KR102580847B1 - 배터리 랙 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하우징; 상기 하우징에 적층된 복수개의 배터리 모듈; 및 상기 복수개의 배터리 모듈 간을 전기적으로 연결하는 연결부재;를 포함하고, 상기 복수개의 배터리 모듈 각각은 상호 적층된 복수개의 배터리 서브모듈;을 포함하고, 상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은, 적어도 하나의 냉각부재; 및 상기 적어도 하나의 냉각부재를 사이에 두고 양측에 위치된 복수개의 배터리 셀;을 포함하며, 상기 복수개의 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 냉각부재의 양측 각각에 적어도 두 개씩 위치된, 배터리 랙에 관한 것이다.

Description

배터리 랙{Battery Rack}
본 발명의 실시예들은 배터리 랙에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템 ESS(Energy Storage System)는 통상적으로 장시간 사용하기 위하여 제품의 장수명이 요구된다. 하지만, 배터리 랙에 포함된 배터리 셀들이 고온에 지속적으로 노출되는 경우, 배터리 셀의 열화가 촉진되거나, 발화 또는 폭발 등의 안전문제가 발생할 수 있다.
이에, 통상적인 종래의 경우 배터리 랙에 구비된 배터리 모듈(트레이(Tray)) 마다 냉각팬(Fan)이 설치되어 배터리 셀이 냉각되었으나, 이 경우, 에너지 소모가 많고, 원가가 상승되는 문제가 존재하였고, 또한, 단순 외기에 의한 공랭식 냉각에 의존하는 점에 냉각 효율에 있어 제한이 존재하였다.
한편, 종래의 배터리 랙의 경우, 배터리 랙을 구성하는 복수개의 배터리 모듈 각각에 수용되는 배터리 셀의 개수에 제한사항이 존재하였고, 단위 부피 당 배터리 셀의 개수를 증가시키는 것과 같은 에너지 밀도의 측면의 개선사항에 한계가 존재하였다.
한국등록특허공보 제10-1278506호 (2013.06.19)
본 발명의 실시예들은 하우징에 수용되는 배터리 모듈 각각의 복수개의 배터리 셀들의 냉각효율을 증대시킬 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 복수개의 배터리 셀과 접촉된 냉각부재가 외부의 냉매(외기)와 직접 접촉되는 바, 냉각효율이 향상될 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 하나의 배터리 모듈 내에 종래보다 두 배 이상의 배터리 셀을 구비 가능한 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 배터리 모듈마다 설치되는 모듈 제어기 및 각 배터리 모듈에 포함되는 모듈 버스바 등의 배터리 랙 구성부재 개수가 감소하여 제조 간 비용 및 시간을 절감할 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 각각의 배터리 모듈 내에서 복수개의 배터리 서브모듈 연결 작업 간 사고 위험을 최소화 할 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 전체 배터리 랙의 일측에 냉각팬(fan)이 구비되어 복수개의 배터리 모듈을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 전체 배터리 랙의 일측에 냉각팬(fan)이 구비된 경우에 복수개의 배터리 모듈을 균일하게 냉각시킬 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 복수개의 배터리 셀을 수용하기 위한 별도의 모듈 케이스 없이도 충분한 구조적 내구성을 구비할 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 하나의 배터리 랙 당 배터리 모듈의 수를 종래보다 1/2 내지 1/3로 줄일 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 에너지 저장 시스템 ESS 용 고전압 배터리 랙 시스템을 효율적으로 구성할 수 있는 배터리 랙을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 하우징; 상기 하우징에 적층된 복수개의 배터리 모듈; 및 상기 복수개의 배터리 모듈 간을 전기적으로 연결하는 연결부재;를 포함하고, 상기 복수개의 배터리 모듈 각각은 상호 적층된 복수개의 배터리 서브모듈;을 포함하고, 상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은, 적어도 하나의 냉각부재; 및 상기 적어도 하나의 냉각부재를 사이에 두고 양측에 위치된 복수개의 배터리 셀;을 포함하며, 상기 복수개의 배터리 셀은 상기 냉각부재의 양측 각각에 적어도 두 개씩 위치된, 배터리 랙을 제공할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 셀은 상기 적어도 하나의 냉각부재에 면상 접촉될 수 있다.
상기 냉각부재는, 상기 복수개의 배터리 셀이 접촉된 접촉부; 및 상기 접촉부의 적어도 일단에서 상기 접촉부에 대해 소정 각도로 연장 형성된 노출부;를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 모듈 각각의 적어도 일면에는 상기 노출부가 외부로 노출될 수 있다.
상기 적어도 하나의 냉각부재의 개수는, 상기 복수개의 배터리 셀 중 상기 적어도 하나의 냉각부재의 일측에 접촉되는 배터리 셀의 개수에 대응될 수 있다.
상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은, 상기 냉각부재 및 상기 복수개의 배터리 셀을 고정 및 지지하는 고정 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은, 상기 냉각부재 적어도 두 개를 고정 및 지지하는 제1 고정 프레임을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은, 상기 제1 고정 프레임과 결합 가능하여 상기 복수개의 배터리 셀의 위치를 고정 및 지지하는 제2 고정 프레임을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 모듈 각각은, 상기 적층된 복수개의 배터리 서브모듈을 고정 및 지지하는 적어도 하나의 고정 빔을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 모듈 각각은, 상기 적층된 복수개의 배터리 서브모듈을 보호하기 위한 보호 커버부를 더 포함하고, 상기 보호 커버부는, 상기 적층된 복수개의 배터리 서브모듈의 외면 중 상기 복수개의 배터리 서브모듈이 적층되는 방향 양측에 위치된 전면 커버부, 후면 커버부 및 상기 배터리 서브모듈의 전극 탭이 돌출되는 측에 위치된 측면 커버부를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 모듈 각각은, 상기 전면 커버부에 결합되고, 외주면의 적어도 일부가 내측으로 함입되어 형성된 걸림 홈을 포함하는 적어도 하나의 걸림 나사를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 모듈 각각은, 상기 측면 커버부의 적어도 일부가 상기 배터리 서브모듈 측으로 함입되어 형성된 파지 홈을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 모듈 각각은, 상기 복수개의 배터리 서브모듈에서 상호 인접한 상기 배터리 서브모듈 적어도 하나 마다 개재된 탄성패드를 포함할 수 있다.
상기 적층된 복수개의 배터리 모듈의 상측 또는 하측에 위치되어 상기 복수개의 배터리 모듈을 방열하는 냉각팬(fan);을 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 배터리 모듈 상호 간은 소정 간격을 두고 적층되며, 상기 소정 간격은, 상기 냉각팬(fan)이 위치된 상측 또는 하측 중 어느 한 측에서 나머지 일측으로 갈수록 점차 증가할 수 있다.
상기 냉각팬(fan)은 상기 적층된 복수개의 배터리 모듈의 상측 또는 하측에서 상기 배터리 서브모듈이 적층되는 방향 중 일측에 위치되고, 상기 하우징의 상기 복수개의 배터리 모듈이 적층되는 방향에 수직한 둘레면 중 상기 냉각팬(fan)이 위치된 측 폐쇄면은 상기 복수개의 배터리 모듈과 기 결정된 간격으로 이격될 수 있다.
상기 배터리 서브모듈 각각에서 상기 적어도 하나의 냉각부재 양측의 상기 복수개의 배터리 셀 중 상호 대향하는 배터리 셀 간은 직렬 또는 병렬 연결되고, 상기 배터리 모듈 각각에서 상기 복수개의 배터리 서브모듈 상호 간은 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 하우징에 수용되는 배터리 모듈 각각의 복수개의 배터리 셀들의 냉각효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 복수개의 배터리 셀과 접촉된 냉각부재가 외부의 냉매(외기)와 직접 접촉되는 바, 냉각효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 하나의 배터리 모듈 내에 종래보다 두 배 이상의 배터리 셀을 구비 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 배터리 모듈마다 설치되는 모듈 제어기 및 각 배터리 모듈에 포함되는 연결 버스바 등의 배터리 랙 구성부재 개수가 감소하여 제조 간 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 각각의 배터리 모듈 내에서 복수개의 배터리 서브모듈 연결 작업 간 사고 위험을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 전체 배터리 랙의 일측에 냉각팬(fan)이 구비되어 복수개의 배터리 모듈을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 전체 배터리 랙의 일측에 냉각팬(fan)이 구비된 경우에 복수개의 배터리 모듈을 균일하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 복수개의 배터리 셀을 수용하기 위한 별도의 모듈 케이스 없이도 충분한 구조적 내구성을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 하나의 배터리 랙 당 배터리 모듈의 수를 종래보다 1/2 내지 1/3로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 에너지 저장 시스템 ESS 용 고전압 배터리 랙 시스템을 효율적으로 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에 포함되는 배터리 서브모듈의 분해사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에 포함되는 배터리 서브모듈을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에서 배터리 서브모듈 및 고정 빔의 결합 상태를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에서 복수개의 배터리 서브모듈 간 전기적 연결 구조를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에 포함되는 버스바 결합체를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에서 전면 커버부가 분해된 모습을 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에서 후면 커버부가 분해된 모습을 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙에 배치된 복수개의 배터리 모듈이 방열되는 모습을 측면에서 개략적으로 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 전면을 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에 포함되는 배터리 서브모듈의 분해사시도
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에 포함되는 배터리 서브모듈을 나타낸 도면
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈에서 배터리 서브모듈 및 고정 빔의 결합 상태를 나타낸 도면
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈을 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(rack)(1)을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 배터리 랙(1)은 하우징(20), 하우징(20)에 적층된 복수개의 배터리 모듈(10) 및 복수개의 배터리 모듈(10) 간을 전기적으로 연결하는 연결부재(30)를 포함할 수 있다.
이 때, 상술한 하우징(20)은 상술한 복수개의 배터리 모듈(10)이 적층되는 방향의 수직한 둘레면 중 적어도 일부가 밀폐될 수 있고, 상술한 둘레면 중 나머지는 개방될 수 있다. 특히, 배터리 모듈(10)의 전면이 위치된 측면은 개방되어 배터리 랙(1) 설치 작업 간 작업자는 복수개의 배터리 모듈(10)을 하우징(20) 내에 용이하게 설치할 수 있다.
한편, 상술한 하우징(20)의 둘레면 중 밀폐된 폐쇄면(21)에 관한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
나아가, 복수개의 배터리 모듈(10) 상호 간은 연결부재(30)에 의해 전기적으로 연결될 수 있고, 바람직하게는, 상호 직렬 연결됨으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)은 복수개의 배터리 모듈(10)을 제어하는 배터리 랙 제어기(50)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상술한 복수개의 배터리 모듈(10)은 연결부재(30)를 통해 배터리 랙 제어기(50)와 연결될 수 있고, 배터리 랙 제어기(50)는 복수개의 배터리 모듈(10) 중 어느 하나에 단락이 발생하는 경우, 고전압의 전기적 연결을 끊어줌으로써 화재, 폭발 등의 안전사고를 예방할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)에 포함되는 복수개의 배터리 모듈(10) 각각은 상호 적층된 복수개의 배터리 서브모듈(100)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상술한 배터리 모듈(10)은 상호 대면하여 적층된 복수개의 배터리 서브모듈(100) 및 적층된 복수개의 배터리 서브모듈(100)을 보호하는 보호 커버부(200)를 포함할 수 있다.
한편, 보호 커버부(200)는 복수개의 배터리 서브모듈(100)의 외면 중 상술한 복수개의 배터리 서브모듈(100)이 적층되는 방향 양측에 위치한 전면 커버부(210) 및 후면 커버부(220)를 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 복수개의 배터리 서브모듈(100), 전면 커버부(210) 및 후면 커버부(220)는 상호 평행하게 위치될 수 있다.
또한, 상술한 배터리 모듈(10)에서 적층된 복수개의 배터리 서브모듈(100)의 외면 중 전면 커버부(210) 및 후면 커버부(220) 측을 제외한 나머지 측면은 외부로 개방되어 노출될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 후술할 배터리 셀(110)의 전극 탭(112)이 돌출된 측면은 측면 커버부(230)에 의해 외부 이물질로부터 보호될 수 있다.
즉, 도면상 배터리 모듈(10)의 전면, 후면 및 측면을 제외한 상면 및 하면은 노출될 수 있고, 후술할 냉각부재(120)의 적어도 일부는 배터리 모듈(10)의 외부로 노출되어 복수개의 배터리 셀(도 3에 도시됨)을 효과적으로 방열할 수 있다.
또한, 배터리 모듈(10)의 전면에는 상술한 연결부재(30)와 연결되어 복수개의 배터리 모듈(10) 간을 전기적으로 연결할 수 있는 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)가 형성될 수 있다. 이 때, 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)는 배터리 모듈(10) 전면의 일측에 함께 형성됨으로써 작업자는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 설치 및 관리를 용이하게 할 수 있다.
한편, 배터리 모듈(10) 각각은 상술한 측면 커버부(230)의 적어도 일부가 복수개의 배터리 서브모듈(100)이 적층되는 방향을 따라 복수개의 배터리 서브모듈(100) 측으로 함입되어 형성된 파지 홈(231)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)은 복수개의 배터리 서브모듈(100)이 적층되어 형성될 수 있고, 이 때, 적층된 복수개의 배터리 서브모듈(100) 고정 프레임(130)의 상측 모서리(edge) 부분 및 측면 커버부(230) 사이에는 소정 공간이 배터리 모듈(10)의 내측으로 함입되어 형성될 수 있다. 즉, 측면 커버부(230)의 상단에 배터리 서브모듈(100)이 적층되는 방향을 따라 파지 홈(231)이 형성될 수 있다.
이를 통해, 사용자 또는 작업자는 상술한 파지 홈(231)을 파지함으로써 배터리 모듈(10)을 용이하게 들어올릴 수 있게 되고, 배터리 모듈(10)의 운반 및 설치 간 작업 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)은 전면 커버부(210)에 결합될 수 있는 적어도 하나의 걸림 나사(600)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 걸림 나사(600)는 외주면의 적어도 일부가 내측으로 함입되어 형성된 걸림 홈(610)을 포함할 수 있고, 이를 통해, 사용자 또는 작업자는 갈고리 형상으로 형성된 손잡이 등의 걸림부재(미도시 됨)를 상술한 걸림 홈(610)에 걸어서 배터리 모듈(10)을 이동시킬 수 있다.
즉, 사용자 또는 작업자는 배터리 모듈(10) 전면에 결합된 걸림 나사(600)의 걸림홈(610)에 손잡이 등의 걸림부재를 걸어 밀거나 당김으로써 배터리 모듈(10)을 수평 방향으로 용이하게 이동시킬 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1) 설치 간 배터리 모듈(10)의 설치 및 이동을 용이하게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)에 포함되는 배터리 서브모듈(100)의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)에 포함되는 배터리 서브모듈(100)을 나타낸 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 상술한 복수개의 배터리 서브모듈(100) 각각은 적어도 하나의 냉각부재(120) 및 적어도 하나의 냉각부재(120)를 사이에 두고 양측에 위치된 복수개의 배터리 셀(110)을 포함할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)에 포함되는 복수개의 배터리 셀(110) 각각은 셀 바디(111) 및 셀 바디(111)의 일측에서 돌출 형성된 전극 탭(112)을 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 서브모듈(100)은 두 개의 전극 탭(112)이 셀 바디(111)의 일측에서 돌출된 단방향 극 배터리 셀(110)을 기준으로 서술하나, 양방향 극 배터리 셀(110')을 포함하는 본 발명의 다른 실시예예 따른 배터리 랙에 대해서는 후술하도록 한다.
또한, 상술한 복수개의 배터리 셀(110)은 나란히 배치된 적어도 하나의 냉각부재(120)의 양측 각각에 적어도 두 개씩 위치될 수 있다. 즉, 복수개의 배터리 서브모듈(100) 각각은 적어도 네 개의 배터리 셀(110)을 포함할 수 있다.
이 때, 복수개의 배터리 서브모듈(100) 각각은 적어도 두 개의 냉각부재(120)를 포함할 수 있고, 배터리 서브 모듈(100) 양측 중 일측의 적어도 두 개의 배터리 셀(110) 각각은 적어도 두 개의 냉각부재(120) 각각에 대응되어 위치될 수 있다.
나아가, 상술한 복수개의 배터리 셀(110)은 적어도 하나의 냉각부재(120)에 면상 접촉될 수 있다. 구체적으로, 상술한 적어도 하나의 냉각부재(120) 각각은 플레이트 형상으로 형성되어 적어도 하나의 배터리 셀(110)과 면상 접촉되는 접촉부(121) 및 접촉부(121)의 적어도 일단에서 접촉부(121)에 대해 소정 각도로 연장 형성된 노출부(122)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 노출부(122)는 접촉부(121)의 적어도 일단에서 접촉부(121)에 수직하게 연장 형성될 수 있다. 이를 통해, 냉각부재(120)의 노출부(122)는 배터리 서브모듈(100)의 상면 및 하면을 형성하며 외부로 노출될 수 있고, 외부에 노출된 노출부(122)는 외기와 접촉되어 대류 열전달이 이루어 질 수 있다. 상술한 도 2를 참조하면, 배터리 모듈(10)에서 냉각부재(120)의 노출부(122)가 외부로 노출된 형태를 확인할 수 있다.
또한, 냉각부재(120)는 알루미늄(Al) 등의 열전도성이 높은 재질로 형성되어 냉각부재(120)에 접촉된 복수개의 배터리 셀(110)을 냉각시킬 수 있고, 복수개의 배터리 셀(110)은 열전도성이 높은 냉각부재(120)의 접촉부(121)에 넓은 면적으로 직접 면상 접촉됨에 따라 외부로 노출된 노출부(122)를 통해 효과적으로 냉각될 수 있다. 배터리 셀(110)의 냉각 방식에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
한편, 상술한 적어도 하나의 냉각부재(120)의 개수는 복수개의 배터리 셀(110) 중 적어도 하나의 냉각부재(120)의 일측에 접촉되는 배터리 셀(110)의 개수에 대응되어 결정될 수 있다.
즉, 하나의 배터리 서브모듈(100) 일측에 배터리 셀(110) 두 개가 위치되어 적어도 하나의 냉각부재(120)에 접촉되는 경우, 복수개의 배터리 서브모듈(100) 각각은 두 개의 냉각부재(120)를 포함할 수 있고, 두 개의 배터리 셀(110) 각각은 상술한 두 개의 냉각부재(120) 각각의 접촉부(121)에 각각 면상 접촉될 수 있다.
또한, 하나의 배터리 서브모듈(100)에서 상술한 두 개의 냉각부재(120)는 상호 동일 평면상에 나란히 배치될 수 있다. 구체적으로, 두 개의 냉각부재(120)의 접촉부(121)가 상호 동일 평면상에 위치될 수 있도록 나란하게 위치될 수 있고, 그에 따라 두 개의 냉각부재(120) 일측의 두 개의 배터리 셀(110) 역시 상호 나란히 위치될 수 있다. 상술한 도 2를 참조하면, 냉각부재(120)는 복수개의 배터리 서브모듈(100)의 적층 방향을 따라 좌우 양측으로 나란히 배치됨을 알 수 있다.
이를 통해, 하나의 냉각부재(120) 양측에는 각각 하나의 배터리 셀(110)이 접촉되는 바, 하나의 배터리 서브모듈(100) 일측에서 냉각부재(120)를 통한 적어도 두 개의 배터리 셀(110) 간의 통전 가능성을 차단할 수 있다.
다만, 배터리 서브모듈(100)에 포함되는 배터리 셀(110)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 냉각부재(120) 양측 각각에 겹쳐진 상태의 두 개 이상의 배터리 셀(110)이 위치될 수 있고, 이 경우, 하나의 배터리 서브모듈(100)이 여덟 개의 배터리 셀(110)을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 복수개의 배터리 서브모듈(100) 각각은 적어도 하나의 냉각부재(120) 및 복수개의 배터리 셀(110)을 고정 및 지지하는 고정 프레임(130)을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상술한 고정 프레임(130)은 적어도 하나의 냉각부재(120)를 상호 나란하게 위치될 수 있도록 고정 및 지지하는 제1 고정 프레임(131) 및 하나의 배터리 서브모듈(100)의 최외측에 위치되어 제1 고정 프레임(131)과 결합 가능하며, 제1 고정 프레임(131)과 결합됨에 따라 적어도 하나의 냉각부재(120)에 접촉된 복수개의 배터리 셀(110)을 고정 및 지지할 수 있는 제2 고정 프레임(132)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 고정 프레임(132)은 복수개의 배터리 셀(110)이 위치되는 부분이 개방되어 복수개의 배터리 셀(110)의 셀 바디(111) 중 냉각부재(120)에 접촉되지 않는 일측면이 외부로 노출될 수 있다.
구체적으로, 상술한 제1 고정 프레임(131)은 적어도 두 개의 냉각부재(120)를 상호 나란하게 위치되도록 고정 및 지지할 수 있다. 이 때, 제1 고정 프레임(131) 및 제2 고정 프레임(132)은 절연 재질로 형성될 수 있는 바, 제1 고정 프레임(131)에 위치된 적어도 두 개의 냉각부재(120) 사이의 통전 가능성을 차단할 수 있다. 이를 통해, 적어도 두 개의 냉각부재(120) 각각에 접촉된 적어도 두 개의 배터리 셀(110) 간(즉, 도면상 좌우 양측의 배터리 셀(110) 간)이 냉각부재(120)를 통해 전기적으로 연결되는 문제를 차단할 수 있다.
나아가, 제1 고정 프레임(131)은 복수개의 배터리 셀(110)의 전극 탭(112)과 접촉되는 위치에 형성되고 각각이 적어도 하나의 체결축(1311)을 포함하는 적어도 하나의 단자부(1310)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상술한 적어도 하나의 단자부(1310)는 하나의 배터리 서브모듈(100) 일측에 위치된 적어도 두 개의 배터리 셀(110)의 전극 탭(112) 개수에 대응하는 개수로 형성될 수 있고, 단자부(1310) 각각의 양측에는 냉각부재(120) 양측에 위치되어 상호 대향하는 배터리 셀(110)의 전극 탭(112)이 후술할 제1 버스바(510) 등을 통해 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 상술한 냉각부재(120) 양측의 상호 대향하는 배터리 셀(110)의 전극 탭(112)은 동일한 전극으로 형성되어 병렬 연결될 수 있다.
한편, 제1 고정 프레임(131) 및 제2 고정 프레임(132)이 결합된 고정 프레임(130)은 후술할 적어도 하나의 고정 빔(300)에 대응되는 위치에 형성되어 상술한 적어도 하나의 고정 빔(300)을 삽탈 가능한 적어도 하나의 빔 삽입구(133)를 포함할 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 서브모듈(100)은 2중, 3중 또는 그 이상의 배터리 셀(110)을 동일 평면상에 위치시킬 수 있는 바, 하나의 배터리 모듈(10) 당 구비되는 배터리 셀(110)의 개수가 종래에 비해 비약적으로 증대될 수 있고, 하나의 배터리 랙(1) 당 배터리 모듈(10)의 수를 종래보다 1/2 내지 1/3로 줄일 수 있어 전체 배터리 랙(1)의 에너지 밀도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)에서 배터리 서브모듈(100) 및 고정 빔(300)의 결합 상태를 나타낸 도면이다. 이 때, 도 5는 이해의 편의를 위해 고정 빔(300)에 배터리 서브모듈(100) 하나만 결합된 상태를 도시하였으나, 복수개의 배터리 서브모듈(100)이 상호 적층된 상태에서 동일한 방식으로 고정 빔(300)과 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)에 포함되는 복수개의 배터리 모듈(10) 각각은 적층된 복수개의 배터리 서브모듈(100)을 고정 및 지지하는 적어도 하나의 고정 빔(300)을 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 적어도 하나의 고정 빔(300)은 배터리 서브모듈(100)의 고정 프레임(130)에 형성된 적어도 하나의 빔 삽입구(133)에 삽입되어 배터리 서브모듈(100)을 고정 및 지지할 수 있다. 한편, 상술한 고정 빔(300)은 스틱(stick) 형상으로 형성되어 복수개의 배터리 서브모듈(100)이 적층되는 방향을 따라 길게 형성될 수 있고, 이 때, 고정 빔(300)의 단면은 사각형 등 적어도 하나의 각을 구비하도록 형성되어 복수개의 배터리 서브모듈(100)을 용이하게 고정 및 지지할 수 있다.
위와 같이, 적층된 복수개의 배터리 서브모듈(100)은 적어도 하나의 고정 빔(300)에 고정되어 적층된 상태로서 유지될 수 있고, 외면을 감싸는 별도의 케이스 등의 구성 없이도 그 구조적 강성을 확보할 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(10)의 전체 무게가 감소되어 운반 및 설치가 용이하고 배터리 모듈(10) 제조 간 비용을 절감할 수 있다.
한편, 도 5에는 6개의 고정 빔(300)이 배터리 서브모듈(100)의 빔 삽입구(133)에 삽입되어 위치된 형태로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 배터리 서브모듈(100) 간 구조적 강성을 유지할 수 있는 정도이면 충분하다.
한편, 적어도 하나의 고정 빔(300)은 상술한 전면 커버부(210) 및 후면 커버부(220)에 결합되어 고정될 수 있고, 복수개의 배터리 모듈(10) 각각은 복수개의 배터리 서브모듈(100)에서 상호 인접한 배터리 서브모듈(100) 적어도 하나 마다 개재된 탄성패드(400)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 탄성부재는 스웰링(swelling)에 의해 배터리 서브모듈(100) 내의 복수개의 배터리 셀(110)이 부푸는 것을 완화 할 수 있고, 외부 충격 및 진동 등이 배터리 셀(110)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수개의 배터리 서브모듈(100)이 적층되는 방향 양측에서 전면 커버부(210) 및 후면 커버부(220)가 위치된 상태로 고정되는 바, 복수개의 배터리 셀(110)이 복수개의 배터리 서브모듈(100)의 적층 방향으로 부푸는 것을 억제할 수 있다.
한편, 상술한 탄성부재는 배터리 서브모듈(100) 사이 마다 배치되는 것에 한정되지 않고, 배터리 서브모듈(100) 두 개 묶음 또는 세 개 묶음 사이 마다 배치되는 등 필요에 따라 선택될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 고정 빔(300) 및 전면 커버부(210)와 후면 커버부(220) 사이의 결합은 볼트 너트 체결, 리벳 체결 등을 통해 견고히 이루어질 수 있으나, 이는 예시적인 것으로, 특정 체결 방식에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)에서 복수개의 배터리 서브모듈(100) 간 전기적 연결 구조를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)에 포함되는 버스바 결합체(520)를 나타낸 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 먼저, 상술한 바와 같이, 하나의 배터리 서브모듈(100) 내에 위치하고, 동일한 냉각부재(120)에 접촉되어 상호 대향하는 배터리 셀(110) 간은 제1 버스바(510)를 통해 병렬 연결될 수 있다. 이 때, 제1 버스바(510)는 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 상호 대향하는 배터리 셀(110)의 전극 탭(112)과 레이저 용접 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있고, 상술한 단자부(1310)의 체결축(1311)에 체결된 상태에서 전기적 연결이 이루어질 수 있는 바, 작업이 용이할 수 있다.
다만, 이 때의 전기적 연결 방식은 레이저 용접에 한정되는 것은 아니고, 초음파 용접, 남땜 등이 이용될 수도 있고, 뿐만 아니라, 본드 등의 접착제나 볼트 나사 체결 등의 물리적 체결 방식에 의할 수도 있음은 통상의 기술자에 있어 자명할 것이다.
또한, 상술한 제1 버스바(510) 상호 간은 제2 버스바(521)에 의해 상호 직렬 연결될 수 있다. 이 때, 제2 버스바(521)는 도 7에 도시된 바와 같이, 버스바 프레임(522)과 일체로 결합되어 버스바 결합체(520)로 형성될 수 있고, 버스바 프레임(522)은 플라스틱 등의 절연재질로 형성되는 바, 제2 버스바(521) 간의 단락 가능성을 차단할 수 있다.
이를 통해, 작업자는 복수개의 제1 버스바(510) 간의 직렬 연결을 위해 낱개의 제2 버스바(521)를 하나씩 부착할 필요 없이, 단순히 하나의 버스바 결합체(520)를 복수개의 버스바 서브모듈(100)에 형성된 체결축(1311)에 체결하여 결합하면 되는 바, 복수개 서브모듈(100)의 직렬 연결 작업 간 발생할 수 있는 단락 가능성 및 안전사고 위험을 최소화 할 수 있다. 다만, 상술한 복수개의 제1 버스바(510) 상호 간의 전기적 연결은 직렬 연결에 한정되지 않고, 병렬 연결될 수도 있음은 통상의 기술자에게 있어 자명할 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)에 포함되는 복수개의 배터리 모듈(10) 각각은 복수개의 제1 버스바(510)와 연결되어 복수개의 배터리 서브모듈(100)의 전압 상태를 측정 및 확인할 수 있는 회로부(530)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 버스바 결합체(520) 및 회로부(530)는 단자부(1310)에 형성된 체결축(1311)에 체결될 수 있다.
구체적으로, 상술한 버스바 결합체(520)의 제2 버스바(521) 각각은 두 개의 체결홀(5210)을 포함할 수 있고, 단자부(1310)의 체결축(1311)이 제2 버스바(521)의 체결홀(5210)에 삽입될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 버스바 결합체(520)는 배터리 모듈(10)의 상측 및 하측에 위치되어 최상단 및 최하단의 체결축(1311)과 체결될 수 있고, 회로부(530)는 상측 및 하측의 버스바 결합체(520) 사이에 위치되어 상측 및 하측의 체결축(1311)과 체결될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)에서 전면 커버부(210)가 분해된 모습을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 배터리 모듈(10)에서 후면 커버부(220)가 분해된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8 및 9를 참조하면, 먼저, 상술한 바와 같이, 복수개의 배터리 서브모듈(100)의 적층되는 방향 양측 각각에 위치된 복수개의 배터리 셀(110) 상호 간은 직렬 연결될 수 있고, 상호 직렬 연결된 좌우 양측의 복수개의 배터리 셀(110) 간은 모듈 버스바(223)를 통해 직렬 연결될 수 있다.
구체적으로, 후면 커버부(220)는 배터리 서브모듈(100) 측에 위치되어 적층된 배터리 서브모듈(100)을 지지하는 후면 플레이트(221), 상술한 모듈 버스바(223) 및 모듈 버스바(223) 외측에 위치되어 외부 이물질 등으로부터 모듈 버스바(223)를 보호하고, 통전 가능성을 차단하는 후면 커버부재(222)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 적층되는 방향 양측의 복수개의 배터리 서브모듈(100)은 양측 각각이 상호 직렬 연결된 후 모듈 버스바(223)를 통해 다시 상호 직렬 연결될 수 있다.
한편, 상술한 전면 커버부(210)는 배터리 서브모듈(100) 측에 위치되어 적층된 배터리 서브모듈(100)을 지지하는 전면 플레이트(211), 배터리 모듈(10)을 제어하는 BMS모듈(214), 상술한 적층된 복수개 배터리 서브모듈(100)에서 적층되는 방향 양측 중 일측의 배터리 모듈(10) 전면 측 제1 버스바(510)와 상술한 제2 단자(12)부를 전기적으로 연결하는 고전압 연결부재(213) 및 BMS모듈(214)(BMS : Battery Management System)과 고전압 연결부재(213) 등을 외부 이물질로부터 보호하는 전면 커버부재(212)를 포함할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)에서 복수개의 배터리 모듈(10) 각각에 설치된 상술한 BMS모듈(214) 각각은 상호 연결되며 상술한 배터리 랙 제어기(50)에 연결될 수 있다. 이를 통해, 배터리 랙 제어기(50)는 복수개의 배터리 모듈(10)에 설치된 BMS모듈(214)을 통해 전체 배터리 모듈(10)을 제어할 수 있다.
또한, 상술한 고전압 연결부재(213)에는 수동으로 개폐됨에 따라 배터리 모듈(10) 내 전압 인가 여부를 선택할 수 있는 MSD모듈(215)(MSD : Manual Service Device)이 부착될 수 있다.
위와 같이, 배터리 모듈(10)의 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)는 고전압 연결부재(213) 등을 통해 일측에 함께 위치되는 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 설치 및 복수개의 배터리 모듈(10) 연결 간 작업이 용이해질 수 있고, 고전압 연결부재(213)에 설치된 MSD모듈(215) 등을 통해 배터리 모듈(10) 설치, 운송 시 고전압의 제1 단자(11) 및 제2 단자(12)에 의한 안전 사고를 예방할 수 있다.
한편, 후면 플레이트(221)와 후면 커버부재(222) 상호 간 및 전면 플레이트(211)와 전면 커버부재(212) 상호 간은 볼트 등에 의해 나사 체결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)에 배치된 복수개의 배터리 모듈(10)이 냉각되는 모습을 측면에서 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 전면을 나타낸 도면이다.
도 10 및 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)은 적층된 복수개의 배터리 모듈(10)의 상측 또는 하측에 위치되어 복수개의 배터리 모듈(10)을 방열하는 냉각팬(40)(fan)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 냉각팬(40)은 적층된 복수개의 배터리 모듈(10) 최상단에 위치되어 외기의 흡입 또는 배출을 통해 하우징(20) 내부의 복수개 배터리 모듈(10)을 냉각시킬 수 있다. 이 때, 복수개의 배터리 모듈(10) 각각의 상면 및 하면에는 상술한 바와 같이 냉각부재(120)의 노출부(122)가 노출되어 있는 바, 배터리 모듈(10)의 냉각 효율이 증대될 수 있다.
즉, 복수개의 배터리 셀(110) 각각은 면상 접촉된 냉각부재(120)에 의해 직접 냉각될 수 있고, 이 때의 냉각부재(120)는 냉각팬(40)에 의해 상호 인접한 배터리 모듈(10) 사이의 공간(틈)으로 유입된 외기를 통해 냉각되어 이중 냉각이 이루어지는 바, 복수개의 배터리 셀(110)을 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 특히, 상술한 냉각 과정에서 냉각부재(120)는 배터리 모듈(10) 각각의 상면 및 하면에 노출되어 외부로부터 유입된 외기 등의 냉매에 직접 접촉되어 대류 열전달이 이루어질 수 있고, 상술한 바와 같이 배터리 모듈(10)의 상면 및 하면을 이루며 노출되는 바, 넓은 면적에서 외기에 의한 냉각이 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 냉각팬(40)은 상술한 배터리 랙 제어기(50)에 설치되어 적층된 복수개의 배터리 모듈(10) 상측 또는 하측에 위치될 수도 있으며, 상술한 냉각팬(40)은 복수개의 배터리 모듈(10) 상측 또는 하측에서 두 개 이상이 함께 배치될 수도 있다.
또한, 복수개의 배터리 모듈(10) 상호 간은 소정 간격(d1)을 두어 적층될 수 있다. 이 때의 소정 간격(d1)은 냉각팬(40)(fan)이 위치된 배터리 모듈(10)의 적층 방향 일측에서 타측으로 갈수록 점차 증가하게 형성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)에 구비된 냉각팬(40)은 복수개의 배터리 모듈(10)의 상측 또는 하측 중 일측에만 위치되는 바, 냉각팬(40)의 위치에 따라 배터리 모듈(10) 각각에 유동되는 외기 유량이 달라질 수 있다. 하지만, 상술한 바와 같이, 복수개의 배터리 모듈(10) 간의 간격(d1)이 냉각팬(40)이 설치된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 증가되는 바(즉, 도면상 d11 > d12 > d13 > d14 > d15 > d16 > d17), 인접한 배터리 모듈(10) 사이에 흐르는 외기의 유량은 균등하게 유지될 수 있고, 복수개의 배터리 모듈(10)이 모두 균일하게 냉각될 수 있다.
이 때, 상술한 배터리 모듈(10) 간의 간격(d1)은 2mm 내지 30mm의 크기로 형성되어 복수개의 배터리 모듈(10)을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
한편, 상술한 냉각팬(40)은 적층된 복수개의 배터리 모듈(10)의 상측 또는 하측에서 배터리 서브모듈(100)이 적층되는 방향 중 일측 또는 양측에 위치될 수 있다. 나아가, 냉각팬(40)이 적층된 복수개의 배터리 모듈(10)의 상측 또는 하측에서 배터리 서브모듈(100)이 적층되는 방향 중 일측(즉, 배터리 랙(1)의 전방 또는 후방)에 위치되는 경우, 하우징(20)의 복수개의 배터리 모듈(10)이 적층되는 방향에 수직한 둘레면 중 냉각팬(40)이 위치된 측 폐쇄면(21)은 복수개의 배터리 모듈(10)과 기 결정된 간격(d2)으로 이격될 수 있다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 냉각팬(40)은 배터리 랙 제어기(50)와 함께 복수개의 배터리 모듈(10)의 상측에서 배터리 모듈(10) 배면 측에 위치될 수 있고, 하우징(20)에서 복수개의 배터리 모듈(10)이 적층되는 방향에 수직한 둘레면(도면상 지면에 수직한 둘레면) 중 냉각팬(40)이 위치된 배터리 모듈(10)의 배면 측 폐쇄면(21)은 적층된 복수개의 배터리 모듈(10)과 기 결정된 간격(d2)으로 이격 배치될 수 있다.
이 때, 상술한 하우징(20)의 폐쇄면(21)은 개방되지 않은 평면 플레이트 형상으로 형성되어 배터리 랙(1) 전면 측의 배터리 모듈(10) 사이의 공간으로 유입된 외기가 외부로 빠져나가지 않게 할 수 있고, 유입된 외기가 냉각팬(40) 측으로 유동될 수 있도록 유로를 형성할 수 있다. 한편, 상술한 폐쇄면(21)의 기 결정된 간격(d2)은 10mm 내지 100mm의 크기로 형성될 수 있고, 바람직하게는 40mm로 형성되어 복수개 배터리 모듈(10)의 냉각 효율을 극대화 할 수 있다.
한편, 도 10의 개략도에 도시된 화살표의 방향은 냉각팬(40)이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1) 내부의 공기를 흡입(suction)하여 외부로 배기하는 경우의 외기 유체의 이동 방향을 나타낸 것으로, 반대로, 냉각팬(40)이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1) 외부의 공기를 흡입하여 내부로 유동시킬 경우, 유체의 이동 방향은 반대로 형성 될 수 있다.
또한, 도 10의 우측 확대도를 참조하면, 배터리 셀(110)에서 발생한 열이 냉각부재(120)의 접촉부(121)를 통해 노출부(122)로 방출됨을 알 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)은 복수개의 배터리 모듈(10)이 적층되는 방향의 일측에만 위치되어 복수개의 배터리 모듈(10) 전체를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 바, 냉각팬(40)의 제어가 용이하게 이루어질 수 있으며, 종래의 배터리 모듈(10)마다 냉각팬(40)이 설치되는 경우에 비하여 설치 및 유지 간 비용이 크게 절감될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈(10')에 포함되는 배터리 서브모듈(100')의 분해사시도이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈(10')에 포함되는 배터리 서브모듈(100')을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙에 포함되는 배터리 모듈(10')의 복수개의 배터리 셀(110')은 두 개의 전극 탭(112)이 셀 바디(111)의 일측에서 돌출된 단방향 극 배터리 셀(110)이 아닌 두 개의 전극 탭(112') 각각이 셀 바디(111')의 양측에서 돌출된 양방향 극 배터리 셀(110')로 구성될 수 있다. 이 때, 냉각부재(120) 및 배터리 셀(110')의 접촉 구조는 제1 고정 프레임(131') 및 제2 고정 프레임(132')이 결합되어 형성된 고정 프레임(130')을 통해 고정 및 지지될 수 있다.
구체적으로, 배터리 서브모듈(100')을 형성하는 복수개의 배터리 셀(110')은 양방향 극 배터리 셀(110')로 형성될 수 있고, 그에 따라, 적어도 하나의 냉각부재(120') 및 냉각부재(120') 일측에 접촉되는 배터리 셀(110')은 배터리 서브모듈(100')이 적층되는 방향을 따라 상하 양측으로 나란히 배치될 수 있다. 이 때, 양방향 극 배터리 셀(110')과 접촉되는 냉각부재(120')의 경우, 하나의 냉각부재(120') 상하측에 노출부(122')가 형성되는 것이 아닌, 일측에만 노출부(122')가 형성될 수 있다. 적어도 두 개의 냉각부재(120')가 구비되어 배터리 서브모듈(100') 상측 및 하측에 위치될 수 있는 바, 적어도 하나의 냉각부재(120')의 노출부(122')는 배터리 모듈(10')의 상면 및 하면을 형성할 수 있다.
다만, 냉각부재(120')의 노출부(122')가 일측에만 형성되는 경우에도, 양방향 극 배터리 셀(110')의 길이가 단방향 극 배터리 셀(110)의 길이보다 2배로 형성되는 바, 냉각부재(120')의 노출부(122') 역시 상술한 단방향 극 배터리 셀(110)과 접촉되는 냉각부재(120)의 노출부(122)에 비해 2배의 크기로 형성될 수 있고, 단위 배터리 셀(110, 110') 당 냉각부재(120, 120') 노출부(122, 122')의 노출 면적은 유사한 바, 냉각부재(120')에 의한 냉각 효과 역시 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)과 유사하다.
냉각부재(120') 및 배터리 셀(110')의 접촉 및 냉각 등에 대한 구체적인 내용은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)의 단방향 극 배터리 셀(110)의 경우와 동일한 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈(10')에서 배터리 서브모듈(100') 및 고정 빔(300')의 결합 상태를 나타낸 도면이고, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈(10')을 나타낸 도면이다.
도 14 및 15를 참조하면, 상술한 배터리 서브모듈(100')은 복수개 형성되어 고정 빔(300')을 통해 구조적으로 고정 및 지지될 수 있다. 이 때, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)과 같이, 배터리 서브모듈(100') 사이 마다 또는 배터리 서브모듈(100') 두 개 묶음 마다 탄성패드(400')가 개재되어 복수개의 배터리 셀(110')이 부푸는 것을 방지할 수 있다.
위와 같이, 복수개의 배터리 서브모듈(100')을 고정하여 배터리 모듈(10')을 구성하기 위한 구조 및 형상은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)과 동일한 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 복수개의 배터리 서브모듈(100') 간 역시 상술한 버스바 결합체(520')에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있는데, 이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈(10')의 경우, 배터리 서브모듈(100')이 양방향 극 배터리 셀(110')을 포함하는 바, 도면상 상측에 위치된 복수개의 배터리 셀(110')끼리 상호 직렬 연결될 수 있고, 도면상 하측에 위치된 복수개의 배터리 셀(110')끼리 상호 직렬 연결되어 상술한 모듈 버스바(223)와 같은 구성을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 배터리 모듈(10')의 전면 커버부(210'), 후면 커버부(220'), 측면 커버부(230')에 관한 특징 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 랙의 냉각 방식은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(1)과 동일한 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 배터리 랙
10, 10' : 배터리 모듈
11 : 제1 단자
12 : 제2 단자
20 : 하우징
21 : 폐쇄면
30 : 연결부재
40 : 냉각팬
50 : 랙 제어기
100, 100' : 배터리 서브모듈
110, 110' : 배터리 셀
111, 111' : 셀 바디
112, 112' : 전극 탭
120, 120' : 냉각부재
121, 121' : 접촉부
122, 122' : 노출부
130, 130' : 고정 프레임
131, 131' : 제1 고정 프레임
1310 : 단자부
1311 : 체결축
132, 132' : 제2 고정 프레임
133 : 빔 삽입구
200 : 보호 커버부
210, 210' : 전면 커버부
211 : 전면 플레이트
212 : 전면 커버부재
213 : 고전압 연결부재
214 : BMS모듈
215 : MSD모듈
220, 220' : 후면 커버부
221 : 후면 플레이트
222 : 후면 커버부재
223 : 모듈 버스바
230, 230' : 측면 커버부
231 : 파지 홈
300, 300' : 고정 빔
400, 400' : 탄성패드
510 : 제1 버스바
520 : 버스바 결합체
521 : 제2 버스바
5210 : 체결홀
522 : 버스바 프레임
530 : 회로부
600 : 걸림 나사
610 : 걸림 홈
d1, d11, d12, d13, d14, d15, d16, d17 : 배터리 모듈의 상호 간의 적층 방향 간격
d2 : 하우징의 배면 및 배터리 모듈 배면 간의 간격

Claims (17)

  1. 하우징; 및
    상기 하우징에 적층된 복수개의 배터리 모듈;을 포함하고,
    상기 복수개의 배터리 모듈 각각은,
    상호 적층된 복수개의 배터리 서브모듈을 포함하고,
    상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은,
    한 평면상에 서로 이격되어 배치되는 복수개의 냉각부재;
    상기 복수개의 냉각부재를 고정 및 지지하되, 상기 복수개의 냉각부재 중 서로 인접한 냉각부재 사이에 배치되는 스페이서를 구비하는, 제1 고정 프레임; 및
    상기 평면을 사이에 두고 상기 복수개의 냉각부재 각각의 양측에 위치된 복수개의 배터리 셀;을 포함하는, 배터리 랙.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 셀 각각은 상기 복수개의 냉각부재 중 적어도 하나에 면상 접촉된, 배터리 랙.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 냉각부재 각각은,
    상기 복수개의 배터리 셀이 접촉된 접촉부; 및
    상기 접촉부의 적어도 일단에서 상기 접촉부에 대해 소정 각도로 연장 형성된 노출부;를 포함하는, 배터리 랙.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈 각각의 적어도 일면에는 상기 노출부가 외부로 노출된, 배터리 랙.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은,
    상기 제1 고정 프레임을 구비하고, 상기 복수개의 배터리 셀을 고정 및 지지하는 고정 프레임을 더 포함하는, 배터리 랙.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 서브모듈 각각은,
    상기 제1 고정 프레임과 결합 가능하여 상기 복수개의 배터리 셀의 위치를 고정 및 지지하는 제2 고정 프레임을 포함하는, 배터리 랙.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈 각각은,
    상기 적층된 복수개의 배터리 서브모듈을 고정 및 지지하는 적어도 하나의 고정 빔을 포함하는, 배터리 랙.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈 각각은,
    상기 적층된 복수개의 배터리 서브모듈을 보호하기 위한 보호 커버부를 더 포함하고,
    상기 보호 커버부는,
    상기 적층된 복수개의 배터리 서브모듈의 외면 중 상기 복수개의 배터리 서브모듈이 적층되는 방향 양측에 위치된 전면 커버부, 후면 커버부 및 상기 배터리 서브모듈의 전극 탭이 돌출되는 측에 위치된 측면 커버부를 포함하는, 배터리 랙.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈 각각은,
    상기 전면 커버부에 결합되고, 외주면의 적어도 일부가 내측으로 함입되어 형성된 걸림 홈을 포함하는 적어도 하나의 걸림 나사를 포함하는, 배터리 랙.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈 각각은,
    상기 측면 커버부의 적어도 일부가 상기 배터리 서브모듈 측으로 함입되어 형성된 파지 홈을 포함하는, 배터리 랙.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈 각각은,
    상기 복수개의 배터리 서브모듈 중 상호 인접한 두 상기 배터리 서브모듈에 개재된 탄성패드를 포함하는, 배터리 랙.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 적층된 복수개의 배터리 모듈의 상측 또는 하측에 위치되어 상기 복수개의 배터리 모듈을 방열하는 냉각팬(fan);을 더 포함하는, 배터리 랙.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 모듈 상호 간은 소정 간격을 두고 적층되며,
    상기 소정 간격은,
    상기 냉각팬(fan)이 위치된 상측 또는 하측 중 어느 한 측에서 나머지 일측으로 갈수록 점차 증가하는, 배터리 랙.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 냉각팬(fan)은 상기 적층된 복수개의 배터리 모듈의 상측 또는 하측에서 상기 배터리 서브모듈이 적층되는 방향 중 일측에 위치되고,
    상기 하우징의 상기 복수개의 배터리 모듈이 적층되는 방향에 수직한 둘레면 중 상기 냉각팬(fan)과 인접한 면은 상기 복수개의 배터리 모듈과 기 결정된 간격으로 이격된, 배터리 랙.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 서브모듈 각각에서 상기 복수개의 냉각부재 양측의 상기 복수개의 배터리 셀 중 상호 대향하는 배터리 셀 간은 직렬 또는 병렬 연결되고,
    상기 배터리 모듈 각각에서 상기 복수개의 배터리 서브모듈 상호 간은 직렬 또는 병렬 연결된, 배터리 랙.
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KR1020230123144A KR20230138436A (ko) 2018-04-26 2023-09-15 배터리 랙

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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6678302B2 (ja) * 2015-07-24 2020-04-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 温度調和ユニット、温度調和システム、車両
KR102580847B1 (ko) * 2018-04-26 2023-09-19 에스케이온 주식회사 배터리 랙
WO2020228928A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-19 Volvo Truck Corporation A system for arranging ecus in a chassis of a vehicle
KR20210004189A (ko) * 2019-07-03 2021-01-13 주식회사 엘지화학 방염 플레이트를 구비한 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
CN210744037U (zh) * 2019-11-21 2020-06-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 箱体、电池包及设备
DE102019218014A1 (de) * 2019-11-22 2021-05-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriemodulträger
WO2021174312A1 (en) * 2020-03-05 2021-09-10 3ME Technology Pty Ltd Apparatus, system and methods for batteries
KR20210155514A (ko) 2020-06-16 2021-12-23 주식회사 엘지에너지솔루션 Ess 랙의 설치 공정
KR102277341B1 (ko) * 2021-03-08 2021-07-14 주식회사 인투알 배터리 모듈 랙하우징의 연결 구조
KR102623527B1 (ko) * 2021-03-24 2024-01-10 주식회사 정우엔지니어링 에너지 저장장치의 내부온도 방열장치가 구비된 랙
KR20230126973A (ko) * 2022-02-24 2023-08-31 주식회사 엘지에너지솔루션 차단 플레이트를 포함하는 전지셀 어셈블리, 및 상기 전지셀 어셈블리를 포함하는 전지팩
WO2023188208A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 ビークルエナジージャパン株式会社 組電池
WO2023189101A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 パナソニックエナジ－株式会社 電源装置
EP4261966A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-18 Volocopter GmbH Battery cell module and arrangement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130183564A1 (en) * 2012-01-16 2013-07-18 Ford Global Technologies. Llc Vehicle battery system with non-uniformly spaced cells

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008166191A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Sanyo Electric Co Ltd 電池パック
JP2008282582A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Sanyo Electric Co Ltd 組電池
WO2009061451A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Enerdel, Inc. Battery assembly with temperature control device
JP2011507159A (ja) * 2007-12-05 2011-03-03 エナーデル、インク 温度制御装置を有する組電池
FR2929760B1 (fr) * 2008-04-08 2010-10-01 Vehicules Electr Soc D Batterie electrique comprenant des elements generateurs souples et un systeme de conditionnement mecanique et thermique desdits elements
JP5540070B2 (ja) * 2009-04-01 2014-07-02 エルジー・ケム・リミテッド 電池モジュール及び電池パック
JP2011065907A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Panasonic Corp 電池モジュール及びその製造方法並びに温度調整システム
US9083029B2 (en) * 2009-12-23 2015-07-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP2011171029A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Sanyo Electric Co Ltd 電池モジュール
KR101205181B1 (ko) * 2010-05-18 2012-11-27 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
CN103201876B (zh) * 2010-11-17 2015-11-25 本田技研工业株式会社 车辆用电池单元
KR101278506B1 (ko) 2011-04-25 2013-07-02 주식회사 엘지화학 전력 저장용 배터리 모듈의 랙 시스템
WO2012173351A2 (ko) * 2011-06-13 2012-12-20 주식회사 엘지화학 냉매의 분배 균일성이 향상된 전지팩
EP2763213B1 (en) * 2011-09-29 2016-12-28 LG Chem, Ltd. Battery pack having a novel cooling structure
DE102012224041B4 (de) * 2011-12-22 2022-02-03 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Modular erweiterbare Baugruppe für einen modularen Kraftfahrzeug-Batteriepack sowie solch ein Batteriepack
US9425444B2 (en) * 2012-01-16 2016-08-23 Ford Global Technologies, Llc Traction battery assembly with plenum arranged to promote development of more uniform pressure therein
US9166260B2 (en) 2012-04-25 2015-10-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
KR20130137972A (ko) 2012-06-08 2013-12-18 삼성메디슨 주식회사 서브 배터리팩, 이들을 구비하는 배터리팩, 이들을 사용하는 휴대용 초음파 진단장치, 및 이들이 위치하는 카트
GB2502976B (en) * 2012-06-11 2016-06-01 Jaguar Land Rover Ltd A vehicle battery pack
JP6015174B2 (ja) * 2012-07-05 2016-10-26 株式会社デンソー 電池ユニット
DE102013204180B4 (de) * 2013-03-12 2021-07-08 Robert Bosch Gmbh Einhausung zum Aufnehmen eines Zellpakets, Batterie, Verfahren zum Herstellen einer Batterie und Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffbauteils für eine Einhausung einer Batterie
US10020531B2 (en) * 2013-03-14 2018-07-10 Enerdel, Inc. Battery system with internal cooling passages
US9748548B2 (en) * 2013-07-30 2017-08-29 Johnson Controls Technology Company Pouch frame with integral circuitry for battery module
KR101709562B1 (ko) * 2013-07-31 2017-03-08 주식회사 엘지화학 전지모듈 어셈블리
US20150283965A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Maxwell Technologies, Inc. Methods and apparatuses for temperature control in energy storage devices
KR101743697B1 (ko) * 2014-04-14 2017-06-20 주식회사 엘지화학 냉각 유로와 벤팅 유로가 분리된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP6624364B2 (ja) * 2014-07-18 2019-12-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子機器収容ラックおよび蓄電池収容システム
US20180248238A1 (en) * 2014-09-15 2018-08-30 James O. Pinon Graphene enhanced cooling fin
US10312561B2 (en) * 2014-10-29 2019-06-04 Lg Chem, Ltd. Unit cell pack
CN107210398B (zh) * 2015-03-31 2021-05-25 三洋电机株式会社 电源装置以及具有该电源装置的车辆
DE102015212212A1 (de) * 2015-06-30 2017-01-05 Robert Bosch Gmbh Niederhalter zur Fixierung von Batteriezellen in einem Batteriesubmodul und Batteriesubmodul
US10147984B2 (en) * 2015-07-31 2018-12-04 SynCells, Inc. Portable and modular energy storage for multiple applications
KR102473767B1 (ko) * 2015-10-08 2022-12-02 현대모비스 주식회사 고전압 배터리 서브모듈
KR102490605B1 (ko) 2015-11-12 2023-01-19 현대모비스 주식회사 고전압 배터리 서브모듈
KR102501082B1 (ko) 2016-03-23 2023-02-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
SG11201809268QA (en) * 2016-04-20 2018-11-29 Corvus Energy Inc Backplane assembly with power and cooling substructures
KR102285283B1 (ko) * 2016-05-11 2021-08-03 에스케이이노베이션 주식회사 서브모듈 및 서브모듈을 포함하는 전지모듈
KR102235655B1 (ko) * 2016-06-17 2021-04-01 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지 팩
KR102235650B1 (ko) * 2016-06-17 2021-04-01 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지 모듈 및 이를 포함하는 이차 전지 팩
KR20180006581A (ko) * 2016-07-08 2018-01-18 현진이앤에스 주식회사 스마트 그리드용 배터리 랙 장치
EP3273500B1 (en) * 2016-07-21 2018-09-12 Samsung SDI Co., Ltd. Battery system
CN107785511B (zh) * 2016-08-30 2019-11-22 比亚迪股份有限公司 电池模组、动力电池包及汽车
US10615465B2 (en) * 2016-09-23 2020-04-07 Artisan Vehicle Systems Inc. Battery management system
CN110235274A (zh) * 2016-12-05 2019-09-13 三星Sdi株式会社 可去除的电池部件载体、包括可去除的电池部件载体的电池系统和包括电池系统的车辆
US20200127347A1 (en) * 2017-05-30 2020-04-23 General Electric Company Modular energy storage system with battery cooling
KR102569157B1 (ko) * 2018-04-26 2023-08-22 에스케이온 주식회사 센싱 기판 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102529524B1 (ko) * 2018-04-26 2023-05-09 에스케이온 주식회사 접지 사고를 검출하기 위한 제어 시스템 및 방법
KR102567708B1 (ko) * 2018-04-26 2023-08-16 에스케이온 주식회사 고전압 배터리 랙
KR102580847B1 (ko) * 2018-04-26 2023-09-19 에스케이온 주식회사 배터리 랙
US11569553B2 (en) * 2018-06-06 2023-01-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system configured to detect abnormal battery system conditions and method of the same
US10497996B1 (en) * 2018-12-12 2019-12-03 Cora Aero Llc Battery with liquid temperature controlling system
KR20200131022A (ko) * 2019-05-13 2020-11-23 현대모비스 주식회사 배터리 모듈 어셈블리 및 이의 제조 방법
KR20210069974A (ko) * 2019-12-04 2021-06-14 에스케이이노베이션 주식회사 셀케이스유닛 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR20210069975A (ko) * 2019-12-04 2021-06-14 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
DE102021102523A1 (de) * 2020-02-07 2021-08-12 Sk Innovation Co., Ltd. Batteriepack-untereinheit und batteriemodul enthaltend diese
KR20210114752A (ko) * 2020-03-11 2021-09-24 에스케이이노베이션 주식회사 에너지 저장 시스템
KR20220116890A (ko) * 2021-02-16 2022-08-23 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR20220118635A (ko) * 2021-02-19 2022-08-26 에스케이온 주식회사 배터리 팩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130183564A1 (en) * 2012-01-16 2013-07-18 Ford Global Technologies. Llc Vehicle battery system with non-uniformly spaced cells

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Publication number Publication date
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