KR102360951B1 - 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 배터리 랙은 바닥면을 형성하는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 결합되고 높이 방향으로 연장되어 상기 배터리 모듈들의 양쪽 측면부를 지지할 벽체를 형성하는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임의 상단부에 결합되어 천장을 형성하는 탑 플레이트를 포함하며, 상기 탑 플레이트 및 베이스 플레이트 중 적어도 어느 하나는 비드를 구비한 판상체 형상으로 마련될 수 있다.

Description

배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치{BATTERY RACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE BATTERY RACK}
본 발명은 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내진 성능이 강화된 배터리 랙과 이를 포함하는 전력 저장 장치에 관한 것이다.
이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
이러한 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기차량(EV, Electric Vehicle), 전력 저장 장치(ESS, Energy Storage System) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
특히, 전력 저장 장치는 평상시 전력을 저장해 두었다가 정전이나 전력부족 등 전력이 필요한 시기에 공급하는 시스템으로서, 적정 동작전압 및 충전 용량이 확보되도록 이차 전지가 다수 집적된 구조를 갖는다.
일반적으로, 전력 저장 장치는 전력실 등에 구비되어 있는 플로어(floor) 상에 놓여지는 타워형의 배터리 랙에 다수의 배터리들이 소정의 열을 이루며 적재된 형태로 제공된다. 종래 배터리 랙들에 관한 실시 예들은 대한민국 등록특허 KR 10-1278506 B1과 대한민국 공개특허 KR 10-2015-0113688 A 등에 개시되어 있다.
한편, 최근 전력 저장 장치가 널리 보급되면서 일정 수준이상의 발화 방지 성능과 내진 성능 등이 전력 저장 장치에 필수적으로 갖추어 질 것이 요구되고 있다.
그런데 종래 전력 저장 장치의 발화 방지 성능과 관련해서는 당업계에서 활발화하게 연구 개발된 결과, 다양한 발화 방지 방법과 해결수단이 공개되어 있으나, 상대적으로 내진 성능 확보 방안과 관련해서는 그 해결 방안과 수단이 미흡한 실정이다.
예컨대 기존의 전력 저장 장치의 내진 성능 강화 방법을 살펴보면, 배터리 랙을 구성하는 프레임을 강도가 높은 금속 합금 소재로 제작하거나 그 두께를 늘리는 방식이 대다수이다. 그러나 이 경우 배터리 랙의 무게가 증가하고 생산 비용면에서도 경제적이지 못한 단점이 있다. 상기 대안으로 배터리 랙에 강도 보강재를 덧대는 방안도 있으나 이는 공간 효율성 면에서 마이너스 요인으로 작용하고 비용면에서도 경제적이 못한 것은 마찬가지이다.
따라서 별개 소재 사용과 중량을 줄이거나 유지하면서 전력 저장 장치의 내진 성능을 강화할 수 있는 새로 방안이 요청되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1568276호. 2015.11.11. 주식회사 태산하이텍
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 기존의 배터리 랙대비 중량을 줄이거나 유지하면서도 내진 성능을 강화할 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 랙은 바닥면을 형성하는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 결합되고 높이 방향으로 연장되어 상기 배터리 모듈들의 양쪽 측면부를 지지할 벽체를 형성하는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임의 최상단부에 결합되어 천장을 형성하는 탑 플레이트를 포함하며, 상기 탑 플레이트 및 베이스 플레이트 중 적어도 어느 하나는 비드를 구비한 판상체 형상으로 마련될 수 있다.
상기 탑 플레이트와 상기 베이스 플레이트는 직사각 판형이고, 상기 비드는 상기 사각 판형 면적 전체를 가로지르는 X자형으로 형성될 수 있다.
상기 메인 프레임은, 상기 배터리 모듈들의 너비만큼 상호 이격 배치되는 한 쌍의 제1 메인 프레임과 제2 메인 프레임을 포함하고, 상기 제1 메인 프레임과 상기 제2 메인 프레임은 각각, 상기 베이스 플레이트에서 길이 방향으로 상호 이격 배치되고 각각 높이 방향으로 연장되는 한 쌍의 버티컬 빔; 및 상기 한 쌍의 버티컬 빔에 높이 방향을 따라 등 간격으로 결합되고 상기 배터리 모듈의 저면 모서리 영역을 떠받힐 수 있게 마련되는 복수 개의 가이드 빔들을 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트와 상기 탑 플레이트는 사각 판형으로 코너 영역에 다른 부분보다 폭 방향으로 더 돌출 형성된 측방 돌출부를 구비하고, 상기 버티컬 빔은 횡단면이 "ㄹ" 형상으로 마련되어 상기 측방 돌출부를 감싸는 형태로 상기 베이스 플레이트와 상기 탑 플레이트에 양단부가 결합될 수 있다.
상기 제1 및 제2 메인 프레임에서 상기 버티컬 빔들 중 적어도 하나에 월 마운트 부재가 더 결합될 수 있다.
상기 월 마운트 부재는 "ㄷ" 자형으로 상기 버티컬 빔과 상기 측방 돌출부에 일체로 결합될 수 있다.
상기 월 마운트 부재는 벽면에 대해 상기 메인 프레임을 탄성적으로 지지할 수 있게 탄성체를 구비할 수 있다.
상기 월 마운트 부재는, 상기 탄성체에 해당하는 스프링; 상기 스프링의 일단부에 결합되고 내측에 나사산이 형성되어 있는 랙 고정부;와 상기 스프링의 타단부에 결합되고 벽면에 스크류 결합될 수 있는 체결수단을 구비한 벽면 고정부를 포함하며, 상기 버티컬 빔은 일측에 상기 랙 고정부와 스크류 결합하는 월 마운트 체결부를 더 구비할 수 있다.
상기 월 마운트 부재에서 상기 랙 고정부와 상기 벽면 고정부는 상기 스프링에 대해 상대 회전 가능하게 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 배터리 랙 및 상기 배터리 랙 내에 다단으로 적재되는 복수 개의 배터리 모듈을 포함하는 전력 저장 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기존의 배터리 랙 대비 중량이 증가하지 않으면서도 내진 성능이 강화된 배터리 랙 및 이러한 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치가 제공될 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 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 사시도이다.
도 3은 도 1의 탑 플레이트를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 부분 확대도이다.
도 5는 도 4에 대응하는 도면으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 월 마운트 부재를 채용한 배터리 랙의 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 월 마운트 부재의 설치 예를 설명하기 위한 단면도들이다.
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 아니 되며, 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 일부 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.
이하에서 설명하는 전력 저장 장치는, 태양광 또는 발전소 등에서 과잉 생산된 전력을 저장하거나 또는 전력 피크 시 이를 송전하는 장치일 수 있다. 상기 전력 저장 장치는 에너지원으로서, 물리적 에너지 또는 화학적 에너지를 이용할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 화학적 에너지원으로서, 이차 전지를 이용하는 것으로 한정하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 결합 사시도, 도 3은 도 1의 탑 플레이트를 도시한 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치는 배터리 모듈(100)들과 상기 배터리 모듈(100)들을 층상으로 적재시킬 수 있게 마련된 배터리 랙(200)을 포함한다.
배터리 모듈(100)들은, 도면의 편의상 자세히 도시하지 않았으나, 각각 배터리 셀 및 모듈 케이스를 포함한다.
배터리 셀은 이차 전지로서, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 마련될 수 있으며, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 및 원통형 이차 전지 중 어떠한 것이 채용되어도 좋다. 본 실시예는 적층이 용이하고 에너지 밀도를 높이기 쉬운 파우치형 이차 전지들을 모듈 케이스에 수납한 배터리 모듈이다.
상기 모듈 케이스는 외부 충격으로부터 배터리 셀들을 보호할 수 있도록 기계적 강성이 좋은 금속 재질로 마련될 수 있으며, 공기 유입부 및 공기 배출부가 구비될 수 있다. 예컨대, 공기 유입부는 모듈 케이스의 전방 일측에 마련될 수 있으며, 상기 공기 유입부를 통해 외부 공기가 모듈 케이스 내부로 안내되어 배터리 셀들을 냉각시킬 수 있다. 공기 배출부는 모듈 케이스의 후방 일측에 마련될 수 있으며, 상기 공기 배출부를 통해 모듈 케이스 내부에서 더운 공기와 열기가 외부로 배출될 수 있다.
상기 공기 유입부 및 공기 배출부는 모듈 케이스에 복수 개의 타공홀을 형성함으로써 구현될 수 있고 이들 공기 유입부 또는 공기 배출부 중 적어도 어느 한 곳에 팬을 장착하여 외부 공기를 모듈 케이스 내외로 강제 유입 및 유출시킬 수 있다.
상기 배터리 모듈(100)들은, 도 2에 도시한 바와 같이, 타워형으로 제공되는 배터리 랙(200)에 다단으로 적재될 수 있다. 배터리 랙(200)은 배터리 모듈(100)을 안전하게 수납하여 보관하기 위한 구조물이라 할 수 있다.
한편, 본 발명의 배터리 랙(200)의 경우, 비드(240)를 비롯한 내진 성능 확보에 유리한 기하학적 구조를 적용함으로써 배터리 랙(200)의 두께를 증가시키지 않고도 충분한 내진 성능을 확보할 수 있게 구성되어 있어, 동일한 수준의 내진 성능을 갖는 기존의 다른 배터리 랙(200)보다 전체 중량이 적게 나가고 이에 따라 그 운반과 설치가 수월해질 수 있고 자재비용을 절감할 수 있다.
이하에서 이러한 배터리 랙(200)의 구성을 살펴보면, 배터리 랙(200)은, 베이스 플레이트(210), 메인 프레임(220), 탑 플레이트(230), 그리고 월 마운트 부재(250)를 포함한다.
베이스 플레이트(210)는 배터리 랙(200)의 바닥면을 형성하는 부분으로 대략 배터리 모듈(100)보다 큰 면적을 갖는 판상체일 수 있다. 상기 베이스 플레이트(210)는 배터리 모듈(100)들과 배터리 랙(200)의 하중을 지지하는 역할을 하므로 강성 확보를 위해 금속 판형이고 그 판면에 비드(240)가 적용된다. 상기 비드(240)는 X 자형이 바람직하다. X 자형 비드(240)에 관한 추가 설명은 후술하기로 한다.
메인 프레임(220)은 베이스 플레이트(210)에 결합되고 높이 방향으로 연장되어 배터리 모듈(100)들의 양쪽 측면부를 지지할 벽체를 형성한다. 배터리 랙(200)의 내부 공간은 상기 메인 프레임(220)으로 한정될 수 있다.
상기 메인 프레임(220)은 상호 이격되어 상기 베이스 플레이트(210)의 양쪽 사이드, 다시 말하면 베이스 플레이트(210)의 장변 2곳에 배치되는 제1 메인 프레임(220a)과 제2 메인 프레임(220b)을 포함한다. 상기 제1 메인 프레임(220a)과 제2 메인 프레임(220b) 사이의 거리는 배터리 모듈(100)의 너비에 대응한다. 배터리 모듈(100)들은, 도 2와 같이, 이러한 제1 메인 프레임(220a)과 제2 메인 프레임(220b) 사이에 끼워 넣어지고 양쪽 측면부가 지지된 상태로 적층될 수 있다.
더 구체적으로 말하면, 상기 제1 메인 프레임(220a)과 제2 메인 프레임(220b)은, 상기 베이스 플레이트(210)에서 길이 방향으로 상호 이격 배치되고 각각 높이 방향으로 연장되는 한 쌍의 버티컬 빔(221)과 상기 한 쌍의 버티컬 빔(221)에 높이 방향을 따라 등 간격으로 결합되고 상기 배터리 모듈(100)의 저면 모서리 영역을 떠받힐 수 있게 마련되는 복수 개의 가이드 빔(223)들을 포함한다.
상기 가이드 빔(223)들은 대략 단면이 "L" 형으로 일면은 한 쌍의 버티컬 빔(221)에 결합되고 타면으로 배터리 모듈(100)의 저면 모서리 영역을 지지한다. 상기 복수 개의 가이드 빔(223)들의 간격은 배터리 모듈(100)의 두께에 대응한다. 이러한 가이드 빔(223)들 사이 사이에 배터리 모듈(100)들이 하나씩 끼워 넣어져 층상으로 배치될 수 있다.
탑 플레이트(230)는 상기 메인 프레임(220)의 최상단부에 결합되어 배터리 모듈(100)들의 상부 공간을 커버하는 배터리 랙(200)의 천장을 형성하는 구성 요소이다. 특히, 본 실시예의 탑 플레이트(230)는 베이스 플레이트(210)와 마찬가지로 내진 성능 강화를 위해 판면에 비드(240)를 구비한다.
상술한 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230) 상의 비드(240)는 X 자형이다. 다시 말하면, 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230)는 직사각 판면을 가지며, 비드(240)는 상기 직사각 판면 면적 전체를 가로지르는 X 자형으로 형성될 수 있다. 물론 비드(240)의 형상은 원형, 타원형, 허니콤형 등 다양한 패턴으로 형성될 수도 있을 것이다. 그러나 본 실시예와 같이 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230) 상의 비드(240)는 X 자형이 가장 바람직하다.
이에 대해 부연하면, 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230)는 제1 메인 프레임(220a)과 제2 메인 프레임(220b)의 간격이 일정하게 이들을 지탱시켜 주는 구조체라 할 수 있다. 이러한 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230)가 진동이나 충격으로 변형되면, 이들 사이에 연결되어 있는 제1 메인 프레임(220a)과 제2 메인 프레임(220b)도 당연히 뒤틀리게 된다. 이러한 관점에서 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230)의 구조적 강성 여부가 배터리 랙(200)의 내진 성능에 미치는 영향이 크다고 볼 수 있다.
배터리 랙(200)은 벽면(W)에 고정 설치되는 예가 많은데 배터리 랙(200)을 벽면(W)에 고정시킨 후 진동 테스트를 하면 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230)에서 응력이 X 자 형태로 높게 분포함이 관찰된다. 이에 본 실시예는 상기와 같이 베이스 플레이트(210) 및/또는 탑 플레이트(230)에서 응력이 집중되는 X 자형 응력 분포에 기초해 베이스 플레이트(210) 및 탑 플레이트(230)에 X 자형 비드(240) 형상을 적용한 것이다. 따라서 상기 X자형 비드(240)는 다른 비드(240) 형상에 비해 베이스 플레이트(210) 및 탑 플레이트(230)의 강성 확보와 변형율을 낮추는데 더 유리할 수 있다.
본 실시예의 베이스 플레이트(210)와 상기 탑 플레이트(230)는 각각 측방 돌출부(232)를 구비한다. 이를테면 상기 측방 돌출부(232)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 탑 플레이트(230)의 4개의 코너 영역에 다른 부분보다 폭 방향으로 더 돌출 형성된 부분을 말한다. 버티컬 빔(221)은 횡단면이 "ㄹ" 형상으로 마련되어, 상기 버티컬 빔(221)이 상기 측방 돌출부(232)를 감싸는 형태로 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230)의 측면(두께면)에 밀착되며, 상기 밀착면에 볼트(B) 체결이 이루어질 수 있다. 이때 상기 볼트(B)를 버티컬 빔(221) 중에서 측방 돌출부(232)를 감싸는 부분과 이웃한 ⓐ 공간 속에서 체결함으로써 볼트(B)가 버티컬 빔(221) 밖으로 드러나지 않게 숨길 수 있는 장점도 있다.(도 6 참조)
이처럼 버티컬 빔(221)들이 각각 베이스 플레이트(210)와 탑 플레이트(230)에 형상 맞춤식으로 조립되게 구성됨으로써 조립이 쉽고, 조립 후에는 외력이 가해져도 상대물에 대해 서로 유격이 발생하지 않는다. 또한, 버티컬 빔(221)들을 그 횡단면이 "ㄹ" 형상으로 마련함으로써 일정 수준 이상의 강성으로 유지하면서 배터리 랙(200)의 전체 중량을 낮출 수 있다.
본 실시예에 따른 배터리 랙(200)은 월 마운트 부재(250)를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 배터리 랙(200)은 바닥과 벽면(W)에 고정되게 설치될 수 있다. 다른 예로써, 도시하지 않았으나, 배터리 랙(200) 전체를 외장 캐비닛(미도시) 속에 수납하고 상기 외장 캐비닛을 벽면(W)에 고정 설치할 수도 있다. 배터리 랙(200)을 직접 벽면(W)에 고정 설치하거나 배터리 랙(200)을 외장 캐비닛 속에 수납하고 외장 캐비닛을 벽면(W)에 고정 설치하는 2가지 경우 모두, 배터리 랙(200) 자체를 상대물에 고정시키기 위한 수단으로서 월 마운트 부재(250)가 사용될 수 있다.
월 마운트 부재(250)는, 도 4에 도시한 바와 같이 제1 메인 프레임(220a) 및 제2 메인 프레임(220b)에서 배터리 랙(200)의 후방 측 버티컬 빔(221)들에 결합될 수 있다. 본 실시예의 월 마운트 부재(250)는 대략 "ㄷ" 자형으로 일측은 버티컬 빔(221)과 측방 돌출부(232)에 일체로 결합되고 타측은 벽면(W)에 결합될 수 있다. 상기 월 마운트 부재(250)는 배터리 랙(200)의 높이 방향을 따라 적어도 하나 이상 적용될 수 있다. 배터리 랙(200)은 이러한 월 마운트 부재(250)를 매개로 벽면(W)과 소정 간격 이격된 상태로 고정될 수 있다. 이는 배터리 랙(200)과 벽면(W) 사이에 약간의 공간을 확보하여 배터리 모듈(100)에서 발생하는 열을 방열시키기 위함과 전선 등의 자재를 배터리 랙(200)의 후방으로 우회시키기 위한 목적도 있다.
도 5는 도 4에 대응하는 도면으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 월 마운트 부재(250)를 채용한 배터리 랙(200)의 도면이고, 도 6 및 도 7은 도 5의 월 마운트 부재(250)의 설치 예를 설명하기 위한 단면도들이다.
이어서 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 전술한 실시예와 동일한 부재 번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
전술한 실시예의 월 마운트 부재(250)는 "ㄷ" 자형의 브라켓으로 구성되어 있는 반면에, 본 실시예의 월 마운트 부재(250')는 탄성체를 포함하여 벽면(W)에 대해 상기 메인 프레임(220)을 탄성적으로 지지할 수 있게 마련된다.
구체적으로 도 6과 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 월 마운트 부재(250)는 상기 탄성체에 해당하는 스프링(251)과, 상기 스프링(251)의 일단부에 결합되고 내측에 나사산이 형성되어 있는 랙 고정부(252)와 상기 스프링(251)의 타단부에 결합되고 벽면(W)에 스크류 결합될 수 있는 체결수단을 구비한 벽면 고정부(253)를 포함한다.
제1 메인 프레임(220a)과 제2 메인 프레임(220b)의 후방 측에 배치되는 버티컬 빔(221)들에는 상기 월 마운트 부재(250')의 랙 고정부(252)와 결합하기 위한 월 마운트 체결부(221a)가 더 구비될 수 있다. 상기 월 마운트 체결부(221a)는 랙 고정부(252)와 스크류 결합이 가능한 외측 둘레에 나사산을 구비한 돌기 형상으로 구현될 수 있다.
상기 월 마운트 부재(250)는 랙 고정부(252)와 벽면 고정부(253)를 각각 스프링(251)에 대해 상대 회전시킬 수 있게 회전판(254)을 더 포함할 수 있다. 이를테면, 스프링(251)의 양단은 회전판(254)에 고정되고, 랙 고정부(252)는 회전판(254)에 상대 회전 가능하게 조립될 수 있다. 벽면 고정부(253)도 랙 고정부(252)와 마찬가지로 회전판(254)에 상대 회전 가능하게 조립될 수 있다.
이러한 월 마운트 부재(250')를 이용한 배터리 랙(200)의 벽면(W) 설치 방법을 간략히 설명하면 다음과 같다.
도 6과 같이, 먼저 월 마운트 부재(250')를 벽면(W)에 고정시킨다. 이때 나사 체결 방식과 유사하게 벽면 고정부(253)를 시계 방향으로 돌려서 월 마운트 부재(250)를 벽면(W)에 설치할 수 있다. 그 다음, 배터리 랙(200)을 운반해서 벽면(W) 가까이 위치시키고 도 7과 같이, 랙 고정부(252)를 상기 월 마운트 체결부(221a)에 끼우고 이를 시계 방향으로 돌려서 랙 고정부(252)와 월 마운트 체결부(221a)를 결합시킨다.
물론, 상술한 방법과 반대로, 랙 고정부(252)와 월 마운트 체결부(221a)를 먼저 결합시켜 월 마운트 부재(250)를 배터리 랙(200)에 장착한 상태로 배터리 랙(200)을 벽면(W) 가까이 운반한 다음, 벽면 고정부(253)를 벽면(W)에 결합시켜도 무방하다.
본 실시예와 같은 월 마운트 부재(250')를 사용하여 배터리 랙(200)을 벽면(W)에 고정시킬 경우, 지진 등으로 인한 진동이나 기타 외부 충격시 상기 월 마운트 부재(250')의 스프링(251)이 하중을 흡수하게 되어 있어 배터리 랙(200) 구조물을 구성하는 베이스 플레이트(210), 메인 프레임(220), 탑 플레이트(230)에 응력이 집중되는 것을 막을 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 구성에 의하면 기존의 배터리 랙(200) 대비 중량이 증가하지 않으면서도 내진 성능이 강화된 배터리 랙(200)이 제공될 수 있고, 이러한 배터리 랙(200) 내에 배터리 모듈(100)들과 각 배터리 모듈(100)들의 충방전 상태, 발열 상태 등을 모니터링하고 운용을 제어하기 위한 배터리보호시스템(110) 등을 탑재하여 전력 저장 장치를 구성함으로써 현재 전력 저장 장치가 갖추어야 할 내진 설계 강도 요건을 충분히 충족시킬 수 있다.
이상과 같이, 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.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
100 : 배터리 모듈 200 : 배터리 랙
210 : 베이스 플레이트 220 : 메인 프레임
221 : 버티컬 빔 223 : 가이드 빔
230 : 탑 플레이트 232 : 측방 돌출부
240 : 비드 250 : 월 마운트 부재

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 모듈들을 다단으로 적재시킬 수 있는 배터리 랙에 있어서,
    바닥면을 형성하는 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 결합되고 높이 방향으로 연장되어 상기 배터리 모듈들의 양쪽 측면부를 지지할 벽체를 형성하는 메인 프레임; 및
    상기 메인 프레임의 최상단부에 결합되어 천장을 형성하는 탑 플레이트를 포함하며,
    상기 탑 플레이트 및 베이스 플레이트 중 적어도 어느 하나는 비드를 구비한 판상체 형상으로 마련되고,
    상기 메인 프레임은 높이 방향으로 연장 형성되는 하나 이상의 버티컬 빔들을 포함하며,
    상기 하나 이상의 버티컬 빔들 중 적어도 하나에 월 마운트 부재가 결합되고,
    상기 월 마운트 부재는,
    스프링; 상기 스프링의 일단부에 결합되고 내측에 나사산이 형성되어 있는 랙 고정부;와 상기 스프링의 타단부에 결합되고 벽면에 스크류 결합될 수 있는 체결수단을 구비한 벽면 고정부; 및
    상기 랙 고정부와 상기 벽면 고정부를 각각 상기 스프링에 대해 상대 회전시킬 수 있게 마련된 회전판을 포함하며,
    상기 버티컬 빔은 일측에 상기 랙 고정부와 스크류 결합하는 월 마운트 체결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탑 플레이트와 상기 베이스 플레이트는 직사각 판형이고, 상기 비드는 상기 직사각 판형 면적 전체를 가로지르는 X자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은, 상기 배터리 모듈들의 너비만큼 상호 이격 배치되는 한 쌍의 제1 메인 프레임과 제2 메인 프레임을 포함하고,
    상기 제1 메인 프레임과 상기 제2 메인 프레임은 각각
    상기 베이스 플레이트에서 길이 방향으로 상호 이격 배치되고 각각 높이 방향으로 연장되는 한 쌍의 버티컬 빔; 및
    상기 한 쌍의 버티컬 빔에 높이 방향을 따라 등 간격으로 결합되고 상기 배터리 모듈의 저면 모서리 영역을 떠받힐 수 있게 마련되는 복수 개의 가이드 빔들을 포함하는 배터리 랙.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 상기 탑 플레이트는 사각 판형으로 코너 영역에 다른 부분보다 폭 방향으로 더 돌출 형성된 측방 돌출부를 구비하고,
    상기 버티컬 빔은 횡단면이 "ㄹ" 형상으로 마련되어 상기 측방 돌출부를 감싸는 형태로 상기 베이스 플레이트와 상기 탑 플레이트에 양단부가 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 메인 프레임에서 상기 버티컬 빔들 중 적어도 하나에 상기 월 마운트 부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 배터리 랙; 및
    상기 배터리 랙 내에 다단으로 적재되는 복수 개의 배터리 모듈을 포함하는 전력 저장 장치.
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