KR102284484B1 - 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치를 개시한다. 본 발명은, 복수개의 베터리 트레이를 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징과, 상기 랙 하우징의 내부에 설치되어 상기 각 베터리 트레이가 설치되며, 다수의 수납 공간을 구획하는 랙 선반을 포함하고, 적층되는 베터리 트레이를 직렬로 연결하는 버스 부재의 위치가 잘못된 경우 상기 버스 부재는 상기 랙 선반에 걸린다.

Description

랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치{Rack housing assembly and energy stroge apparatus having the same}
본 발명은 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치에 관한 것이다.
환경 파괴, 자원 고갈 등이 문제되면서, 전력을 저장하고 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있는 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 이와 함께 발전 과정에서 공해를 유발하지 않는 신재생 에너지에 대한 관심도 높아지고 있다. 예를 들어, 전력저장장치는 이러한 신재생 에너지, 전력을 저장한 배터리, 그리고 기존의 계통 전력을 상호 연계시킴으로써 전력의 효율적인 활용을 도모할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력저장장치는 비상용 작동 전원 등을 제공하기 위한 무정전 전원장치로도 활용될 수 있으며, 주 전력원의 중단과 같은 상황에서 산업 설비 등에 요구되는 전력을 제공할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 랙 하우징 조립체 및 이를 구비한 전력저장장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 복수개의 베터리 트레이를 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징과, 상기 랙 하우징의 내부에 설치되어 상기 각 베터리 트레이가 설치되며, 다수의 수납 공간을 구획하는 랙 선반을 포함하고, 적층되는 베터리 트레이를 직렬로 연결하는 버스 부재의 위치가 잘못된 경우 상기 버스 부재는 상기 랙 선반에 걸리는 랙 하우징 조립체를 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 랙 선반은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 랙 선반은, 상기 제1 랙 선반과, 상기 제1 랙 선반과 일부분이 겹치도록 배치되는 제2 랙 선반을 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 랙 선반의 일단은 상기 제2 랙 선반의 일단보다 도출되며, 상기 제1 랙 선반의 타단은 상기 제2 랙 선반의 타단보다 인입되도록 상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반이 상기 랙 하우징에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 버스부재는 상기 제1 랙 선반의 타단측 또는 상기 제2 랙 선반의 일단측에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반은 서로 교번하여 상기 랙 하우징의 장축방향으로 상기 랙 하우징에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 랙 선반의 일단 및 상기 제2 랙 선반의 타단 중 적어도 하나는 상기 베터리 트레이의 전원 단자의 끝단과 동일하게 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 랙 선반은 중심을 기준으로 비대칭적으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 랙 선반의 길이는 상기 베터리 트레이의 양쪽 전원 단자 사이의 거리보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측명은, 전원 단자가 양측에 형성되는 복수개의 베터리 트레이와, 복수개의 상기 베터리 트레이가 수용되도록 전방이 개구된 수납 공간을 한정하는 랙 하우징과, 상기 랙 하우징에 설치되어 복수개의 상기 베터리 트레이가 각각 수납되도록 수납 공간을 복수개로 구분하는 랙 선반과, 복수개의 상기 베터리 트레이 중 서로 적층된 베터리 트레이의 전원 단자를 연결하는 버스부재를 포함하고, 상기 랙 선반의 중심으로부터 상기 랙 선반의 타단까지의 제1 거리는 상기 랙 선반의 중심으로부터 상기 랙 선반의 일단까지의 제2 거리보다 작게 형성되는 전력저장장치를 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 인접하는 베터리 트레이 사이를 연결하는 상기 버스부재는 복수개 구비되며, 상기 복수개의 버스부재는, 상기 베터리 트레이의 일단에 배치되며, 적층되는 베터리 트레이를 서로 전기적으로 연결하는 제1 버스부재와, 상기 베터리 트레이를 중심으로 제1 버스부재(310)와 반대편에 배치되어 적층되는 베터리 트레이의 타단에 연결되는 제2 버스부재를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 버스부재(310) 및 제2 버스부재(320)는 서로 교번하여 적층된 복수개의 상기 베터리 트레이를 직렬로 연결할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 랙 선반은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 랙 선반은, 상기 제1 랙 선반과, 상기 제1 랙 선반과 일부분이 겹치도록 배치되는 제2 랙 선반을 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 랙 선반의 일단은 상기 제2 랙 선반의 일단보다 도출되며, 상기 제1 랙 선반의 타단은 상기 제2 랙 선반의 타단보다 인입되도록 상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반이 상기 랙 하우징에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 버스부재는 상기 제1 랙 선반의 타단측 또는 상기 제2 랙 선반의 일단측에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반은 서로 교번하여 상기 랙 하우징에 장축방향으로 상기 랙 하우징에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 거리는 상기 베터리 트레이의 중심으로부터 상기 각 베터리 트레이의 전원 단자의 끝단까지의 거리와 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 버스부재에 설치되는 전류차단기를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 버스부재는 상기 랙 선반의 타단측에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 랙 선반은 인접하는 상기 버스부재의 쇼트를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 쇼트 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력저장장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력저장장치의 일부를 제거하고 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 베터리 트레이와 랙 선반을 보여주는 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 A영역을 확대하여 보여주는 정면도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력저장장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전력저장장치의 일부를 제거하고 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 전력저장장치의 일부분을 보여주는 정면도이다. 도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 보여주는 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 전력저장장치(10)는 랙 하우징 조립체(100)와 랙 하우징 조립체(100)에 수납되는 복수의 베터리 트레이(200)를 포함할 수 있다.
전력저장장치(10)는 복수개의 베터리 트레이(200)를 연결하는 버스부재(300)를 포함할 수 있다. 또한, 전력저장장치(10)는 버스부재(300)에 설치되는 전류차단기(400)를 포함할 수 있다.
베터리 트레이(200)는 다수의 단위 팩(미도시)을 하나의 단위로 패팅하여 모듈화시킨 것이며, 이러한 베터리 트레이(200) 다수가 모여 직렬 연결/ 병렬 연결로 결속됨으로써 전력저장장치(10)를 형성할 수 있다. 예를 들어 베터리 트레이(200)는 횡 방향(수평방향,Z2)을 따라 적층된 편평한 형태의 단위 전지 팩(미도시)를 다수 포함할 수 있다. 베터리 트레이(200)에는 방전 전류를 외부부하(미도시)로 인출하거나, 외부전원공급장치(미도시)로부터 충전 전류를 입력하기 위한 전원 단자(미표기)가 마련될 수 있다.
상기와 같은 베터리 트레이(200)는 복수개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 베터리 트레이(200)는 랙 하우징(110) 내부에 적층될 수 있다. 특히 복수개의 베터리 트레이(200)는 랙 하우징(110)의 상부에 설치되는 제1 베터리 트레이(210) 및 제1 베터리 트레이(210)의 하부에 배치되는 제2 베터리 트레이(220)를 구비할 수 있다.
제1 베터리 트레이(210)와 제2 베터리 트레이(220)는 서로 동일 또는 유사하도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 베터리 트레이(210)와 제2 베터리 트레이(220)는 서로 교번하여 적층될 수 있다. 예를 들면, 제1 베터리 트레이(210)의 하면에는 제2 베터리 트레이(220)가 배치되며, 제2 베터리 트레이(220) 하면에는 제1 베터리 트레이(210)가 다시 배치될 수 있다. 또한, 제2 베터리 트레이(220) 하면에 배치되는 제1 베터리 트레이(210) 하면에는 제2 베터리 트레이(220)가 다시 배치될 수 있다.
이때, 제1 베터리 트레이(210)과 제2 베터리 트레이(220)는 서로 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 베터리 트레이(210)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 베터리 트레이(210)는 외부에 공간이 형성되는 제1 트레이 하우징(211)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 트레이 하우징(211)은 복수개의 플레이트로 형성될 수 있다. 특히 복수개의 플레이트는 일체로 형성, 볼트, 나사 등으로 결합 또는 용접 등을 통하여 결합할 수 있다.
상기와 같은 제1 트레이 하우징(211) 내부에는 상기에서 설명한 제1 단위 전지 팩(212)이 삽입될 수 있다. 이때, 제1 단위 전지 팩(212)은 일차전지 또는 이차전지 등의 다양한 형태의 베터리일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 단위 전지 팩(212)은 이차전지인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 단위 전지 팩(212)은 복수개 구비되어 제1 트레이 하우징(211) 내부에 삽입될 수 있으며, 별도의 제1 버스바(미도시)를 통하여 서로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 버스바는 복수개 구비될 수 있으며, 제1 트레이 하우징(211)의 양단 측에 배치되는 상기 제1 버스바는 제1 베터리 트레이(200)의 제1 전원 단자(미표기) 역할을 수행할 수 있다.
상기 제1 전원 단자는 제1 트레이 하우징(211)의 일단으로부터 돌출되도록 배치되는 제1 양극 단자(213)와 제1 트레이 하우징(211)의 타단으로부터 돌출되도록 배치되는 제1 음극 단자(214)를 구비할 수 있다.
랙 하우징 조립체(100)는 랙 하우징(110), 랙 선반(120)을 포함할 수 있다. 이때, 랙 하우징(110)은 내부에 공간이 형성되며, 외력을 지지하는 지지 프레임(111)을 포함할 수 있다. 랙 하우징(110)의 상부를 형성하며, 횡 방향(수평 방향,Z3)으로 연장되는 커버 프레임(112) 및 받침대 프레임(113)을 포함하고, 커버 프레임(112) 및 받침대 프레임(113) 사이에서 종 방향(수직방향, Z1)으로 연장되는 측부 프레임(114)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 프레임 부재(112,113,114)는, 랙 하우징(110)의 외관을 형성할 수 있으며, 전체적으로 대략 육면체 형상의 외관을 형성할 수 있다. 구체적으로 지지 프레임(111)은 복수개의 프레임으로 형성되어 내부에 공간을 유지할 수 있으며, 외력 등을 견디도록 설계될 수 있다.
또한, 받침대 프레임(113) 및 커버 프레임(112)은 랙 하우징(110)의 상하부에서 횡 방향(수평방향, Z3)으로 연장되며, 측부 프레임(114)은 받침대 프레임(113)과 커버 프레임(112) 사이에서 이들을 연결하도록 종 방향(수직방향, Z1)으로 연장된다. 측부 프레임(114)은 베터리 트레이(200)가 수납되는 수납 공간(G)들의 측면을 가로질러 종 방향(수직방향, Z1)으로 연장될 수 있으며, 종 방향(Z1)을 따르는 일 열의 수납 공간(G)을 구획한다. 종 방향(Z1)을 따르는 일 열의 수납 공간(G)과 이웃한 열의 수납 공간(G) 사이에는 측부 프레임(114)이 개재되어 이들을 구획할 수 있다. 이때, 수납 공간(G)은 상기에 한정되는 것은 아니며, 하나의 열로만 형성되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 수납 공간(G)이 하나의 열로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 받침대 프레임(113), 커버 프레임(112) 및 측부 프레임(114)은 서로 개별화된 부재로 형성된 후, 지지 프레임(111)에 결합함으로써 랙 하우징(110)의 골격을 형성할 수 있다. 이때, 받침대 프레임(113) 및 커버 프레임(112)과, 측부 프레임(114), 지지 프레임(111) 간의 결합에 관하여, 용접과 같은 영구적인 결합 방식에 의해 서로에 대해 결합되거나, 나사 결합과 같은 기계적인 결합 방식을 통하여 해제 가능하게 체결될 수도 있다.
대안으로, 랙 하우징(110)의 골격은 일체적으로 형성될 수 있으며, 받침대 프레임(113), 커버 프레임(112) 및 측부 프레임(114)은 대략 플레이트 형상의 판재를 수직으로 절곡시키는 절곡 작업을 수회 반복하여 형성될 수 있고, 최종적으로 판재를 지지 프레임(111)과 결합시킴으로써 랙 하우징(110)의 골격을 형성할 수도 있다.
받침대 프레임(113)과 커버 프레임(112)은 한 쌍의 장변부와 한 쌍의 단변부를 갖는 대략 직사각형의 장방형으로 형성될 수 있다. 받침대 프레임(113)과 커버 프레임(112)은 각각 랙 하우징(110)의 상부와 하부를 형성할 수 있다.
받침대 프레임(113)은 외부충격으로부터 랙 하우징(110)에 수납된 베터리 트레이(200)를 보호하고, 운송작업의 편리를 제공하기 위해 운송장비의 거치대 기능을 수행할 수 있으며, 받침대 프레임(113)의 저부에는 운송장비의 포크가 삽입될 수 있는 포크 삽입부(미도시)가 마련될 수 있다. 받침대 프레임(113)의 전부 또는 일부는 내진동 설계를 위해 비금속 계열로 형성될 수 있다. 받침대 프레임(113)은 랙 하우징(110)을 직립 자세로 지지하기 위한 다수의 레그 부재(113a)를 포함할 수 있다. 레그 부재(113a)는 받침대 프레임(113)의 일부를 구성하며, 예를 들어, 바닥면(미도시)으로부터 랙 하우징(110)을 지지해주는 기능을 하며, 상기 바닥면과의 접촉을 형성하는 한도에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 커버 프레임(112)의 상부에는 랙 하우징(110)에 수납된 다수의 베터리 트레이(200)를 총괄적으로 제어하기 위한 시스템 BMS와 같은 회로구성이 설치될 수 있다.
랙 선반(120)은 베터리 트레이(200)의 수납 공간(G)을 제공하기 위하여, 랙 하우징(110)의 종 방향(수직방향, Z1)을 따라 대체로 일정한 등 간격으로 배치될 수 있다. 랙 선반(120)은 랙 하우징(110)의 내벽, 예를 들어, 측부 프레임(114)의 내벽 또는 지지 프레임(111)에 설치될 수 있으며, 나사 결합 같은 기계적인 결합방식에 의해 랙 하우징(110)의 내부에 고정될 수 있다. 예를 들어, 랙 선반(120)의 양측에는 플랜지부가 마련되어 있고, 상기 플랜지부를 관통하여 측부 프레임(114)에 삽입되는 볼트, 나사 등과 같은 결합 부재에 의해 랙 선반(120)이 랙 하우징(110)에 고정될 수 있다. 랙 선반(120)는 베터리 트레이(200)를 떠받쳐 지지해주는 기능을 하고, 종 방향(Z1)으로 배열되는 다수의 베터리 트레이(200) 사이에서 수납 공간(G)을 구획한다.
도시된 바와 같이, 상기 수납 공간(G)의 전방은 외부를 향하여 개방되어 있는 오프닝(opening)을 형성하고, 오프닝(opening)을 통하여 끼워지는 베터리 트레이(200)는, 수납 공간(G)을 구획하는 랙 선반(120) 및 프레임 부재(112,113,114)에 의해 가이드 되며, 랙 선반(120) 상을 슬라이딩하며 랙 선반(120) 상에 안착될 수 있다. 랙 하우징(110)은 전방으로는 베터리 트레이(200)의 장착을 허용하도록 전방을 향하여 개구된 오프닝(opening)이 형성되고, 후방으로는 베터리 트레이(200)와의 전기적인 연결을 위한 백 회로보드(미도시)가 설치되어 있다. 따라서, 랙 하우징(110) 전방을 통하여 끼워지는 베터리 트레이(200)는 수납 공간(G)의 후방에 마련된 백 회로보드(미도시) 위치까지 슬라이딩 방식으로 끼워질 수 있으며, 백 회로보드(미도시) 위치에서 백 회로보드(미도시)와 전기적인 결합을 형성함으로써 결합 위치가 결정될 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 랙 하우징(110)의 전방에 형성된 오프닝(opening)에는 베터리 트레이(200)의 이탈을 규제하기 위한 적정의 규제수단, 예를 들어, 규제 바(미도시) 등이 설치될 수 있다.
한편, 랙 하우징(110)에는 일군의 베터리 트레이(200)가 종 방향(Z1)을 따라 적어도 한 개 이상의 열을 이루어 배열될 수 있다.
랙 하우징(110)에는 베터리 트레이(200)의 방열을 위하여 공랭식 방열 구조가 적용될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 베터리 트레이(200)의 일 측, 예를 들어, 베터리 트레이(200)의 상면에는 저온의 외기를 내부로 유입하기 위한 제1 벤트 홀(미표기)이 형성될 수 있고, 상기 제1 밴트 홀의 내부 또는 외부에는 냉각 팬(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 냉각 팬은 저온의 외기를 베터리 트레이(200) 내부로 강제 유입시키기 위한 냉각 수단으로, 냉각 팬(미도시)을 통하여 강제 유입된 저온의 외기는 베터리 트레이(200)의 내부를 경유하면서 열 전달을 통하여 고온으로 전환된 후, 공기의 흐름을 따라 외부로 배기될 수 있다.
상기의 경우 이외에도 상기 냉각 팬은 베터리 트레이(200)의 전면에 설치될 수 있고, 상기 냉각 팬에 의한 공기의 흐름은 랙 하우징(110)의 오프닝(opening)과 베터리 트레이(200)의 상기 제1 벤트 홀을 통하여 베터리 트레이(200)의 내부로 유입될 수 있다. 전후방으로 강제되는 공기의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 베터리 트레이(200)의 전면과 배면 측에는 각각 상기 제1 벤트 홀이 형성될 수 있다. 다만, 상기 냉각 팬의 위치는 예시된 바에 의해 한정되지 않는다.
랙 하우징(110)의 전면에는 오프닝(opening)이 형성되므로, 유동저항 없이, 저온의 외기가 랙 하우징(110)의 내부로 원활하게 유입될 수 있다. 한편, 랙 하우징(110)의 배면에는 베터리 트레이(200)와의 전기 접속을 위한 백 회로보드(미도시)가 마련되는데, 상기 백 회로보드는 랙 하우징(110)의 배면에서 소정의 개방공간(미도시)을 형성하므로, 공기의 배출이 원활하게 이루어질 수 있다. 즉, 상기 백 회로보드는 랙 하우징(110)의 배면을 완전히 폐쇄하지 않고 부분적으로 상기 개방공간을 형성하게 되므로, 상기 백 회로보드와 랙 선반(120) 사이에는 소정의 개방공간이 형성될 수 있다.
베터리 트레이(200)를 지지해주는 랙 선반(120)에는 다수의 제2 벤트 홀(미도시)이 형성될 수 있다. 랙 하우징(110)의 내부에 축적된 열기는 부력의 작용에 따라 상승하는 유동을 형성할 수 있다. 이때, 랙 선반(120)의 상기 제2 벤트 홀을 통하여 상승하는 열적 흐름이 생성될 수 있으며, 베터리 트레이(200)의 상기 제1 벤트 홀을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
상기와 같은 랙 선반(120)은 랙 하우징(110)의 내부 공간을 구획할 수 있다. 이때, 랙 선반(120)은 복수개 구비될 수 있으며 복수개의 랙 선반(120)은 상기에서 설명한 바와 같이 종 방향(Z1)으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
랙 선반(120)은 중심을 기준으로 비대칭적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 랙 선반(120)은 중심(C)으로부터 랙 선반(120)의 타단까지의 제1 거리(S1)는 중심(C)으로부터 랙 선반(120)의 일단까지의 제2 거리(S2)보다 작게 형성될 수 있다.
이때, 제1 거리(S1)는 베터리 트레이(200)의 중심으로부터 각 베터리 트레이(200)의 상기 전원 단자의 끝단까지의 거리(S4)와 동일할 수 있다. 예를 들면, 제1 거리(S1)는 베터리 트레이(200)의 중심(C)으로부터 각 베터리 트레이(200)의 양극 단자(214,224) 또는 음극 단자(213,223)까지의 거리(S4)와 동일할 수 있다.
반면, 제2 거리(S2)는 베터리 트레이(200)의 중심으로부터 각 베터리 트레이(200)의 상기 전원 단자의 끝단까지의 거리(S4)보다 작게 형성될 수 있다.
상기와 같은 랙 선반(120)의 길이는 베터리 트레이(200)의 양극 단자(214,224)의 끝단과 음극 단자(213,223)의 끝단 사이의 거리보다 작게 형성될 수 있다.
복수개의 랙 선반(120)은 제1 랙 선반(121) 및 제2 랙 선반(122)을 구비할 수 있다. 이때, 제1 랙 선반(121) 및 제2 랙 선반(122)은 서로 교번하여 적층되도록 랙 하우징(110)에 설치될 수 있다. 즉, 제1 랙 선반(121) 및 제2 랙 선반(122)은 종 방향(Z1, 예를 들면 랙 하우징의 장축 방향)으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 특히 제1 랙 선반(121)은 제2 랙 선반(122)보다 높은 위치에 설치될 수 있으며, 제2 랙 선반(122)의 하측에는 다시 제1 랙 선반(121)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 랙 선반(121)의 하측에는 다시 제2 랙 선반(122)이 배치될 수 있으며, 제1 랙 선반(121)과 제2 랙 선반(122)은 반복적으로 상기와 같은 위치를 형성하도록 랙 하우징(110)에 설치될 수 있다.
상기와 같은 제1 랙 선반(121)과 제2 랙 선반(122)은 서로 일부분이 겹치도록 배치될 수 있다. 특히 제1 랙 선반(121)과 제2 랙 선반(122)은 일부분이 겹치도록 배치될 수 있다. 구체적으로 제1 랙 선반(121)의 일단(P1)은 제2 랙 선반(122)의 일단(P2)보다 도출되도록 제1 랙 선반(121) 및 제2 랙 선반(122)은 배치될 수 있다. 또한, 제1 랙 선반(121)의 타단(P3)은 제2 랙 선반(122)의 타단(P4)보다 인입되도록 제1 랙 선반(121) 및 제2 랙 선반(122)이 랙 하우징(110)에 설치될 수 있다.
버스부재(300)는 적층되는 베터리 트레이(200)를 직렬로 연결할 수 있다. 이때, 버스부재(300)는 복수개 구비될 수 있다. 특히 복수개의 버스부재(300)는 적층되는 베터리 트레이(200)의 일단에 배치되며, 적층되는 베터리 트레이(200)를 서로 전기적으로 연결하는 제1 버스부재(310)를 구비할 수 있다. 또한, 복수개의 버스부재(300)는 베터리 트레이(200)를 중심으로 제1 버스부재(310)와 반대편에 배치되어 적층되는 베터리 트레이(200)의 타단에 연결되는 제2 버스부재(320)를 구비할 수 있다.
구체적으로 제1 버스부재(310)는 제1 베터리 트레이(210)의 제1 양극 단자(213)와 제2 베터리 트레이(220)의 제2 음극 단자(224)를 연결하며, 제2 버스부재(320)는 제2 베터리 트레이(220)의 제2 양극 단자(223)와 제2 베터리 트레이(220)의 하면에 배치되는 제1 베터리 트레이(210)의 제1 음극 단자(214)를 연결할 수 있다. 이때, 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)는 서로 교번하도록 설치되어 적층되는 베터리 트레이(200)를 직렬로 연결할 수 있다.
전류차단기(400)는 복수개의 버스부재(300) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 이때, 전류차단기(400)는 버스부재(300)에 과전류가 통전하는 경우 버스부재(300)를 단락시킴으로써 전력저장장치(10)가 오작동하거나 고장나는 것을 방지할 수 있다.
상기에서 설명한 전력저장장치(10)를 설치하거나 제조하는 과정 중 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)가 서로 동일한 선상에 배치될 수 있다. 이때, 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)가 서로 접촉하거나 외부의 이물질 등에 의하여 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)가 서로 접촉하는 경우 과전류가 통전됨으로써 쇼트(Short)가 발생함으로써 화재 등의 위험이 발생할 수 있다. 따라서 이와 같은 문제를 예방하기 위하여 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)를 서로 상이한 곳에 설치하여야 한다.
구체적으로 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)는 베터리 트레이(200)를 중심으로 서로 대향하도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 제1 버스부재(310)가 베터리 트레이(200)의 일단에 설치되는 경우 제2 버스부재(320)는 베터리 트레이(200)의 타단에 설치될 수 있다. 반대로 제1 버스부재(310)가 베터리 트레이(200)의 타단에 설치되는 경우 제2 버스부재(320)는 베터리 트레이(200)의 일단에 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 버스부재(310)가 베터리 트레이(200)의 일단에 설치되며, 제2 버스부재(320)는 베터리 트레이(200)의 타단에 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 설치되는 경우 제1 버스부재(310)는 랙 하우징(110)의 전면인 오프닝(Opening)에 설치될 수 있다. 반면, 제2 버스부재(320)는 랙 하우징(110)의 후면에 설치될 수 있다.
상기와 같이 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)는 서로 상이한 높이에 배치될 수 있다. 구체적으로 제1 버스부재(310)는 제2 버스부재(320)보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
한편, 상기와 같이 전력저장장치(10)를 조립하거나 설치하는 공정 상에서 제1 랙 선반(121) 및 제2 랙 선반(122) 중 적어도 하나는 제1 버스부재(310) 및 제2 버스부재(320)의 정확한 위치를 결정할 수 있다.
예를 들면, 전력저장장치(10)를 외부에 설치하는 경우 랙 하우징 조립체(100)를 외부 시설물이나 지면 등에 고정시킬 수 있다. 이후 베터리 트레이(200)를 랙 하우징(110)에 삽입할 수 있다. 이때, 각 베터리 트레이(200)는 각 랙 선반(120)에 설치될 수 있다.
구체적으로 제1 베터리 트레이(210)는 제1 랙 선반(121)에 설치되며, 제1 베터리 트레이(210) 하면에 배치되는 제2 베터리 트레이(220)는 제2 랙 선반(122)에 설치될 수 있다. 또한, 제2 베터리 트레이(220)의 하면에 배치되는 제1 베터리 트레이(210)는 제2 랙 선반(122)의 하면에 배치되는 제1 랙 선반(121)에 각각 설치될 수 있다. 이때, 제1 베터리 트레이(210)와 제2 베터리 트레이(220)는 서로 교번하여 반복적으로 설치될 수 있다.
상기와 같이 설치 된 후 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)를 설치할 수 있다. 이때, 제1 버스부재(310)는 상기에서 설명한 바와 같이 제1 랙 선반(121)의 타측에 설치될 수 있다. 또한, 제2 버스부재(320)는 제1 랙 선반(121)의 일측 및 제2 랙 선반(122)의 일측에 설치될 수 있다.
상기와 같이 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)가 설치되는 경우 제1 버스부재(310)와 제2 버스부재(320)는 각각 제1 랙 선반(121) 및 제2 버스부재(320)와 겹치도록 배치되지 않으므로 용이하게 설치가 가능할 수 있다.
반면, 제1 버스부재(310)를 제1 랙 선반(121)의 일측에 설치하거나 제2 버스부재(320)를 제1 랙 선반(121)의 타측 및 제2 랙 선반(122)의 타측에 설치하는 경우 제1 버스부재(310) 또는 제2 버스부재(320)는 각각 제1 랙 선반(121) 또는 제2 랙 선반(122)에 걸림으로써 설치가 불가능할 수 있다.
구체적으로 제1 버스부재(310)를 제1 랙 선반(121)의 일측에 설치하는 경우 제1 버스부재(310)는 제1 음극 단자(214)와 제2 베터리 트레이(220)의 제2 양극 단자(223)와 연결될 수 있다. 이때, 제1 버스부재(310)는 제 1 음극 단자(214)의 끝단과 제2 양극 단자(223)의 끝단을 잇는 직선 보다 내측에 배치될 수 있다. 그러나 제1 랙 선반(121)의 제2 거리(S2)는 제1 베터리 트레이(210)의 중심으로부터 제1 음극 단자(214)의 끝단까지의 거리와 동일하므로 제1 버스부재(310)의 위치는 제1 거리(S1) 사이에 위치할 수 있다. 따라서 제1 버스부재(310)는 물리적으로 설치가 불가능하며, 이를 설치하기 위하여는 제1 버스부재(310)를 변형시켜야 가능하다.
따라서 랙 하우징 조립체(100) 및 전력저장장치(10)는 적층되는 베터리 트레이(200)를 서로 연결하는 경우 버스부재(300)가 서로 일직선으로 나란히 배치되어 서로 접촉함으로써 발생할 수 있는 쇼트를 예방할 수 있다.
뿐만 아니라 랙 하우징 조립체(100) 및 전력저장장치(10)는 조립 시 버스부재(300)의 위치가 어긋난 경우 조립자가 알 수 있으므로 버스부재(300)의 오조립을 방지할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: 전력저장장치
100: 랙 하우징 조립체
110: 랙 하우징
120: 랙 선반
200: 베터리 트레이
210: 제1 베터리 트레이
220: 제2 베터리 트레이
300: 버스부재
400: 전류차단기

Claims (19)

  1. 복수개의 베터리 트레이를 수용하도록 전방이 개구된 다수의 수납 공간을 한정하는 랙 하우징; 및
    상기 랙 하우징의 내부에 설치되어 상기 각 베터리 트레이가 설치되며, 다수의 수납 공간을 구획하는 랙 선반;을 포함하고,
    상기 랙 선반은 베터리 트레이의 적층 방향을 따라 서로 교번되게 반복적으로 적층된 제1, 제2 베터리 트레이를 각각 지지하도록 상기 적층 방향을 따라 교번되게 반복적으로 적층된 제1, 제2 랙 선반을 포함하고,
    상기 적층 방향을 따라 서로 이웃한 제1, 제2 베터리 트레이를 직렬로 연결하는 버스부재의 위치가 잘못된 경우 상기 버스부재는 상기 랙 선반에 걸리도록,
    상기 제1, 제2 랙 선반은 상기 적층 방향과 교차하는 횡 방향을 따라 각각 전방 및 후방으로 치우치게 배치되는 랙 하우징 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 랙 선반은 일부분이 서로 겹쳐지도록 배치되는 랙 하우징 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 랙 선반의 일단은 상기 제2 랙 선반의 일단보다 돌출되며, 상기 제1 랙 선반의 타단은 상기 제2 랙 선반의 타단보다 인입되도록 상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반이 상기 랙 하우징에 설치되는 랙 하우징 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 버스 부재는 상기 제1 랙 선반의 타단측 또는 상기 제2 랙 선반의 일단측에 배치되는 랙 하우징 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반은 서로 교번하여 상기 랙 하우징의 장축방향으로 상기 랙 하우징에 설치되는 랙 하우징 조립체.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 랙 선반의 일단 및 상기 제2 랙 선반의 타단 중 적어도 하나는 상기 베터리 트레이의 전원 단자의 끝단과 동일하게 배치되는 랙 하우징 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 랙 선반은 중심을 기준으로 비대칭적으로 형성되는 랙 하우징 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 랙 선반의 길이는 상기 베터리 트레이의 양쪽 전원 단자 사이의 거리보다 작게 형성되는 랙 하우징 조립체.
  9. 전원 단자가 양측에 형성되는 복수개의 베터리 트레이로서, 서로 교번되도록 반복적으로 적층된 제1, 제2 베터리 트레이를 포함하는 복수개의 베터리 트레이;
    복수개의 상기 베터리 트레이가 수용되도록 전방이 개구된 수납 공간을 한정하는 랙 하우징;
    상기 랙 하우징에 설치되어 복수개의 상기 베터리 트레이가 각각 수납되도록 수납 공간을 복수개로 구분하는 랙 선반으로서, 상기 랙 선반은 제1, 제2 베터리 트레이를 각각 지지하도록 제1, 제2 베터리 트레이의 적층 방향을 따라 교번되게 반복적으로 적층된 제1, 제2 랙 선반을 포함하며, 제1, 제2 랙 선반은 상기 적층 방향과 교차하는 횡 방향을 따라 각각 전방 및 후방으로 치우치게 배치된 랙 선반;
    상기 적층 방향을 따라 서로 이웃한 제1, 제2 베터리 트레이의 전원 단자를 연결하는 버스부재;를 포함하는 전력저장장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    인접하는 베터리 트레이 사이를 연결하는 상기 버스부재는 복수개 구비되며,
    상기 복수개의 버스부재는,
    상기 베터리 트레이의 일단에 배치되며, 적층되는 베터리 트레이를 서로 전기적으로 연결하는 제1 버스부재; 및
    상기 베터리 트레이를 중심으로 제1 버스부재(310)와 반대편에 배치되어 적층되는 베터리 트레이의 타단에 연결되는 제2 버스부재;를 포함하는 전력저장장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제1 버스부재(310) 및 제2 버스부재(320)는 서로 교번하여 적층된 복수개의 상기 베터리 트레이를 직렬로 연결하는 전력저장장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 랙 선반은 일부분이 서로 겹쳐지도록 배치되는 전력저장장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 랙 선반의 일단은 상기 제2 랙 선반의 일단보다 돌출되며, 상기 제1 랙 선반의 타단은 상기 제2 랙 선반의 타단보다 인입되도록 상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반이 상기 랙 하우징에 설치되는 전력저장장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 버스부재는 상기 제1 랙 선반의 타단측 또는 상기 제2 랙 선반의 일단측에 배치되는 전력저장장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 랙 선반과 상기 제2 랙 선반은 서로 교번하여 상기 랙 하우징에 장축방향으로 상기 랙 하우징에 설치되는 전력저장장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 랙 선반의 일단 및 상기 제2 랙 선반의 타단 중 적어도 하나는 상기 베터리 트레이의 전원 단자의 끝단과 동일하게 배치되는 전력저장장치.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 버스부재에 설치되는 전류차단기;를 더 포함하는 전력저장장치.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 버스부재는 상기 랙 선반의 일단측 또는 타단측에 배치되는 전력저장장치.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 랙 선반은 인접하는 상기 버스부재의 쇼트를 방지하는 전력저장장치.
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