KR102283829B1 - Energy storage system based on corrugate cooling fin - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템은 주름이 형성되거나 냉각핀이 돌출형성된 구조의 바닥면체, 측벽체, 천정면체로 공급되는 냉매에 의해 대용량 배터리가 집적 배치된 ESS(Energy Storage System)의 컨테이너가 냉각되는 구조의 제공으로 냉각을 위한 장치구성의 단순화와 냉각효율의 증대가 동시적으로 도모되는 기술적 특징을 갖는다.The present invention provides a corrugated cooling fin-based energy storage system. As described above, the corrugated cooling fin-based energy storage system according to the present invention is an ESS (Energy Storage) in which a large-capacity battery is integrated and arranged by refrigerant supplied to the bottom, side wall, and ceiling of the corrugated or protruding cooling fins. System) has the technical feature of simultaneously achieving the simplification of the device configuration for cooling and the increase of the cooling efficiency by providing a structure in which the container of the system is cooled.

Description

주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템{Energy storage system based on corrugate cooling fin}Energy storage system based on corrugate cooling fin

본 발명은 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 주름이 형성되거나 냉각핀이 돌출형성된 구조의 바닥면체, 측벽체, 천정면체로 공급되는 냉매에 의해 대용량 배터리가 집적 배치된 ESS(Energy Storage System)의 컨테이너가 냉각되는 구조의 제공으로 냉각을 위한 장치구성의 단순화와 냉각효율의 증대가 동시적으로 도모될 수 있는 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a corrugated cooling fin-based energy storage system, and more specifically, a large-capacity battery in which a large-capacity battery is integrated and arranged by refrigerant supplied to a bottom, side wall, and ceiling of a structure in which corrugations or cooling fins are protruded. It relates to a corrugated cooling fin-based energy storage system in which the simplification of the device configuration for cooling and the increase of cooling efficiency can be simultaneously achieved by providing a structure in which the container of the ESS (Energy Storage System) is cooled.

일반적으로 ESS는 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해주는 저장장치를 말하며, 최근 들어서는 대규모 ESS 장치를 소형으로 구성하여 빌딩, 공장, 가정 등의 일반 수용가에서 정전 대비용 또는 피크 전력 감축용으로 사용하는 경우가 늘고 있다. 또한, 최근에는 전력 수급 불균형 등으로 인해 신재생에너지에 대한 관심이 급격하게 증가하면서, ESS를 통해 신재생에너지를 활용해 생산된 전기를 저장하고 필요한 시간대에 활용하도록 하는 기술에 대한 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.In general, ESS refers to a storage device that stores excess power in a power plant and transmits it when power is temporarily insufficient. It is increasingly used for peak power reduction. In addition, in recent years, as interest in new and renewable energy has rapidly increased due to imbalance in power supply and demand, the development of technology to store electricity produced by using renewable energy through ESS and use it at the required time continues. is being done

특히, 최근 들어 신축되는 공공건물에 대한 ESS의 설치가 의무화되고, 민간건물 등에도 에너지 절감 차원에서 ESS의 설치가 증가함에 따라 ESS 시장은 그 성장을 계속하고 있다. In particular, the ESS market continues to grow as the installation of ESS in newly constructed public buildings has become compulsory, and the installation of ESS in private buildings is increasing in order to save energy.

일반적인 ESS는 배터리 랙에 에너지를 저장하는 배터리, 배터리를 관리하는 BMS, 전력을 변환하는 PCS 등을 수용하도록 하고, 이러한 배터리 랙을 일정 공간에 수용하여 운용토록 하고 있다. 따라서, 다수의 배터리에서 발생하는 많은 양의 열에 의해 ESS시스템의 온도가 상승하게 되고, 특히 여름철에는 작은 과열에도 매우 높은 화재 위험성을 갖게 되며, 실제로 최근에는 ESS시스템에서 다수의 화재가 발생하고 있다.A typical ESS accommodates a battery that stores energy in a battery rack, a BMS that manages the battery, and a PCS that converts power, and operates by accommodating these battery racks in a certain space. Therefore, the temperature of the ESS system rises due to a large amount of heat generated from a plurality of batteries, and especially in summer, even a small overheating has a very high fire risk.

그러나, 아직도 ESS시스템에 대한 냉각은 일반적인 냉방설비를 이용하여 ESS시스템이 수용된 공간이나 배터리가 수용된 하우징 전체를 냉각할 뿐이어서 효율적인 냉각이 이루어지지 못하고, 냉각 시스템의 운영을 위해 많은 양의 전력이 소모되는 문제가 있었다.However, cooling of the ESS system still only cools the space accommodating the ESS system or the entire housing in which the battery is accommodated using general cooling equipment, so efficient cooling is not achieved, and a large amount of power is consumed for the operation of the cooling system. there was a problem with

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2020569호 "냉각 기능을 포함하는 ESS시스템"Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020569 "ESS system including cooling function" 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1889760호 "에너지 저장 시스템용 냉각 장치"Republic of Korea Patent Publication No. 10-1889760 "Cooling device for energy storage system"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 리튬이온 배터리를 비롯한 대용량 배터리가 집적 배치되는 ESS의 컨테이너를 구성하는 바닥면체, 측벽체, 천정면체가 주름이 형성되거나 냉각핀이 돌출형성되고, 공랭식 냉각기/수냉식 냉각기의 순환관/케이싱이 컨테이너의 바닥면체, 측벽체, 천정면체의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉매의 공급과 순환이 이루어지는 구조를 제공함으로써 냉각을 위한 장치구성이 단순해지면서도 냉각효율이 증대될 수 있고, 이를 통해 냉각을 위해 요구되는 소비전력이 절감될 수 있는 새로운 형태의 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention improves the problems of the prior art, and the bottom, side walls, and ceilings constituting the container of the ESS in which large-capacity batteries including lithium-ion batteries are integrated are wrinkled or the cooling fins are protruded. , the circulation pipe/casing of the air-cooled cooler/water-cooled cooler is arranged while surrounding the outer surfaces of the bottom, sidewall, and ceiling of the container to provide a structure in which supply and circulation of refrigerant are made, thereby simplifying the device configuration for cooling An object of the present invention is to provide a new type of corrugated cooling fin-based energy storage system that can increase cooling efficiency, thereby reducing power consumption required for cooling.

상술한 목적을 달성하기 위해서 본원발명의 실시예에 의한 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템은, 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)에 의해 둘러싸인 밀폐된 내부공간(110)을 가지되, 상기 내부공간(110)은 측벽체(130)에 의해서 구획되어 독립된 제1 공간과 제2 공간을 포함하는 컨테이너(100); 상기 제1 공간에 설치되고, 상기 바닥면체(120)의 내부면과 상기 측벽체(130)의 내부면에 모두 접촉되게 고정되는 복수의 배터리(200); 상기 제2 공간에 설치되는 PCS(power converter system)(800); 상기 제2 공간에 설치되는 변압기(900); 상기 내부공간(110)에 설치되며, 냉기를 생성하고 상기 내부공간(110)으로 냉기를 송풍하는 에어 컨디셔너(400); 설정위치에 설치되고, 상기 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면으로 냉매를 공급하는 냉각장치(300); 및 상기 냉각장치(300)와 에어 컨디셔너(400)의 동작을 제어하는 컨트롤러(600);를 포함하며, 상기 바닥면체(120)의 내부면과 상기 측벽체(130)의 내부면 전체부위는, 수직면체로 된 냉각핀(152)이 설정간격으로 돌출형성된 냉각핀 형성면체(150)와 주름이 형성된 주름 형성면체(160) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고, 상기 에어 컨디셔너(400)는 상기 제1 공간과 제2 공간에 각각 구비되어 상기 제1 공간과 제2 공간을 독립적으로 냉각시키며, 상기 제1 공간과 제2 공간의 온도 정보에 기초한 상기 컨트롤러(600)의 제어에 의해서 냉각 온도와 송풍량이 조절되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 천정면체(140)의 내부면 전체부위는, 수직면체로 된 냉각핀(152)이 설정간격으로 돌출형성된 냉각핀 형성면체(150)와 주름이 형성된 주름 형성면체(160) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 냉각장치(300)는, 냉각공기 순환관(320a)과 냉각공기 케이싱(330a) 중에서 선택된 어느 하나가 상기 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각공기의 공급과 순환이 이루어지는 공랭식 냉각기(300a); 냉각액 순환관(320b)과 냉각액 케이싱(330b) 중에서 선택된 어느 하나가 상기 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각액의 공급과 순환이 이루어지는 수냉식 냉각기(300b); 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 냉각핀 형성면체(150)는 평판체 형상의 베이스 판체(151) 표면에 복수의 냉각핀(152)이 평행하게 설정간격으로 돌출형성된 구조로 이루어지고, 상기 주름 형성면체(160)는 수평한 상면 유닛(161)과 하면 유닛(162)이 측면 유닛(163)에 의해 연결되는 사각파형 형상 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 컨테이너(100)의 내부공간(110)에 설정간격으로 배치되어 상기 내부공간(110)의 영역별 온도를 측정하며, 측정된 온도 정보를 상기 컨트롤러(600)에 제공하는 온도센서(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a corrugated cooling fin-based energy storage system according to an embodiment of the present invention is a closed inner space 110 surrounded by a bottom body 120 , a side wall body 130 , and a ceiling body 140 . ), the inner space 110 is partitioned by the side wall 130, the container 100 including an independent first space and a second space; a plurality of batteries 200 installed in the first space and fixed in contact with both the inner surface of the bottom body 120 and the inner surface of the side wall 130; a power converter system (PCS) 800 installed in the second space; a transformer 900 installed in the second space; an air conditioner 400 installed in the inner space 110, generating cold air and blowing cold air into the inner space 110; a cooling device 300 installed at a set position and supplying a refrigerant to the outer surfaces of the bottom body 120 , the side wall body 130 , and the ceiling body 140 ; and a controller 600 for controlling the operation of the cooling device 300 and the air conditioner 400; Cooling fins 152 made of a vertical body are made of any one selected from a cooling fin forming facet 150 and a corrugated corrugated facet body 160 in which the cooling fins 152 are protruded at set intervals, and the air conditioner 400 is connected to the first space and Each is provided in the second space to independently cool the first space and the second space, and the cooling temperature and airflow amount are adjusted by the control of the controller 600 based on the temperature information of the first space and the second space. characterized in that
In addition, the entire inner surface of the zenith body 140 is selected from the cooling fin forming facet 150 and the corrugated corrugated facet 160 in which the cooling fins 152 made of a vertical facet are formed to protrude at set intervals. characterized by being made.
And, in the cooling device 300, any one selected from the cooling air circulation pipe 320a and the cooling air casing 330a is the outer surface of the bottom body 120, the side wall body 130, and the ceiling body 140. an air-cooled cooler (300a) which is disposed to surround the supply and circulation of cooling air; Any one selected from the cooling liquid circulation pipe 320b and the cooling liquid casing 330b is disposed to surround the outer surfaces of the bottom body 120, the side wall body 130, and the ceiling body 140, so that the cooling solution is supplied and circulated. Water-cooled cooler (300b); It is characterized in that any one selected from among.
In addition, the cooling fin forming facet 150 has a structure in which a plurality of cooling fins 152 are protruded at set intervals in parallel to the surface of the flat base plate body 151, and the corrugated facet body 160 is It is characterized in that the horizontal upper surface unit 161 and the lower surface unit 162 is made of a square wave shape structure that is connected by the side unit (163).
And, the temperature sensor 500 arranged at set intervals in the inner space 110 of the container 100 to measure the temperature for each area of the inner space 110 and provide the measured temperature information to the controller 600 . ); characterized in that it further comprises.

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본 발명에 의한 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템에 의하면, 주름이 형성되거나 냉각핀이 돌출형성된 구조의 바닥면체, 측벽체, 천정면체로 공급되는 냉매(냉기, 냉각액 등)에 의해 대용량 배터리가 집적 배치된 ESS의 컨테이너가 냉각되는 구조이므로, 냉각을 위한 장치구성이 단순화되고, 냉각효율이 증대되는 효과가 있으며, 이로써 냉각을 위해 요구되는 소비전력이 절감되는 효과도 가지게 된다. According to the corrugated cooling fin-based energy storage system according to the present invention, a large-capacity battery is integrated by the refrigerant (cold air, coolant, etc.) supplied to the bottom, side walls, and ceiling surfaces of the corrugated or protruding cooling fins. Since the disposed ESS container is cooled, the device configuration for cooling is simplified and cooling efficiency is increased, thereby reducing power consumption required for cooling.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템의 구성을 개략적으로 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각핀 형성면체를 보여주기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주름 형성면체를 보여주기 위한 도면;
도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 공랭식 냉각기의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 냉각기의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템의 제어 구성을 보여주기 위한 도면이다.1 and 2 are diagrams for schematically showing the configuration of a corrugated cooling fin-based energy storage system according to an embodiment of the present invention;
3 is a view for showing a cooling fin formed facet according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a view for showing a wrinkled facet according to an embodiment of the present invention;
5 (a) and (b) are views for showing the configuration of an air-cooled cooler according to an embodiment of the present invention;
6 (a) and (b) are views for showing the configuration of a water-cooled cooler according to an embodiment of the present invention;
7 is a view for showing a control configuration of a corrugated cooling fin-based energy storage system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 ESS(Energy Storage System), 컨테이너, 배터리, 리튬이온배터리, 공랭식 냉각기, 수냉식 냉각기, 에어 컨디셔너 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 1 to 7 . On the other hand, in the drawings and detailed descriptions, general ESS (Energy Storage System), containers, batteries, lithium ion batteries, air-cooled coolers, water-cooled coolers, air conditioners, etc. illustrate the configuration and operation that can be easily known by those in the field References have been abbreviated or omitted. In particular, in the drawings and detailed descriptions, detailed descriptions and illustrations of specific technical configurations and actions of elements not directly related to the technical features of the present invention are omitted, and only the technical configurations related to the present invention are briefly illustrated or described. did.

본 발명은 리튬이온배터리 등이 사용되는 대용량 배터리가 집적 배치되는 에너지저장시스템(ESS:Energy Storage System)에 적용되는 기술로서, 본 발명의 실시예에 따른 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템(1)은 도 1에서와 같이 컨테이너(100), 복수의 배터리(200), 냉각장치(300), 에어 컨디셔너(400), 온도센서(500), 컨트롤러(600)를 포함하는 구성으로 이루어진다.The present invention is a technology applied to an energy storage system (ESS) in which a large-capacity battery using a lithium-ion battery, etc. is integrated and arranged, and a corrugated cooling fin-based energy storage system (1) according to an embodiment of the present invention 1 has a configuration including a container 100 , a plurality of batteries 200 , a cooling device 300 , an air conditioner 400 , a temperature sensor 500 , and a controller 600 .

컨테이너(100)는 도 1과 도 2에서와 같이 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)에 의해 둘러싸인 밀폐된 내부공간(110)을 가지는 것으로, 내부공간(110)은 배터리 배치영역(110a), BMS 배치영역(110b), PCS 배치영역(110c), 변압기 배치영역(110d), PMS 배치영역(110e) 등으로 구획된다. 배터리 배치영역(110a)은 복수의 배터리(200)가 설치되는 영역이고, BMS 배치영역(110b)은 BMS(battery monitoring system)(700)이 설치되는 영역이며, PCS 배치영역(110c)은 PCS(power converter system)(800)이 설치되는 영역이고, 변압기 배치영역(110d)은 변압기(900)가 설치되는 영역이며, PMS 배치영역(110e)은 PMS(power management system)(1000)이 설치되는 영역이나. 또한 컨테이너(100)의 내부공간(110)에는 소화기기(1100)가 설치될 수 있다.The container 100 has a sealed inner space 110 surrounded by a bottom surface 120, a side wall body 130, and a ceiling surface 140 as in FIGS. 1 and 2, and the inner space 110 is It is divided into a battery arrangement area 110a, a BMS arrangement area 110b, a PCS arrangement area 110c, a transformer arrangement area 110d, a PMS arrangement area 110e, and the like. The battery arrangement area 110a is an area in which a plurality of batteries 200 are installed, the BMS arrangement area 110b is an area in which a battery monitoring system (BMS) 700 is installed, and the PCS arrangement area 110c is a PCS ( The power converter system) 800 is installed, the transformer arrangement area 110d is an area where the transformer 900 is installed, and the PMS arrangement area 110e is an area where the PMS (power management system) 1000 is installed. or. In addition, the fire extinguishing device 1100 may be installed in the inner space 110 of the container 100 .

바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)는 열전도율이 높은 금속소재로 이루어져 배터리(200)로부터 발생되는 열을 전도하여 외부로 방출시키게 된다.The bottom body 120 , the side wall body 130 , and the ceiling body 140 are made of a metal material having high thermal conductivity to conduct heat generated from the battery 200 and radiate it to the outside.

여기서 컨테이너(100)는 배터리(200)와 접촉하는 바닥면체(120)의 내부면과 측벽체(130)의 내부면을 냉각핀 형성면체(150)나 주름 형성면체(160)로 구성할 수 있다. 이를 통해 배터리(200)로부터의 열전도 면적이 확대되어 냉각 효율이 증대될 수 있게 되고, 바닥면체(120)의 내부면과 측벽체(130)의 내부면 전체부위 중 배터리(200)와 접촉하는 부위만 냉각핀 형성면체(150)나 주름 형성면체(160)로 구성함으로써 소재 낭비를 최소화시킬 수 있게 된다.In the container 100, the inner surface of the bottom surface 120 and the side wall 130 in contact with the battery 200 may be formed of a cooling fin-formed surface 150 or a wrinkle-formed surface 160. . Through this, the heat conduction area from the battery 200 is enlarged, so that the cooling efficiency can be increased. It is possible to minimize material waste by configuring only the cooling fin forming facet 150 or the wrinkle forming facet body 160 .

냉각핀 형성면체(150)는 도 3에서와 같이 평판체 형상의 베이스 판체(151) 표면에 복수의 냉각핀(152)이 평행하게 설정간격으로 돌출형성된 구조로 이루어진다. 냉각핀(152)은 수직면체로 이루어진다. The cooling fin forming facet 150 has a structure in which a plurality of cooling fins 152 are protruded at set intervals in parallel to the surface of the flat base plate body 151 as shown in FIG. 3 . The cooling fins 152 are made of a vertical parallelepiped.

주름 형성면체(160)는 도 4에서와 같이 주름이 형성된 것으로, 특히 본 발명의 실시예에 따른 주름 형성면체(160)는 수평한 상면 유닛(161)과 하면 유닛(162)이 측면 유닛(163)에 의해 연결되는 사각파형 형상 구조로 이루어진다.The pleated facet 160 is wrinkled as in FIG. 4 , and in particular, the pleated facet 160 according to an embodiment of the present invention has a horizontal upper surface unit 161 and a lower surface unit 162 are side units 163 . ), which is connected by a square wave shape structure.

이와 달리 컨테이너(100)는 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 내부면 전체부위를 냉각핀 형성면체(150)나 주름 형성면체(160)로 구성할 수도 있다. 이 경우 냉각 효율의 극대화를 도모할 수 있게 된다.Alternatively, the container 100 may include the entire inner surface of the bottom face 120 , the side wall body 130 , and the ceiling face 140 , with the cooling fin forming facet 150 or the wrinkle forming facet body 160 . In this case, it is possible to maximize the cooling efficiency.

복수의 배터리(200)는 컨테이너(100)의 배터리 배치영역(110a)에 설치되는 것으로, 바닥면체(120)의 내부면과 측벽체(130)의 내부면에 접촉되게 고정되어 열을 전도시키게 된다. ESS의 배터리로 사용될 수 있는 리튬이온배터리는 열에 취약한 특성이 있으므로, 높은 냉각 효율을 구현하는 본 발명의 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템(1)은 리튬이온배터리를 사용하는 ESS에 효과적으로 적용될 수 있다.The plurality of batteries 200 are installed in the battery arrangement area 110a of the container 100, and are fixed in contact with the inner surface of the bottom body 120 and the inner surface of the side wall 130 to conduct heat. . Since a lithium-ion battery that can be used as a battery of an ESS is vulnerable to heat, the corrugated cooling fin-based energy storage system 1 of the present invention that implements high cooling efficiency can be effectively applied to an ESS using a lithium-ion battery. .

냉각장치(300)는 설정위치에 설치되어 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면으로 냉매를 공급하게 된다. 냉각장치(300)는 컨테이너(100)의 외부에 배치될 수 있다. 냉매로는 저온의 냉각공기, 저온의 냉각액 등이 사용될 수 있다. 이에 대응하여 냉각장치(300)는 공랭식 냉각기(300a)나 수냉식 냉각기(300b)로 이루어질 수 있다.The cooling device 300 is installed at a set position to supply the refrigerant to the outer surfaces of the bottom body 120 , the side wall body 130 , and the ceiling body 140 . The cooling device 300 may be disposed outside the container 100 . As the refrigerant, low-temperature cooling air, low-temperature cooling liquid, or the like may be used. Correspondingly, the cooling device 300 may be formed of an air-cooled cooler 300a or a water-cooled cooler 300b.

공랭식 냉각기(300a)는 도 5의 (a)에서와 같이 냉기 생성모듈(310a)과 연결된 냉각공기 순환관(320a)이 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각공기의 공급과 순환이 이루어지는 구성으로 이루어질 수 있다. 여기서 냉각공기 순환관(320a)은 그물망 패턴으로 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 각각 둘러싸는 구조로 배치될 수 있다. 또한 공랭식 냉각기(300a)는 도 5의 (b)에서와 같이 냉기 생성모듈(310a)과 연결된 냉각공기 케이싱(330a)이 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각공기의 공급과 순환이 이루어지는 구성으로 이루어질 수 있다. 냉각공기 케이싱(330a)은 냉기 생성모듈(310a)에 연결된 공급관(340a)으로부터 냉각공기를 공급받게 되고, 냉기 생성모듈(310a)의 회수관(360a)으로 냉각공기를 배출시키게 된다. 공급관(340a)과 회수관(360a)에는 개폐밸브(350a)(370a)가 설치된다. The air-cooled cooler 300a has a cooling air circulation pipe 320a connected to the cold air generating module 310a as shown in FIG. It may be arranged while surrounding the surface to have a configuration in which cooling air is supplied and circulated. Here, the cooling air circulation pipe 320a may be arranged in a structure that surrounds the outer surfaces of the bottom body 120 , the side wall body 130 , and the ceiling body 140 in a mesh pattern, respectively. In addition, the air-cooled cooler 300a has a cooling air casing 330a connected to the cold air generating module 310a as shown in FIG. It may be arranged while surrounding the surface to have a configuration in which cooling air is supplied and circulated. The cooling air casing 330a receives cooling air from the supply pipe 340a connected to the cold air generating module 310a, and discharges the cooling air through the return pipe 360a of the cold air generating module 310a. On-off valves 350a and 370a are installed in the supply pipe 340a and the recovery pipe 360a.

수냉식 냉각기(300b)도 도 6의 (a)에서와 같이 냉각액 생성모듈(310b)과 연결된 냉각액 순환관(320b)이 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각액의 공급과 순환이 이루어지는 구성으로 이루어질 수 있다. 여기서 냉각액 순환관(320b)은 그물망 패턴으로 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 각각 둘러싸는 구조로 배치될 수 있다. 또한 수냉식 냉각기(300b)도 도 6의 (b)에서와 같이 냉각액 생성모듈(310b)과 연결된 냉각액 케이싱(330b)이 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각액의 공급과 순환이 이루어지는 구성으로 이루어질 수 있다. 냉각액 케이싱(330b)은 냉각액 생성모듈(310b)에 연결된 공급관(340b)으로부터 냉각액을 공급받게 되고, 냉각액 생성모듈(310b)의 회수관(360b)으로 냉각액을 배출시키게 된다. 공급관(340b)과 회수관(360b)에는 개폐밸브(350b)(370b)가 설치된다. The water-cooled cooler 300b also has a cooling liquid circulation pipe 320b connected to the cooling liquid generating module 310b as shown in FIG. It may be configured to surround the supply and circulation of the cooling liquid. Here, the cooling fluid circulation pipe 320b may be disposed in a structure that surrounds the outer surfaces of the bottom body 120 , the side wall body 130 , and the ceiling body 140 in a mesh pattern, respectively. In addition, in the water-cooled cooler 300b, the cooling liquid casing 330b connected to the cooling liquid generating module 310b as shown in FIG. It may be configured to surround and to supply and circulate the cooling liquid. The cooling liquid casing 330b receives the cooling liquid from the supply pipe 340b connected to the cooling liquid generating module 310b, and discharges the cooling liquid through the recovery pipe 360b of the cooling liquid generating module 310b. On/off valves 350b and 370b are installed in the supply pipe 340b and the return pipe 360b.

한편 컨테이너(100)를 구성하는 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면 전체부위는 냉각핀 형성면체(150)나 주름 형성면체(160)로 이루어져 냉각장치(300)로부터 공급되는 냉매와의 접촉 면적을 증대시킴으로써 냉각 효율의 극대화가 도모될 수 있도록 한다.On the other hand, the entire outer surface of the bottom surface body 120, the side wall body 130, and the ceiling body 140 constituting the container 100 is composed of the cooling fin body 150 or the corrugation body 160, and the cooling device ( 300) by increasing the contact area with the refrigerant supplied from the cooling efficiency can be maximized.

에어 컨디셔너(400)는 컨테이너(100)의 내부공간(110)에 설치되는 것으로, 냉기의 생성과 내부공간(110)으로의 냉기 송풍을 수행하여 냉기가 내부공간(110)을 대류하도록 한다. 컨테이너(100)를 구성하는 바닥면체(120)의 내부면과 측벽체(130)의 내부면은 냉각핀 형성면체(150)나 주름 형성면체(160)로 구성되므로, 컨테이너(100)의 내부공간(110)을 대류하는 에어 컨디셔너(400)의 냉기에 의해 신속하게 냉각될 수 있게 된다.The air conditioner 400 is installed in the inner space 110 of the container 100 , and generates cold air and blows the cold air into the inner space 110 so that the cold air convects the inner space 110 . Since the inner surface of the bottom surface body 120 constituting the container 100 and the inner surface of the side wall body 130 are formed of the cooling fin body 150 or the corrugated face body 160 , the inner space of the container 100 . It can be rapidly cooled by the cold air of the air conditioner 400 convecting the 110 .

온도센서(500)는 도 1에서와 같이 컨테이너(100)의 내부공간(110)에 설정간격으로 배치되어 내부공간(110)의 영역별 온도를 측정하게 된다. The temperature sensor 500 is disposed at set intervals in the inner space 110 of the container 100 as shown in FIG. 1 to measure the temperature for each area of the inner space 110 .

컨트롤러(600)는 도 7에서와 같이 온도센서(500)로부터 입력되는 내부공간(110)의 영역별 온도정보에 따라 냉각장치(300)와 에어 컨디셔너(400)의 동작을 제어하게 된다. 즉 컨트롤러(600)는 냉각장치(300)의 냉매 유량과 냉매 순환 속도, 에어 컨디셔너(400)의 냉각 온도와 송풍량/송풍속도 등을 내부공간(110)의 영역별 온도정보에 따라 조절하게 된다. The controller 600 controls the operation of the cooling device 300 and the air conditioner 400 according to the temperature information for each area of the inner space 110 input from the temperature sensor 500 as shown in FIG. 7 . That is, the controller 600 adjusts the refrigerant flow rate and the refrigerant circulation speed of the cooling device 300 , the cooling temperature of the air conditioner 400 , the airflow rate/blowing speed, etc. according to the temperature information for each area of the internal space 110 .

또한 냉각장치(300)의 냉각공기 순환관(320a)과 냉각액 순환관(320b)이 복수의 독립된 분기관으로 형성되고, 복수의 에어 컨디셔너(400)가 내부공간(110)의 영역별로 배치될 경우, 컨트롤러(600)는 각각의 냉각공기 순환관(320a)과 냉각액 순환관(320b) 별로 동작 제어를 달리 수행하거나, 영역별 에어 컨디셔너(400)의 동작 제어를 달리 수행할 수 있다.In addition, when the cooling air circulation pipe 320a and the cooling liquid circulation pipe 320b of the cooling device 300 are formed of a plurality of independent branch pipes, and a plurality of air conditioners 400 are arranged for each area of the inner space 110 , , the controller 600 may differently perform operation control for each cooling air circulation pipe 320a and each cooling liquid circulation pipe 320b or differently perform operation control of the air conditioner 400 for each area.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템(1)은 리튬이온 배터리를 비롯한 대용량 배터리가 집적 배치되는 ESS의 컨테이너를 구성하는 바닥면체, 측벽체, 천정면체가 주름이 형성되거나 냉각핀이 돌출형성되고, 공랭식 냉각기/수냉식 냉각기의 순환관/케이싱이 컨테이너의 바닥면체, 측벽체, 천정면체의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉매의 공급과 순환이 이루어지는 구조를 제공하므로, 냉각을 위한 장치구성이 단순해지면서도 냉각효율이 증대될 수 있고, 이를 통해 냉각을 위해 요구되는 소비전력이 절감될 수 있다.In the corrugated cooling fin-based energy storage system 1 according to the embodiment of the present invention configured as described above, the bottom, side walls, and ceilings constituting the container of the ESS in which large-capacity batteries including lithium ion batteries are integrated are corrugated. This is formed or the cooling fins are protruding, and the circulation pipe/casing of the air-cooled cooler/water-cooled cooler is disposed while surrounding the outer surface of the bottom, sidewall, and ceiling of the container to provide a structure in which the supply and circulation of the refrigerant are made. , while simplifying the device configuration for cooling, cooling efficiency can be increased, and thus, power consumption required for cooling can be reduced.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.As described above, although the corrugated cooling fin-based energy storage system according to the embodiment of the present invention has been illustrated according to the above description and drawings, this is merely an example and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. It will be appreciated by those skilled in the art that various changes and modifications are possible.

1 : 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템
100 : 컨테이너
110 : 내부공간
110a : 배터리 배치영역
110b : BMS 배치영역
110c : PCS 배치영역
110d : 변압기 배치영역
110e : PMS 배치영역
120 : 바닥면체
130 : 측벽체
140 : 천정면체
150 : 냉각핀 형성면체
151 : 베이스 판체
152 : 냉각핀
160 : 주름 형성면체
161 : 상면 유닛
162 : 하면 유닛
163 : 측면 유닛
200 : 배터리
300 : 냉각장치
300a : 공랭식 냉각기
300b : 수냉식 냉각기
310a : 냉기 생성모듈
310b : 냉각액 생성모듈
320a : 냉각공기 순환관
320b : 냉각액 순환관
` 330a : 냉각공기 케이싱
330b : 냉각액 케이싱
340a, 340b : 공급관
350a, 350b, 370a, 370b : 개폐밸브
360a. 360b : 회수관
400 : 에어 컨디셔너
500 : 온도센서
600 : 컨트롤러
700 : BMS
800 : PCS
900 : 변압기
1000 : PMS
1100 : 소화기기1: Corrugated cooling fin-based energy storage system
100: container
110: inner space
110a: battery placement area
110b: BMS placement area
110c: PCS arrangement area
110d : Transformer placement area
110e: PMS placement area
120: bottom facet
130: side wall
140: zenithahedron
150: cooling fin forming face
151: base plate
152: cooling fin
160: wrinkle-forming tetrahedron
161: top unit
162: lower unit
163: side unit
200: battery
300: cooling device
300a : air cooled cooler
300b : Water Cooled Chiller
310a: cold air generation module
310b: cooling liquid generation module
320a: cooling air circulation pipe
320b: coolant circulation pipe
` 330a : Cooling air casing
330b: coolant casing
340a, 340b: supply pipe
350a, 350b, 370a, 370b : on/off valve
360a. 360b: return pipe
400 : air conditioner
500: temperature sensor
600: controller
700: BMS
800: PCS
900: transformer
1000 : PMS
1100: fire extinguisher

Claims (5)

바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)에 의해 둘러싸인 밀폐된 내부공간(110)을 가지되, 상기 내부공간(110)은 측벽체(130)에 의해서 구획되어 독립된 제1 공간과 제2 공간을 포함하는 컨테이너(100);
상기 제1 공간에 설치되고, 상기 바닥면체(120)의 내부면과 상기 측벽체(130)의 내부면에 모두 접촉되게 고정되는 복수의 배터리(200);
상기 제2 공간에 설치되는 PCS(power converter system)(800);
상기 제2 공간에 설치되는 변압기(900);
상기 내부공간(110)에 설치되며, 냉기를 생성하고 상기 내부공간(110)으로 냉기를 송풍하는 에어 컨디셔너(400);
설정위치에 설치되고, 상기 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면으로 냉매를 공급하는 냉각장치(300); 및
상기 냉각장치(300)와 에어 컨디셔너(400)의 동작을 제어하는 컨트롤러(600);를 포함하며,
상기 바닥면체(120)의 내부면과 상기 측벽체(130)의 내부면 전체부위는, 수직면체로 된 냉각핀(152)이 설정간격으로 돌출형성된 냉각핀 형성면체(150)와 주름이 형성된 주름 형성면체(160) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고,
상기 에어 컨디셔너(400)는 상기 제1 공간과 제2 공간에 각각 구비되어 상기 제1 공간과 제2 공간을 독립적으로 냉각시키며, 상기 제1 공간과 제2 공간의 온도 정보에 기초한 상기 컨트롤러(600)의 제어에 의해서 냉각 온도와 송풍량이 조절되는 것을 특징으로 하는 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템.It has a closed inner space 110 surrounded by the bottom surface 120 , the side wall body 130 , and the ceiling body 140 , wherein the inner space 110 is partitioned by the side wall body 130 and is an independent first a container 100 including a space and a second space;
a plurality of batteries 200 installed in the first space and fixed in contact with both the inner surface of the bottom body 120 and the inner surface of the side wall 130;
a power converter system (PCS) 800 installed in the second space;
a transformer 900 installed in the second space;
an air conditioner 400 installed in the inner space 110, generating cold air and blowing cold air into the inner space 110;
a cooling device 300 installed at a set position and supplying a refrigerant to the outer surfaces of the bottom body 120 , the side wall body 130 , and the ceiling body 140 ; and
It includes; a controller 600 for controlling the operation of the cooling device 300 and the air conditioner 400;
The inner surface of the bottom surface 120 and the entire inner surface of the side wall body 130 are formed with cooling fin-forming surfaces 150 in which vertical cooling fins 152 protrude at set intervals and corrugations are formed. Consists of any one selected from the facet 160,
The air conditioner 400 is provided in the first space and the second space, respectively, to independently cool the first space and the second space, and the controller 600 based on the temperature information of the first space and the second space ), a corrugated cooling fin-based energy storage system, characterized in that the cooling temperature and the amount of air blown are controlled by the control. 제 1항에 있어서,
상기 천정면체(140)의 내부면 전체부위는, 수직면체로 된 냉각핀(152)이 설정간격으로 돌출형성된 냉각핀 형성면체(150)와 주름이 형성된 주름 형성면체(160) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템.The method of claim 1,
The entire portion of the inner surface of the ceiling body 140 is made of any one selected from the cooling fin forming facet 150 and the corrugated corrugated facet face 160 in which the cooling fins 152 of the vertical facet are formed to protrude at set intervals. A corrugated cooling fin-based energy storage system. 제 1항에 있어서,
상기 냉각장치(300)는,
냉각공기 순환관(320a)과 냉각공기 케이싱(330a) 중에서 선택된 어느 하나가 상기 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각공기의 공급과 순환이 이루어지는 공랭식 냉각기(300a); 냉각액 순환관(320b)과 냉각액 케이싱(330b) 중에서 선택된 어느 하나가 상기 바닥면체(120), 측벽체(130), 천정면체(140)의 외부면을 둘러싸면서 배치되어 냉각액의 공급과 순환이 이루어지는 수냉식 냉각기(300b); 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템.The method of claim 1,
The cooling device 300,
Any one selected from the cooling air circulation pipe 320a and the cooling air casing 330a is disposed while surrounding the outer surfaces of the bottom body 120, the side wall body 130, and the ceiling body 140 to supply and an air-cooled cooler 300a circulating; Any one selected from the cooling liquid circulation pipe 320b and the cooling liquid casing 330b is disposed to surround the outer surfaces of the bottom body 120, the side wall body 130, and the ceiling body 140, so that the cooling solution is supplied and circulated. Water-cooled cooler (300b); Corrugated cooling fin-based energy storage system, characterized in that any one selected from. 제 1항에 있어서,
상기 냉각핀 형성면체(150)는 평판체 형상의 베이스 판체(151) 표면에 복수의 냉각핀(152)이 평행하게 설정간격으로 돌출형성된 구조로 이루어지고,
상기 주름 형성면체(160)는 수평한 상면 유닛(161)과 하면 유닛(162)이 측면 유닛(163)에 의해 연결되는 사각파형 형상 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템.The method of claim 1,
The cooling fin forming facet 150 has a structure in which a plurality of cooling fins 152 are protruded at set intervals in parallel to the surface of the flat base plate body 151,
The corrugated facet 160 is a corrugated cooling fin-based energy storage system, characterized in that it has a square wave shape structure in which a horizontal upper surface unit 161 and a lower surface unit 162 are connected by a side unit 163 . 제 1항에 있어서,
상기 컨테이너(100)의 내부공간(110)에 설정간격으로 배치되어 상기 내부공간(110)의 영역별 온도를 측정하며, 측정된 온도 정보를 상기 컨트롤러(600)에 제공하는 온도센서(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주름형 냉각핀 기반 에너지저장시스템.The method of claim 1,
a temperature sensor 500 disposed at set intervals in the inner space 110 of the container 100 to measure the temperature for each area of the inner space 110 and provide the measured temperature information to the controller 600; Corrugated cooling fin-based energy storage system, characterized in that it further comprises.
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