉각 공기가 하방으로 이동하는 유동영역 내에서의 에어 가이드(116)의 연장 길이나 배치 경사각 등을 에어 가이드(116)들의 각 층별로 상이하게 조절함으로써 배터리 장치(100)들의 각 층별로 균일한 유량 배분이 이루어질 수 있다.

랙 본체(110)에 있어서 적재부(111)의 후면에는 에어 덕트(103)에 대응하는 배출공을 가진 후면 커버(117)가 구비된다. 후면 커버(117)는 그 바깥쪽에 조립되는 후면 케이스(미도시)와의 사이에 소정의 이격공간을 형성하도록 배치된다.

후면 커버(117)와 후면 케이스 사이에 형성되는 이격공간은 배터리 장치(100)에서 배출된 공기를 랙 본체(110)의 내부로 재유입시키는 통로로 사용된다. 즉, 도 3에서 화살표로 유동경로가 표시된 바와 같이, 배터리 장치(100)의 에어 덕트(103)에서 배출된 공기는 후면 커버(117)의 배출공(117a)을 통과하여 이격공간을 통해 랙 본체(110)의 상부로 이동한 후 하방으로 유동하여 랙 본체(110)의 내부로 재유입되고 랙 본체(110)의 하부를 통해 외부로 배출된다. 이러한 구성에 따르면 재유입된 공기를 이용해 배터리 장치(100)의 내부에 잔류하는 열을 냉각시킴으로써 냉각효율을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.

비록, 도면에는 도시되지 않았으나 랙 본체(110)의 하부를 통해 외부로 배출되는 공기는 소정의 공조장치를 거쳐서 냉각된 후 랙 본체(110)의 내부로 재유입되는 것도 가능하다.

상기와 같은 구성을 가진 전력 저장 시스템은 랙 본체(110)의 상부에 설치된 상기 블로우 팬을 통해 공급되는 냉각 공기를 각 배터리 장치(100)마다 마련되어 있는 굴곡부(104)를 가진 에어 덕트(103)로 유입시켜 신속하게 셀 어셈블리(101)를 냉각시키고, 에어 덕트(103)에서 배출된 공기를 랙 본체(110) 내부로 재유입시킴으로써 높은 냉각효율로 공조 기능을 수행할 수 있다.

각 배터리 장치(100)에 있어서 에어 덕트(103)에는 블로우 팬에 의해 상대적으로 찬 냉각 공기가 유입되어 히트 싱크(102) 쪽으로 유동하게 된다. 이때, 냉각 공기는 에어 덕트(103)의 상면에 형성된 굴곡부(104)에 의해 점차적으로 작아지는 유로를 따라 이동함으로써 유속이 증가하여 히트 싱크(102)와 신속하게 열교환이 이루어짐으로써 냉각된다.

도 5 및 도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 구성이 도시되어 있다. 본 실시예에서 배터리 장치(100) 및 랙 본체(110)의 구성은 전술한 실시예와 실질적으로 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5 및 도 6에 도시된 전력 저장 시스템은 실외 환경에 설치되는 것으로서, 적어도 하나 이상의 랙 본체(110)를 수용하는 컨테이너(130)와, 랙 본체(110)의 상부에서 컨테이너(130) 바깥의 외기를 랙 본체(110)의 내부로 유입시키는 공조기(120)를 포함한다.

공조기(120)를 통해 배터리 장치(100)에 공급된 공기는 에어 덕트(103)의 유로를 따라 유동하여 셀 어셈블리(101)를 냉각시킨다. 또한, 에어 덕트(103)에서 배출된 공기는 랙 본체(110)의 후면에 배치된 후면 커버(117)를 통과한 후 컨테이너(130)의 내벽 사이의 이격공간을 통해 랙 본체(110)의 하부로 이동한다. 이를 위해, 후면 커버(117)의 상단부와 컨테이너(130) 사이에는 공기의 상향 흐름을 차단하는 소정 칸막이 구조물이 마련될 수 있다.

랙 본체(110)의 하부로 이동한 공기의 일부는 랙 본체(110)의 상방으로 유동함으로써 랙 본체(110)의 내부로 재유입된다. 또한, 랙 본체(110)의 상부까지 이동한 후에는 랙 후면 최상층에 위치한 배출공(도 2의 117a 참조)에 대응되게 컨테이너(130)에 마련된 배기공(131)을 통해 외부로 배출된다. 또한, 상기 랙 본체(110)의 하부로 이동한 공기의 다른 일부는 공조기(120)에 의해 냉각된 후 랙 본체(110)의 내부, 즉 각 배터리 장치(100)의 에어 덕트(103)로 재유입되어 순환될 수 있다. 실외 환경에서 사용되는 특성상, 공조기(120)에는 여름철의 운용 시 에어콘이 포함되는 것이 바람직하고, 겨울철의 운용 시에는 송풍기만 구비되어도 무방하다.

랙 본체(110)에서 배출된 공기가 컨테이너(130)를 통해 외부로 배출됨에 따라 컨테이너(130)의 내부 공기압력은 외부 공기압력에 비해 낮아지게 되어 내외부 간에 압력차가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 공기 압력차는 공조기(120)의 송풍 작용과 더불어 공기 순환에 이용되므로 열교환 효율을 높일 수 있고 시스템의 유지비용을 절감할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 전력 저장 시스템은 랙 본체(110)의 상부에 설치된 공조기(120)를 통해 공급되는 공기를 각 배터리 장치(100)마다 마련되어 있는 굴곡부(104)를 가진 에어 덕트(103)로 유입시켜 신속하게 셀 어셈블리(101)를 냉각시킬 수 있으며 컨테이너(130) 내외부 간에 발생하는 압력차를 이용하여 효율적으로 공기를 순환시킬 수 있다. 또한, 에어 덕트(103)에서 배출된 공기를 컨테이너(130) 내부에서 랙 본체(110) 내부로 재유입시킴으로써 높은 냉각효율로 공조 기능을 수행할 수 있다.

각 배터리 장치(100)에 있어서 에어 덕트(103)에는 공조기(120)에 의해 상대적으로 찬 냉각 공기가 유입되어 히트 싱크(102) 쪽으로 유동하게 된다. 이때, 냉각 공기는 에어 덕트(103)의 상면에 형성된 굴곡부(104)에 의해 점차적으로 작아지는 유로를 따라 이동함으로써 유속이 증가하여 히트 싱크(102)와 신속하게 열교환이 이루어짐으로써 냉각된다.

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.

100: 배터리 장치 101: 셀 어셈블리
102: 히트 싱크 103: 에어 덕트
110: 랙 본체 111: 적재부
112: 공기 유입구 113: 덕트 도어
116: 에어 가이드 117: 후면 커버
120: 공조기 130: 컨테이너
131: 배기공

Claims (12)

1. 정해진 간격으로 배열된 복수개의 셀을 구비한 셀 어셈블리와, 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크를 커버링하도록 상기 셀 어셈블리의 상부에 배치되고 냉각 공기를 유동시켜 상기 히트 싱크와 열교환이 이루어질 수 있게 하는 유로가 길이방향으로 형성되어 있는 에어 덕트를 구비한 복수개의 배터리 장치;
   상기 배터리 장치가 수납되는 적재부와, 상기 적재부의 전면에 배치되는 덕트 도어를 구비한 랙 본체; 및
   상기 랙 본체의 상부에 설치되어 냉각 공기를 상기 랙 본체의 내부로 유입시키는 블로우 팬;을 포함하고,
   상기 블로우 팬에 의해 유입된 냉각 공기가 상기 덕트 도어를 통해 상기 에어 덕트로 공급되어 유동하고,
   상기 에어 덕트는 길이방향으로 가면서 상면에 유로의 크기를 조절하기 위한 굴곡부가 형성되어 있고,
   상기 굴곡부는 상기 에어 덕트의 길이방향 일단에서 타단으로 가면서 점차적으로 유로를 축소시키도록 형성되어 공기의 유속을 증가시켜 열교환 효율을 높이고, 상기 에어 덕트의 길이방향 일단에서 타단으로 가면서 반복적으로 형성된 요철 패턴을 구비하고,
   상기 덕트 도어에는 유입된 공기를 상기 에어 덕트로 유도하는 에어 가이드가 구비되고,
   상기 배터리 장치는 상기 랙 본체에 복수의 층을 이루며 적재되고,
   상기 에어 가이드는 각각의 배터리 장치에 대응되게 형성되어 행과 열을 이루며 다층으로 배열되고,
   상기 에어 가이드는 상기 랙 본체의 상기 복수의 층으로 균등한 공기를 유도할 수 있는 크기 또는 각도를 가진 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 랙 본체는 상기 적재부의 후면에 배치되는 후면 커버를 구비하고,
   상기 배터리 장치의 상기 에어 덕트에서 배출된 공기가 상기 후면 커버를 통과하여 상기 랙 본체의 상부로 이동한 후 하방으로 유동하여 상기 랙 본체의 내부로 재유입되고 상기 랙 본체의 하부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 랙 본체의 하부를 통해 외부로 배출되는 공기는 공조기를 거쳐서 상기 랙 본체의 내부로 재유입되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.
4. 정해진 간격으로 배열된 복수개의 셀을 구비한 셀 어셈블리와, 상기 셀 어셈블리의 상부에 위치하는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크를 커버링하도록 상기 셀 어셈블리의 상부에 배치되고 외기를 유동시켜 상기 히트 싱크와 열교환이 이루어질 수 있게 하는 유로가 길이방향으로 형성되어 있는 에어 덕트를 구비한 복수개의 배터리 장치;
   상기 배터리 장치가 수납되는 적재부와, 상기 적재부의 전면에 배치되는 덕트 도어를 구비한 랙 본체;
   상기 랙 본체를 수용하는 컨테이너; 및
   상기 랙 본체의 상부에 설치되어 외기를 상기 랙 본체의 내부로 유입시키는 공조기;를 포함하고,
   상기 컨테이너 내외부 간의 압력차와 더불어 상기 공조기의 송풍 작용에 의해 유입된 외기가 상기 덕트 도어를 통해 상기 에어 덕트로 공급되어 유동하고,
   상기 에어 덕트는 길이방향으로 가면서 상면에 유로의 크기를 조절하기 위한 굴곡부가 형성되어 있고,
   상기 굴곡부는 상기 에어 덕트의 길이방향 일단에서 타단으로 가면서 점차적으로 유로를 축소시키도록 형성되어 공기의 유속을 증가시켜 열교환 효율을 높이고, 상기 에어 덕트의 길이방향 일단에서 타단으로 가면서 반복적으로 형성된 요철 패턴을 구비하고,
   상기 덕트 도어에는 유입된 공기를 상기 에어 덕트로 유도하는 에어 가이드가 구비되고,
   상기 배터리 장치는 상기 랙 본체에 복수의 층을 이루며 적재되고,
   상기 에어 가이드는 각각의 배터리 장치에 대응되게 형성되어 행과 열을 이루며 다층으로 배열되고,
   상기 에어 가이드는 상기 랙 본체의 상기 복수의 층으로 균등한 공기를 유도할 수 있는 크기 또는 각도를 가진 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 배터리 장치의 상기 에어 덕트에서 배출된 공기는 상기 적재부의 후면 커버를 통과하여 상기 랙 본체의 하부로 이동한 후 일부가 상방으로 유동하여 상기 랙 본체의 내부로 재유입되고 상기 랙 본체의 상부에 대응되게 상기 컨테이너에 마련된 배기공을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 배터리 장치의 상기 에어 덕트에서 배출되어 상기 랙 본체의 하부로 이동한 공기의 다른 일부는 상기 공조기에 의해 냉각되어 상기 랙 본체의 내부로 재유입되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.
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