KR102482332B1 - 이동형 ess 장치 - Google Patents

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KR102482332B1
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Abstract

본 발명의 실시예는 건설기계나 전기차 등의 이동수단에 사용 가능하며, 다수의 배터리팩을 탈착 가능하도록 구성되어 배터리팩의 관리효율을 증대시킨 이동형 ESS(Energy Storage System) 장치에 관한 것이다.
일실시예에 따르면, 이동형 ESS 장치에 있어서, 이동수단의 제어 장치와 전기적으로 연결되고 상기 이동수단에 설치되는 배터리팩 케이스; 상기 배터리팩 케이스에 수용되어 상기 배터리팩 케이스와 전기적으로 연결되는 배터리팩; 상기 배터리팩의 전기적 상태 및 환경 상태를 센싱하도록 상기 배터리팩 및 상기 배터리팩 케이스 중 적어도 하나에 배치되는 적어도 하나의 센서 모듈; 및 상기 배터리팩 케이스에 수용되어, 상기 센서 모듈 및 상기 배터리팩과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리팩의 상태를 모니터링 및 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 이동수단의 제어 장치로부터 이동과 관련된 이동 정보를 수신하고, 상기 이동 정보의 수신에 기반하여 상기 센서 모듈을 제어하고, 상기 이동 정보 및 상기 센서 모듈에서 센싱된 센싱 정보를 이용하여 상기 배터리팩을 제어하는, 이동형 ESS 장치를 제공한다.

Description

이동형 ESS 장치{MOBILE ESS DEVICE}
아래 실시예들은 건설기계나 전기차 등의 이동수단에 사용 가능하며, 다수의 배터리팩이 탈착 가능하도록 구성되며 이동 정보 및 센싱 정보에 따라 센싱모듈의 민감도나 모니터링 여부, 배터리팩과 이동수단의 배터리간의 연결/연동 여부 등을 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함하여 배터리팩의 관리효율을 증대시킨 이동형 ESS(Energy Storage System) 장치에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 장치 혹은 물리적 매체를 이용하여 에너지를 저장하는 시스템으로, 전력계통에 설치되어 운영될 수 있으며, 주파수 조정, 신재생 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감, 부하 평준화, 비상전원 등에 활용되고 있다.
에너지 저장 시스템은 전기에너지를 적게 사용할 때에는 에너지를 저장하고, 전기에너지가 필요할 때에는 에너지를 공급하여 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있고, 전력공급시스템 안정화에 기여할 수 있다.
에너지 저장 시스템은 저렴한 비용의 에너지를 효율적으로 운용하기 위해 V2G(Vehicle to Grid), V2H(Vehicle to Home) 및 V2B(Vehicle to Building) 기술을 이용할 수 있다.
V2G, V2H 및 V2B는 전기자동차 배터리에 저장하고 있는 전기를 전력계통, 가정 및 빌딩 등의 배터리에 역으로 공급하는 것이며, 양방향 충전기술을 이용할 수 있다.
에너지 저장 시스템은 많은 수의 전기자동차의 전력을 수집하여 큰 전력을 모을 수 있고, 전력의 비용이 저렴할 때 전력을 충전하여 남은 잉여 전력을 이용하기 때문에 비용 절감에 큰 역할을 할 수 있다. 다만, 전기자동차에 들어가는 배터리의 용량은 턱없이 부족한 실정이므로 에너지 저장 시스템을 실제로 구현하는데 어려움이 따른다.
또한, 배터리팩을 운송하는 이동수단 또한 전기에너지를 필요로 하는 장치이므로, 보다 효율적인 관리 시스템이 필요하며, 다수의 배터리팩들을 쉽게 탈부착하며 충전/연결시킬 수 있는 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다.
KR 10-2239780 B KR 10-2293077 B
본 발명의 일실시예가 해결하고자 하는 과제는, 종래 에너지 저장 시스템(ESS)의 한계점을 극복하기 위하여, 배터리팩을 운송하는 이동수단과 긴밀하게 연계되어 ESS를 제어할 수 있고, 배터리팩들을 보다 쉽게 탈착할 수 있는 이동형 ESS 장치를 제공하는 것이다.
일실시예에 따르면, 이동형 ESS 장치에 있어서, 이동수단의 제어 장치와 전기적으로 연결되고 상기 이동수단에 설치되는 배터리팩 케이스; 상기 배터리팩 케이스에 수용되어 상기 배터리팩 케이스와 전기적으로 연결되는 배터리팩; 상기 배터리팩의 전기적 상태 및 환경 상태를 센싱하도록 상기 배터리팩 및 상기 배터리팩 케이스 중 적어도 하나에 배치되는 적어도 하나의 센서 모듈; 및 상기 배터리팩 케이스에 수용되어, 상기 센서 모듈 및 상기 배터리팩과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리팩의 상태를 모니터링 및 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 이동수단의 제어 장치로부터 이동과 관련된 이동 정보를 수신하고, 상기 이동 정보의 수신에 기반하여 상기 센서 모듈을 제어하고, 상기 이동 정보 및 상기 센서 모듈에서 센싱된 센싱 정보를 이용하여 상기 배터리팩을 제어하는, 이동형 ESS 장치를 제공한다.
또한, 상기 배터리팩 케이스는: 상기 이동수단에 포함된 배터리와 전기적으로 연결되며, 일 방향으로 연장된 안내 레일;을 더 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 이동 정보 및 상기 센싱 정보를 이용하여, 상기 배터리팩의 전력이 상기 이동수단으로 공급되도록 제어하거나, 상기 이동수단의 배터리의 전력이 상기 배터리팩으로 공급되도록 제어하거나, 상기 이동수단의 배터리의 전력 및 상기 배터리팩의 전력이 외부 장치에 공급되도록 제어하고, 상기 배터리팩은: 상기 안내 레일에 삽입되는 가이드; 및 상기 배터리팩을 상기 안내 레일을 따라 이동시키도록 운송장비에 연결되는 이동지그;를 더 포함하여, 상기 배터리팩의 가이드가 상기 안내 레일을 따라 이동하여 고정되면, 상기 배터리팩의 제1연결부가 상기 배터리팩 케이스의 제2연결부와 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 배터리팩 케이스는: 양측이 개폐 가능하도록 구성되는 개폐도어; 상기 안내 레일의 일단에 형성되어, 상기 가이드가 삽탈 가능하도록 개방되는 삽입구; 상기 안내 레일의 타단에 형성되어, 상기 가이드가 탈거되지 않도록 폐쇄되는 차단벽; 상기 안내 레일의 하부에 다수개 형성되어, 상기 배터리팩이 안착되는 공간을 제공하는 안착홈; 상기 안착홈의 하부에 배치되며, 상기 배터리팩이 이동하는동안 상기 안착홈에 걸리지 않고 통과 가능하도록 상하 이동 가능하도록 연결되는 지지판; 및 상기 지지판의 하부에 연결되며, 상기 배터리팩 하나의 하중에 의해 압축되어 배터리팩을 안착홈에 안착시키도록 제공되는 스프링;을 포함하되, 상기 지지판은: 다수개의 상기 지지판 중 상기 차단벽에 최인접한 제1지지판; 및 다수개의 상기 지지판 중 상기 삽입구에 최인접한 제3지지판; 및 상기 제1지지판 및 제3지지판 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2지지판;을 포함하되, 상기 제2지지판은, 상기 제1지지판으로부터 제3지지판까지 순차적으로 하나씩 일부분이 적층되도록 배치되도록 구성될 수 있다.
아울러, 상기 배터리팩 케이스는: 상기 안내 레일의 하부에 형성되며, 상기 안내 레일과 평행한 방향으로 연장되어, 지게차의 포크가 삽입 가능한 한 쌍의 포크 레일; 상기 포크 레일의 하부에 형성되며, 하부 방향으로 'V'자 형태로 돌출되며 상기 포크 레일과 평행한 방향으로 연장되는 안착 유도 돌기; 및 상기 배터리팩 케이스의 상부에 형성되며, 상기 안착 유도 돌기와 대응되는 형상으로 형성되어, 배터리팩 케이스를 2층 이상으로 적층할 때 상기 안착 유도 돌기가 안착되는 공간을 제공하는 제1 안착 유도 홈;을 포함하며, 상기 배터리팩 케이스를 상기 이동수단의 적재대에 형성된 제2 안착 유도 홈에 상기 안착 유도 돌기가 안착되면, 상기 배터리팩 케이스의 제3연결부와 상기 이동수단의 제4연결부가 전기적으로 연결되되, 상기 제3연결부는: 상기 안착 유도 돌기의 'V'자 형상의 첨단 부분에 형성되고, 상기 제4연결부는: 상기 제2 안착 유도 홈의 'V'자 형상의 골 부분에 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 이동지그는: 상기 배터리팩의 일측에 형성되는 벨트연결홀;에 탈착 가능하도록 구성되되, 상기 운송장비에 체결되는 후크; 및 일단이 상기 후크에 연결되어 신장되는 벨트;를 포함하며, 상기 후크는: 양 갈래로 분기되어 자체 탄성으로 벌어지는 분기부; 상기 분기부가 오므려져서 상기 손잡이봉을 둘러싸도록 상기 분기부에 끼워지는 끼움링; 상기 분기부로부터 신장되는 탄성몸체; 상기 손잡이봉을 둘러싸도록 탄성몸체의 단부에 형성되는 외부집게; 상기 탄성몸체에 소정의 길이를 가지도록 관통 형성되는 레일부; 상기 레일부에 슬라이드 이동 가능하도록 연결되는 슬라이드부; 상기 슬라이드부에 연결되어 탄성몸체의 길이 방향으로 슬라이드 이동하는 내부집게; 및 서로가 다른 극을 가져 인력이 작용하도록 상기 내부집게의 단부에 결합되는 한 쌍의 자석;을 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 이동수단의 속도, 전방 카메라, 현재 위치 등의 이동 정보와, 이동수단의 가속도 등의 센싱 정보를 이용하여 배터리팩을 제어함으로써 이동수단과 연계되는 ESS의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, ESS의 배터리팩과 이동수단의 배터리를 연계시킴으로써, 보다 효율적으로 전력을 관리할 수 있다.
그리고, 소정의 구조에 따라 배터리팩, 배터리팩 케이스 등을 탈착 가능하도록 구성함으로써 배터리팩, 배터리팩 케이스 등의 탈착, 유지보수, 충전, 교체 등에 소요되는 시간을 절감시키고, 배터리팩들을 보다 안정적으로 고정시킬 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 이동형 ESS 장치를 나타낸 개요도이다.
도 2는 일실시예에 따른 이동형 ESS 장치의 안착 레일(지지판) 작동 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 이동형 ESS 장치의 배터리팩 케이스를 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 이동형 ESS 장치의 후크를 나타낸 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 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.
본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 ‘포함한다’, ‘갖는다’, ‘이루어진다’ 등이 사용되는 경우 ‘~만’이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ‘~상에’, ‘~상부에’, ‘~하부에’, ‘~옆에’ 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, ‘바로’ 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
일실시예에 따르면, 이동형 ESS 장치에 있어서, 이동수단의 제어 장치와 전기적으로 연결되고 상기 이동수단에 설치되는 배터리팩 케이스; 상기 배터리팩 케이스에 수용되어 상기 배터리팩 케이스와 전기적으로 연결되는 배터리팩; 상기 배터리팩의 전기적 상태 및 환경 상태를 센싱하도록 상기 배터리팩 및 상기 배터리팩 케이스 중 적어도 하나에 배치되는 적어도 하나의 센서 모듈; 및 상기 배터리팩 케이스에 수용되어, 상기 센서 모듈 및 상기 배터리팩과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리팩의 상태를 모니터링 및 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 이동수단의 제어 장치로부터 이동과 관련된 이동 정보를 수신하고, 상기 이동 정보의 수신에 기반하여 상기 센서 모듈을 제어하고, 상기 이동 정보 및 상기 센서 모듈에서 센싱된 센싱 정보를 이용하여 상기 배터리팩을 제어하는, 이동형 ESS 장치를 제공한다.
상기 컨트롤러는 소정의 서버와 통신 연결될 수 있으며, 상기 서버는 적어도 하나 이상의 단말장치와 통신 연결될 수 있다. 이러한 구성에 따라, 단말장치로부터 다수의 이동형 ESS 장치를 모니터링하고 관리할 수 있다.
상기 이동수단은, 건설기계, 트럭, 승용차, 승합차, 버스 등 소정의 전기로 작동하는 장비/장치를 의미할 수 있다. 이 때, 상기 배터리팩 케이스가 이동수단에 설치되기 위해서는 이동수단에 소정의 적재함/적재대가 구비되어야 할 것이다.
상기 배터리팩 케이스는 이동수단의 제어 장치와 전기적으로 연결됨으로써, 이동수단의 운전자는 배터리팩 케이스를(컨트롤러를) 조작할 수 있다.
상기 배터리팩 케이스는 내부에 소정의 공간을 구비하여, 적어도 하나 이상의 배터리팩이 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 배터리팩의 전기적 상태란, 잔여 배터리 량, 전압, 전류, 전기적 성능 수치 등을 의미할 수 있으며, 환경 상태란, 온도, 습도 등 배터리팩 주변의 환경 요건을 의미할 수 있다.
상기 이동 정보는 이동수단의 속도, 전방 카메라, 현재 위치, 차량 내부 온습도, 차량 외부 온습도, 주행경로, 냉각수 온도, 타이어 공기압 등 이동수단의 제어 장치에서 제어 가능하거나 수집하는 정보들을 포함할 수 있다.
상기 센싱 정보는 이동수단의 속도, 가속도, 배터리팩의 전기적 상태, 배터리팩의 환경 상태 등 이동수단의 제어 장치와는 독립적으로 작동하며, 배터리팩이나 배터리팩 케이스에 수용되는 센서에 의해 수집되는 정보들을 포함할 수 있다.
상기 '이동 정보 및 상기 센서 모듈에서 센싱된 센싱 정보를 이용하여 상기 배터리팩을 제어'한다는 기재는, 소정의 정보에 따라 어느 배터리팩을 선택적으로 사용(On; 이동수단과 연결하여 이동수단에 전력을 공급)하거나 사용하지 않을(Off) 수 있다는 것 또는/및 모니터링을 시작(On)하거나 중단(Off)할 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 뿐만아니라, 소정의 정보에 따라 각 센서모듈의 민감도를 다르게 설정할 수 있다.
예를 들어, 이동수단 출발시 센서를 통해 모니터링을 시작하고, 이동수단 정지시 모니터링을 중단할 수 있다. 또한, 차량 추돌 상황 발생(또는 차량 추돌 가능성이 높을때) 온도와 관련된 센서 또는 충격과 관련된 센서의 민감도를 다르게 설정할 수 있다.
이를 위한 전기적 회로의 구성은 공지기술의 영역이므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 배터리팩 케이스는: 상기 이동수단에 포함된 배터리와 전기적으로 연결되며, 일 방향으로 연장된 안내 레일(1);을 더 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 이동 정보 및 상기 센싱 정보를 이용하여, 상기 배터리팩의 전력이 상기 이동수단으로 공급되도록 제어하거나, 상기 이동수단의 배터리의 전력이 상기 배터리팩으로 공급되도록 제어하거나, 상기 이동수단의 배터리의 전력 및 상기 배터리팩의 전력이 외부 장치에 공급되도록 제어하고, 상기 배터리팩은: 상기 안내 레일(1)에 삽입되는 가이드; 및 상기 배터리팩을 상기 안내 레일(1)을 따라 이동시키도록 운송장비에 연결되는 이동지그;를 더 포함하여, 상기 배터리팩의 가이드가 상기 안내 레일(1)을 따라 이동하여 고정되면, 상기 배터리팩의 제1연결부가 상기 배터리팩 케이스의 제2연결부와 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 배터리팩은 안내 레일(1)에 체결됨으로써 이동수단의 배터리와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 배터리팩으로 이동수단의 배터리를 대체하거나 병용할 수 있다.
상기 안내 레일(1)이 연장되는 '일 방향'은, 차량의 전방이 향하는 방향과 수직한 방향일 수 있다. 예를 들어, 이동수단이 트럭 형태인 경우 트럭의 일측면으로부터 타측면까지 연장되는 형태로 배치될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 이동수단이 목적지에 도착하기까지의 경로를 기반으로, 이동수단의 배터리가 도착까지의 전기에너지 량보다 더 많은 경우(여분 에너지가 충분한 경우), 이동수단의 배터리로 배터리팩을 충전시킬 수도 있다. 이러한 구성을 통해, 목적지까지 운송이 완료된 배터리팩은 바로 고객이나 수요지 등에 공급하고, 목적지에서 이동수단의 배터리를 충전시키는 형태로 차량/운송 시스템을 운영함으로써 관리 효율을 향상시킬 수 있다.
또는, 건설기계 등 소정의 동력이 필요한 '외부 장치'에 전기를 공급하여 작동시킬 수도 있다.
상기 배터리팩은 안내 레일(1)의 일측을 통해 가이드 부분이 삽입되어, 안내 레일(1)을 따라 1축 방향으로 이동 가능하도록 체결될 수 있다. 체결된 배터리팩은 안내 레일(1)의 일측에 고정되거나 고정해제될 수 있다. 고정된 배터리팩(제1연결부와 제2연결부가 연결된 상태)은 배터리팩 케이스를 통해 이동수단의 배터리 등에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 배터리팩 케이스는: 양측이 개폐 가능하도록 구성되는 개폐도어; 상기 안내 레일(1)의 일단에 형성되어, 상기 가이드가 삽탈 가능하도록 개방되는 삽입구(12); 상기 안내 레일(1)의 타단에 형성되어, 상기 가이드가 탈거되지 않도록 폐쇄되는 차단벽(11); 상기 안내 레일(1)의 하부에 다수개 형성되어, 상기 배터리팩이 안착되는 공간을 제공하는 안착홈; 상기 안착홈의 하부에 배치되며, 상기 배터리팩이 이동하는동안 상기 안착홈에 걸리지 않고 통과 가능하도록 상하 이동 가능하도록 연결되는 지지판; 및 상기 지지판의 하부에 연결되며, 상기 배터리팩 하나의 하중에 의해 압축되어 배터리팩을 안착홈에 안착시키도록 제공되는 스프링(14);을 포함하되, 상기 지지판은: 다수개의 상기 지지판 중 상기 차단벽(11)에 최인접한 제1지지판(131); 및 다수개의 상기 지지판 중 상기 삽입구(12)에 최인접한 제3지지판(133); 및 상기 제1지지판(131) 및 제3지지판(133) 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2지지판(132);을 포함하되, 상기 제2지지판(132)은, 상기 제1지지판(131)으로부터 제3지지판(133)까지 순차적으로 하나씩 일부분이 적층되도록 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 개폐도어는, 배터리팩의 삽입/탈거 시에는 개방되고, 이동수단의 작동 시에는 폐쇄되어 외부의 이물질 등이 배터리팩 케이스 내부로 들어가지 않도록 방지할 수 있다.
상기 삽입구(12)는 이동수단이 트럭 형태인 경우 일측면에 배치되어, 지게차를 이용하여 배터리팩을 보다 쉽게 삽입/탈거시킬 수 있도록 배치되며, 차단벽(11)은 배터리팩을 삽입/탈거시키는 지게차 운전자의 시야에 보이지 않는 사각지대가 있더라도 배터리팩이 트럭(배터리팩 케이스)을 관통하여 반대편까지 넘어가지 않도록 차단하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 안착홈은, 안착 레일을 따라서 이동하는(지게차의 힘에 의해 밀려나는) 배터리팩이, 자중 등에 의해 안착 레일의 경로보다 소정의 높이만큼 아래쪽에 안착될 수 있도록 기능한다.
이 때, 가장 안쪽(차단벽(11)에 최인접한)의 안착홈에 배터리팩이 안착되기 전까지는 상기 지지판이 안착홈을 막고있으므로, 배터리팩이 이동하는 동안 안착홈에 걸리지 않고 부드럽게 이동할 수 있다. 이 때, 제2지지판(132) 및 제3지지판(133)은 두 개의 스프링(14)에 의해 지지되고 있으므로 배터리팩의 하중에 의해 (거의) 압축되지 않는다.
가장 안쪽(차단벽(11)에 최인접한)의 안착홈에 배터리팩이 위치했을 때, 상기 스프링(14)이 압축되며 제1지지판(131)이 아래쪽으로 이동하여 배터리팩이 안착홈에 안착되며, 이에 따라 그 다음에 위치한 안착홈에 배치된 제2지지판(132)은 하나의 스프링(14)에 의해서만 지지된다.
상기와 같이 하나의 스프링(14)에 의해서만 지지되고 있는 제2지지판(132)의 위치에 두번째 배터리팩이 위치하게 되면, 스프링(14)이 압축되며 두번째 배터리팩이 두번째 안착홈에 안착된다. 이렇게 되면 그 다음에 배치된 제2지지판(132) 또는 제3지지판(133)이 하나의 스프링(14)에 의해서만 지지되며, 이러한 구조가 연속적으로 배치됨에 따라 배터리팩이 순차적으로 안착될 수 있는 구조가 구성될 수 있다.
도 2 (a)에는 어느 안착홈에도 배터리팩이 안착되지 않은 상태가 도시되어 있다. 이 상태에서 도면을 기준으로 좌측에 있는 삽입구(12)를 통해 첫번째 배터리팩을 삽입하여 우측으로 이동시키면, 이동하는 동안 제3지지판(133) 및 제2지지판(132)들은 각각 두개의 스프링(14)에 의해 지지되고 있으므로 (거의) 압축되지 않으며, 이에 따라 배터리팩은 최우측의 제1지지판(131)까지 부드럽게 이동이 가능하다.
상기 배터리팩이 제1지지판(131)까지 이동된 후에는 배터리팩의 자중에 의해 스프링(14)이 압축되어 안착홈에 배터리팩이 안착된다(도 2 (b)).
이후, 삽입구(12)를 통해 두번째 배터리팩을 삽입하여 우측으로 이동시키면, 이동하는 동안 제3지지판(133) 및 제2지지판(132)들은 각각 두개의 스프링(14)에 의해 지지되고 있으므로 (거의) 압축되지 않으며, 이에 따라 배터리팩은 제2지지판(132) 중 최우측의 제2지지판(132)까지 부드럽게 이동이 가능하다. 상기 두번째 배터리팩의 자중에 의해 최우측의 제2지지판(132)에 연결된 스프링(14)이 압축되며, 이에 따라 해당 위치의 안착홈에 두번째 배터리팩이 안착된다.
이 때, 전술한 제2연결부는 지지판에 연결되거나 포함될 수 있다.
아울러, 상기 배터리팩 케이스는: 상기 안내 레일(1)의 하부에 형성되며, 상기 안내 레일(1)과 평행한 방향으로 연장되어, 지게차의 포크가 삽입 가능한 한 쌍의 포크 레일(21); 상기 포크 레일(21)의 하부에 형성되며, 하부 방향으로 'V'자 형태로 돌출되며 상기 포크 레일(21)과 평행한 방향으로 연장되는 안착 유도 돌기(22); 및 상기 배터리팩 케이스의 상부에 형성되며, 상기 안착 유도 돌기(22)와 대응되는 형상으로 형성되어, 배터리팩 케이스를 2층 이상으로 적층할 때 상기 안착 유도 돌기(22)가 안착되는 공간을 제공하는 제1 안착 유도 홈(23);을 포함하며, 상기 배터리팩 케이스를 상기 이동수단의 적재대에 형성된 제2 안착 유도 홈에 상기 안착 유도 돌기(22)가 안착되면, 상기 배터리팩 케이스의 제3연결부(220)와 상기 이동수단의 제4연결부가 전기적으로 연결되되, 상기 제3연결부(220)는: 상기 안착 유도 돌기(22)의 'V'자 형상의 첨단 부분에 형성되고, 상기 제4연결부는: 상기 제2 안착 유도 홈의 'V'자 형상의 골 부분에 형성되도록 구성될 수 있다.
상기 포크 레일(21)은, 지게차 등의 장비에 의해 배터리팩 케이스를 쉽게 운반할 수 있도록 구비된다.
지게차를 이용하여 배터리팩 케이스를 한 번에 운반함으로써, 다수의 배터리팩을 한 번에 취급할 수 있다.
상기 안착 유도 돌기(22)와 안착 유도 홈은 지게차를 이용한 중량물 적재/적층의 부정확성을 보정하기 위해 구비될 수 있다.
지게차는 유압장비의 특성상 중량물을 완전히 정확한/미세한 위치에 적재/적층시키기 어려우나, 상기와 같은 구조에 따르면 적당한 위치에서 배터리팩 케이스를 내려놓기만 해도, V자 형태의 돌기 및 홈에 의해 배터리팩 케이스들의 또는 배터리팩 케이스와 이동수단 사이의 위치가 자연스럽게 바로잡히며 적재/적층될 수 있다.
위치가 정확하게 보정된 배터리팩 케이스는, 제3연결부(220) 및 제4연결부에 의해 전기적으로 연결이 가능하다.
또한, 상기 이동지그는: 상기 배터리팩의 일측에 형성되는 벨트연결홀;에 탈착 가능하도록 구성되되, 상기 운송장비에 체결되는 후크(3); 및 일단이 상기 후크(3)에 연결되어 신장되는 벨트;를 포함하며, 상기 후크(3)는: 양 갈래로 분기되어 자체 탄성으로 벌어지는 분기부(31); 상기 분기부(31)가 오므려져서 상기 손잡이봉을 둘러싸도록 상기 분기부(31)에 끼워지는 끼움링(36); 상기 분기부(31)로부터 신장되는 탄성몸체(32); 상기 손잡이봉을 둘러싸도록 탄성몸체(32)의 단부에 형성되는 외부집게(33); 상기 탄성몸체(32)에 소정의 길이를 가지도록 관통 형성되는 레일부(320); 상기 레일부(320)에 슬라이드 이동 가능하도록 연결되는 슬라이드부(34); 상기 슬라이드부(34)에 연결되어 탄성몸체(32)의 길이 방향으로 슬라이드 이동하는 내부집게(35); 및 서로가 다른 극을 가져 인력이 작용하도록 상기 내부집게(35)의 단부에 결합되는 한 쌍의 자석(350);을 포함할 수 있다.
일반적인 후크(3)들은 'U' 형태로 일측이 개방되어, 지게차 등의 장비의 일측에 걸기 쉽도록 구성된다.
다만, 이러한 후크(3)의 구성에 따르면, 장력이 약해지는 등의 경우에 후크(3)가 장비로부터 탈거될 가능성이 있다.
이를 방지하기 위하여, 상기와 같이 끼움링(36)을 통해 외부집게(33)를 모아 링 형태로 변형시키고, 이와 더불어 내부집게(35)가 자석(350)에 의해 모아지도록 구성함으로써 후크(3)의 탈거를 방지할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르면, 후크(3)의 체결 및 탈거가 모두 용이하면서도, 의도치 않은 탈거를 효과적으로 방지할 수 있다.
끼움링(36)을 분기부(31)로부터 삽입하여 끼우는 것으로 탄성몸체(32)를 압박하면 외부집게(33)가 모여들면서 소정의 폐곡선을 형성하고, 끼움링(36)에 의해 슬라이드부(34)가 레일부(320)의 전방으로 밀려나면서 내부 집게 또한 모여들고, 자석(350)이 서로 접합함으로써 총 2개의 폐곡선이 형성되어 폐곡선 내측에 장비의 고정부분이 수용된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1 : 안내 레일
11 : 차단벽
12 : 삽입구
131 : 제1지지판
132 : 제2지지판
133 : 제3지지판
14 : 스프링
21 : 포크 레일
22 : 안착 유도 돌기
220 : 제3연결부
23 : 제1 안착 유도 홈
3 : 후크
31 : 분기부
32 : 탄성몸체
320 : 레일부
33 : 외부집게
34 : 슬라이드부
35 : 내부집게
350 : 자석
36 : 끼움링

Claims (3)

  1. 이동형 ESS 장치에 있어서,
    이동수단의 제어 장치와 전기적으로 연결되고 상기 이동수단에 설치되는 배터리팩 케이스;
    상기 배터리팩 케이스에 수용되어 상기 배터리팩 케이스와 전기적으로 연결되는 배터리팩;
    상기 배터리팩의 전기적 상태 및 환경 상태를 센싱하도록 상기 배터리팩 및 상기 배터리팩 케이스 중 적어도 하나에 배치되는 적어도 하나의 센서 모듈; 및
    상기 배터리팩 케이스에 수용되어, 상기 센서 모듈 및 상기 배터리팩과 전기적으로 연결됨으로써 상기 배터리팩의 상태를 모니터링 및 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 이동수단의 제어 장치로부터 이동과 관련된 이동 정보를 수신하고,
    상기 이동 정보의 수신에 기반하여 상기 센서 모듈을 제어하고,
    상기 이동 정보 및 상기 센서 모듈에서 센싱된 센싱 정보를 이용하여 상기 배터리팩을 제어하고,
    상기 배터리팩 케이스는:
    상기 이동수단에 포함된 배터리와 전기적으로 연결되며,
    일 방향으로 연장된 안내 레일;을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 이동 정보 및 상기 센싱 정보를 이용하여,
    상기 배터리팩의 전력이 상기 이동수단으로 공급되도록 제어하거나,
    상기 이동수단의 배터리의 전력이 상기 배터리팩으로 공급되도록 제어하거나,
    상기 이동수단의 배터리의 전력 및 상기 배터리팩의 전력이 외부 장치에 공급되도록 제어하고,
    상기 배터리팩은:
    상기 안내 레일에 삽입되어, 상기 안내 레일을 따라 이동하는 가이드; 및
    상기 가이드가 상기 안내 레일을 따라 이동하도록, 상기 배터리팩이 소정의 운송장비와 연결되도록 제공되어, 상기 운송장비로부터 소정의 하중을 전달받는 이동지그;를 구비하여,
    상기 배터리팩이 상기 안내 레일을 따라 이동하여 상기 배터리팩 케이스의 일측에 고정되면, 상기 배터리팩의 제1연결부가 상기 배터리팩 케이스의 제2연결부와 전기적으로 연결되는, 이동형 ESS 장치.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 배터리팩 케이스는:
    양측이 개폐 가능하도록 구성되는 개폐도어;
    상기 안내 레일의 일단에 형성되어, 상기 가이드가 삽탈 가능하도록 개방되는 삽입구;
    상기 안내 레일의 타단에 형성되어, 상기 가이드가 탈거되지 않도록 폐쇄되는 차단벽;
    상기 안내 레일의 하부에 다수개 형성되어, 상기 배터리팩이 안착되는 공간을 제공하는 안착홈;
    상기 안착홈의 하부에 배치되며, 상기 배터리팩이 이동하는동안 상기 안착홈에 걸리지 않고 통과 가능하도록 상하 이동 가능하도록 연결되는 지지판; 및
    상기 지지판의 하부에 연결되며, 상기 배터리팩의 하중에 의해 압축되어 배터리팩을 안착홈에 안착시키도록 제공되는 스프링;을 포함하되,
    상기 지지판은:
    다수개의 상기 지지판 중 상기 차단벽에 최인접한 제1지지판; 및
    다수개의 상기 지지판 중 상기 삽입구에 최인접한 제3지지판; 및
    상기 제1지지판 및 제3지지판 사이에 배치되는 적어도 하나의 제2지지판;을 포함하되,
    상기 제2지지판은, 상기 제1지지판으로부터 제3지지판까지 순차적으로 하나씩 일부분이 적층되도록 배치되는, 이동형 ESS 장치.
  3. 삭제
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