KR20180060820A - Ess 배터리 팩 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 ESS 배터리 팩 케이스는, 적어도 2개의 플레이트들이 둘레 방향을 따라 서로 연결되게 상호 간 억지 끼움 방식으로 조립되어 중공을 형성하며, 상단부와 하단부가 개방된 형태로 마련되는 케이스 본체 및 상기 케이스 본체의 상단부를 커버하는 상부 커버 조립체와 상기 케이스 본체의 하단부를 커버하는 하부 커버 조립체를 포함할 수 있다.

Description

ESS 배터리 팩 케이스{Battery Pack Case for Energy Storage System}
본 발명은 배터리 팩 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단위 플레이트들을 조립함으로써 중대형 사이즈로 제작될 수 있는 ESS(Energy Storage System) 배터리 팩의 케이스에 관한 것이다.
최근 이차전지 제조업체들은 가정용 ESS(Energy Storage System) 팩을 신제품으로 내놓고 있다. 이들 ESS 팩은 리튬이온 배터리로 낮 동안 전력을 저장했다가 필요할 때 꺼내 사용해 전기료를 줄일 수 있도록 한다. 이를테면, 리튬이온 배터리에서 태양광 패널이나 풍력 발전 등을 이용해 만든 전기를 저장했다가 꺼내 쓰는 형태이다.
가정용 ESS 팩은 사용자의 편의성 및 공간 활용성을 위해 벽걸이 형태로 제작되어 실내 또는 실외의 벽 또는 기둥 등에 설치될 수 있다. 이러한 경우 일반적으로 해당 제품의 특성에 맞추어 벽걸이용 브라켓이 추가될 수 있다.
가정용 ESS 팩의 대략적인 크기는 120×80×20㎝ 내외이고, 무게는 100kg 정도이며 여러 개를 이어 쓸 수도 있다. 물론 ESS 팩은 저장 용량에 따라 크기와 무게는 다르게 구성될 수도 있다. 예컨대, DCDC 컨버터가 내장되어 있는 가정용 ESS 팩은 그렇지 않은 가정용 ESS 팩에 비해 사이즈가 더 크게 제작된다.
한편, 가정용 ESS 팩 케이스는 케이스 본체(1)에 상부 및 하부 커버를 조립한 형태의 구조를 갖는데, 종래의 케이스 본체는 압출 성형 방식으로 일체로 제작되기 때문에 (도 1을 참조) 가로×세로×높이 중 가로 방향(X축 방향) 폭을 넓히기가 매우 어렵다. 따라서 종래 ESS 팩 케이스은 DCDC 컨버터 등과 같은 별도의 전장 부품들 추가로 내장할 때 공간적 제약이 크다.
또한, 제품 성능 및 안전에 관한 인증 취득 시험(예컨대 UL 인증) 중 하나인 내유소 시험(팩 케이스 내부에 발화 후, 팩 케이스 바깥으로 불꽃 노출 여부 테스트) 등에 있어서, 종래의 ESS 팩은 일체형 압출 케이스로 제작되어 있기 때문에 팩 케이스 내부에서 발화가 일어나면 가스에 의한 압력 증가로 팩 케이스의 변형이 쉽게 일어난다. 이로 인해 종래의 ESS 팩은 인증 시험을 통과하지 못하는 경우가 많다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, DCDC 컨버터 등과 같은 전장 부품 등을 추가로 내장할 수 있을 만큼 충분한 내부 공간을 제공하며, 압력 배출이 용이하여 내유소 시험 등을 통과할 수 있는 ESS 배터리 팩 케이스를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 모듈과 전장 부품들이 수납되는 내부 공간이 형성된 ESS 배터리 팩 케이스에 있어서, 적어도 2개의 플레이트들이 둘레 방향을 따라 서로 연결되게 상호 간 억지 끼움 방식으로 조립되어 중공을 형성하며, 상단부와 하단부가 개방된 형태로 마련되는 케이스 본체; 상기 케이스 본체의 상단부를 커버하는 상부 커버 조립체와 상기 케이스 본체의 하단부를 커버하는 하부 커버 조립체를 포함하는 ESS 배터리 팩 케이스가 제공될 수 있다.
상기 적어도 2개의 플레이트들의 각 조립 부위마다 접착성 실링재가 더 개재될 수 있다.
상기 어느 하나의 플레이트의 단부와 상기 어느 하나의 플레이트와 이웃하게 연결되는 다른 플레이트의 단부 중 어느 한 곳에는 끼움홈이 마련되고, 다른 한 곳에는 상기 끼움홈에 억지 끼움 결합되는 끼움돌기가 마련될 수 있다.
상기 끼움홈과 상기 끼움돌기는 각각 상기 플레이트의 수직 방향 모서리를 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 적어도 2개의 플레이트는 미리 결정된 형상으로 압출 성형 제작될 수 있다.
상기 하부 케이스 조립체에는 상하 방향으로 관통 형성된 배수구가 구비될 수 있다.
상기 케이스 본체의 내부에는 미리 지정된 위치에서 내측면으로부터 돌출 형성된 볼트 체결용 블럭들이 구비되고, 상기 상부 및 하부 커버 조립체는 상기 볼트 체결용 블럭들에 일대일 대응하는 위치에 형성된 볼트 체결용 홀을 구비하여 상기 케이스 본체의 상단부와 하단부에 각각 볼트 체결되어 고정될 수 있다.
상기 상부 커버 조립체, 상기 하부 커버 조립체는, 각각 상기 케이스 본체의 상단부 또는 하단부를 커버하는 커버 본체와, 상기 커버 본체의 테두리 안쪽 영역에 조립되는 금속 재질의 강도 보강판을 포함할 수 있다.
상기 강도 보강판은 상기 케이스 본체의 폭에 상응하는 간격을 두고 상기 커버 본체에 대해 수직으로 기립 배치되는 한 쌍의 수직판를 구비하고, 상기 케이스 본체 내부에는 상기 한 쌍의 수직판이 상하 방향으로 끼움 결합되도록 상기 케이스 본체의 폭 방향으로 상호 대향하는 플레이트의 내측면에 수직판 끼움부가 마련될 수 있다.
상기 수직판 끼움부는 상호 간 이격 배치된 2개의 수직판 끼움부를 한 쌍으로 하며, 각 수직판 끼움부는 상기 케이스 본체의 내측면으로부터 "T" 형태로 돌출 및 절곡된 형태를 취할 수 있다.
상기 케이스 본체는, 상기 케이스 본체의 전면부와 양쪽 측면부를 형성하는 프런트 플레이트와, 상기 프런트 플레이트와 억지 끼움 결합되며 상기 케이스 본체의 배면부를 형성하는 리어 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 프런트 플레이트는, 상기 케이스 본체의 전면부의 일부와 좌 측면부를 형성하는 프런트 레프트 플레이트와, 상기 프런트 레프트 플레이트와 억지 끼움 결합되며 상기 케이스 본체의 전면부의 나머지 일부와 우 측면부를 형성하는 프런트 라이트 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 프런트 라이트 플레이트는, 배터리 모듈의 충전 상태를 외부에 표시하기 위한 디스플레이 패널을 사이에 두고 상하로 조립되는 프런트 라이트 어퍼 플레이트와 프런트 라이트 로워 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 리어 플레이트에 대해 상기 프런트 레프트 플레이트와 상기 프런트 라이트 어퍼 플레이트는, 상기 리어 플레이트와 각각 연결되는 조립 부위에 볼트가 더 체결되며, 상기 프런트 라이트 로워 플레이트는 상기 리어 플레이트와 연결되는 조립 부위에 래치가 체결될 수 있다.
상기 리어 플레이트는, 상기 케이스 본체의 배면부의 일부를 형성하는 리어 레프트 플레이트와 상기 리어 레프트 플레이트와 억지 끼움 결합되며 상기 케이스 본체의 나머지 일부를 형성하는 리어 라이트 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, DCDC 컨버터 등과 같은 전장 부품 등을 추가로 내장할 수 있을 만큼 충분한 내부 공간을 제공할 수 있으며, 내부 압력 배출이 용이하여 내유소 시험 등을 통과할 수 있는 ESS 배터리 팩 케이스가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, ESS 배터리 팩 케이스는 부풀림 방지 구조 및 배수 구조가 마련되어 있어 제품 안정성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 케이스 본체를 파트 별로 분리할 수 있어 유지 및 보수 편의성이 향상될 수 있다.
도 1은 종래 ESS 배터리 팩의 케이스 본체를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 배터리 팩의 사시도이다.
도 3은 도 2의 ESS 배터리 팩을 배면에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 배터리 팩의 주요 구성을 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에서 케이스 본체를 플레이트 단위로 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4의 케이스 본체의 횡단면도이다.
도 7은 도 6에서 프런트 플레이트만 분리하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 6에서 리어 플레이트만 분리하여 도시한 도면이다.
도 9는 도 6의 A 영역 확대도이다.
도 10은 도 6의 B 영역 확대도이다.
도 11은 도 6의 C 영역 확대도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 프런트 라이트 플레이트를 분리한 나머지 케이스 본체와 하부 커버 조립체를 도시한 사시도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 본체와 하부 커버 조립체의 조립 전,후 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 프런트 레프트 플레이트를 분리한 나머지 케이스 본체와 하부 커버 조립체의 주요 부분을 도시한 도면이다.
도 16은 도 4의 D 영역 확대도이다.
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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 배터리 팩의 사시도, 도 3은 도 2의 ESS 배터리 팩을 배면에서 바라본 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 배터리 팩의 주요 구성을 분리한 상태를 도시한 사시도, 도 5는 도 4에서 케이스 본체(20)를 플레이트 단위로 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 배터리 팩 케이스(10)는, 중공을 형성하며 상단부와 하단부가 개방된 형태로 마련되는 케이스 본체(20)와, 상기 케이스 본체(20)의 상단부 및 하단부를 커버하도록 상기 케이스 본체(20)의 상단부 및 하단부에 각각 결합되는 상부 커버 조립체(30) 및 하부 커버 조립체(40)를 포함한다.
자세히 후술하겠지만, 본 발명의 ESS 배터리 팩 케이스(10)는 적어도 2개 이상의 플레이트들을 상호 간 조립하여 케이스 본체(20)를 제작함으로써 DCDC 컨버터 등과 같은 전장 부품 등을 추가로 내장할 수 있을 만큼 충분한 내부 공간을 제공할 수 있다. 상기 케이스 본체(20)는 각각 별도로 압출 성형 제작된 적어도 2개 이상의 플레이트들을 둘레 방향을 따라 조립해 나가는 방식으로 케이스 본체(20)의 가로 방향(도 2의 X 축 방향) 폭이 증가할 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 이하의 플레이트들은 모두 압출 성형 방식으로 제작된 것이나, 물론 이러한 플레이트들이 압출 성형 방식으로만 제작되어야 한다는 것에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 팩 케이스(10)를 구성하는 케이스 본체(20)에 대해 구체적으로 살펴보면, 케이스 본체(20)는 주요 파트로 나누어 볼 때 프런트 플레이트(100)와 리어 플레이트(200)로 구분될 수 있다. 상기 프런트 플레이트(100)는 케이스 본체(20)에 있어서 전면부와 양쪽 측면부를 형성하는 부분에 해당할 수 있다. 그리고 리어 플레이트(200)는 케이스 본체(20)에 있어서 배면부를 형성하는 부분에 해당할 수 있다.
상기 프런트 플레이트(100)와 리어 플레이트(200)는 수직 방향의 모서리 부분들이 서로 억지 끼움되어 조립된 다음, 도 3에 도시한 바와 같이 배면 방향에서 전면 방향으로 볼트(B)로 완전히 고정 결합될 수 있다. 케이스 본체(20)의 가로 방향(도 3의 X 축 방향) 폭은 이러한 프런트 플레이트(100)와 리어 플레이트(200)의 폭에 의해 결정되는데, 케이스 본체(20)를 일체형으로 압출 제작할 경우 성형 장치에 따라서 그 사이즈가 일정 범위 이내로 제약될 수 있지만, 이와 같이 복수의 플레이트를 각각 압출 제작 후 이들을 조립할 경우 일체형 케이스 본체(20)의 한계 사이즈보다 더 큰 사이즈를 갖는 케이스 본체(20)가 형성될 수 있다.
도 4 및 5를 참조하면, 상기 프런트 플레이트(100)는 다시 좌우로 분리되는 프런트 레프트 플레이트(110)와 프런트 라이트 플레이트(120)로 구성될 수 있다. 프런트 레프트 플레이트(110)는 케이스 본체(20)의 전면부의 일부와 좌 측면부를 형성하는 부분에 해당하는 부분에 해당할 수 있다. 프런트 라이트 플레이트(120)는 케이스 본체(20)의 전면부의 나머지 일부와 우 측면부를 형성하는 부분에 해당할 수 있다.
그리고 상기 프런트 라이트 플레이트(120)는 다시 상하로 분리되는 프런트 라이트 어퍼 플레이트(121)와 프런트 라이트 로워 플레이트(122)로 구성될 수 있다. 즉, 본 실시예의 프런트 플레이트(100)는 총 3개의 플레이트들의 조립으로 형성될 수 있다.
리어 플레이트(200)는 상기 프런트 플레이트(100)와 유사하게 좌우로 분리되는 리어 레프트 플레이트(210)와 리어 라이트 플레이트(220)로 구성될 수 있다. 리어 레프트 플레이트(210)는 케이스 본체(20)의 배면부의 좌측을 형성하는 부분에 해당할 수 있고, 리어 라이트 플레이트(220)는 케이스 본체(20)의 배면부의 우측을 형성하는 부분에 해당할 수 있다. 즉 본 실시예의 리어 플레이트(200)는 총 2개의 플레이트들의 조립으로 형성될 수 있다.
리어 레프트 플레이트(210)에는 벽걸이용 브라켓(60)이 결합될 수 있고, 리어 라이트 플레이트(220)에는 방열판(70)이 장착될 수 있다. 방열판(70)은 리어 라이트 플레이트(220)에 형성된 통공(221)을 통해 리어 라이트 플레이트(220) 내외부 방향으로 설치될 수 있다.
본 실시예에서 이를테면 둘레 방향 내지 시계방향을 따라 상기 프런트 레프트 플레이트(110), 프런트 라이트 플레이트(120), 리어 라이트 플레이트(220), 리어 레프트 플레이트(210)가 각각 수직 방향에 따른 모서리 부분들이 상호 간 맞추어져 조립될 수 있다.
여기서 프런트 라이트 플레이트(120)를 형성하는 프런트 라이트 어퍼 플레이트(121)와 프런트 라이트 로워 플레이트(122)는 상하로 분리되어 독립적으로 인접한 프런트 레프트 플레이트(110)와 리어 라이트 플레이트(220)와 맞추어져 조립될 수 있다.
상기 프런트 라이트 어퍼 플레이트(121)와 프런트 라이트 로워 플레이트(122) 사이에는 배터리 모듈의 충전 상태를 외부에 표시하기 위한 디스플레이 패널(50)이 위치할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(50)에는 장치 on/off 스위치가 구비될 수 있다.
프런트 라이트 로워 플레이트(122)는 주변의 다른 플레이트와 상대적으로 분리하기 쉽게 조립될 수 있다. 본 실시예의 프런트 플레이트(100)와 리어 플레이트(200)는 억지 끼움 조립 후 상호 간 볼트 체결되어 견고하게 결합될 수 있는데, 프런트 라이트 로워 플레이트(122)는 리어 플레이트(200)와 볼트 체결하는 대신 래치(300)로 체결될 수 있다.
구체적으로, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 리어 플레이트(200)에 대해 프런트 레프트 플레이트(110)와 프런트 라이트 어퍼 플레이트(121)는 리어 플레이트(200)와 끼움 조립 및 볼트 체결되고 프런트 라이트 로워 플레이트(122)는 리어 플레이트(200)와 끼움 조립 및 래치(300)가 체결된다. 따라서 별도의 공구 사용 없이 프런트 라이트 로워 플레이트(122)는 래치(300)를 풀어 주변의 플레이트들에서 쉽게 분리시킬 수 있다.
이러한 프런트 라이트 로워 플레이트(122)의 안쪽 영역에는 ESS 팩의 제어 모듈, 전원 케이블 커넥터 등을 위치시킬 수 있다. 이 경우, 프런트 라이트 로워 플레이트(122)만 분리하면 ESS 팩의 제어 모듈, 전원 케이블 커넥터와 관련된 작업들을 수월하게 수행할 수 있다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 케이스 본체(20)를 구성하는 단위 플레이트는 총 5개로 이루어져 있지만, 총 2개 내지 4개, 또는 6개 이상의 단위 플레이트들을 사용하여 둘레 방향을 따라 서로 연결되게 조립하여 케이스 본체(20)를 형성할 수도 있다.
도 6은 도 4의 케이스 본체의 횡단면도, 도 7은 도 6에서 프런트 플레이트만 분리하여 도시한 도면, 도 8은 도 6에서 리어 플레이트만 분리하여 도시한 도면, 도 9는 도 6의 A 영역 확대도, 도 10은 도 6의 B 영역 확대도이고, 도 11은 도 6의 C 영역 확대도이다.
이하에서는 이들 도면들을 참고하여 케이스 본체(20)를 구성하는 단위 플레이트들의 끼움 조립 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상술한 총 5개의 단위 플레이트들은 각각 상호 간 억지 끼움 방식으로 조립될 수 있다. 상기 5개의 단위 플레이트들 중 어느 하나의 플레이트의 단부와 상기 어느 하나의 플레이트와 이웃하게 연결되는 다른 플레이트의 단부 중 어느 한 곳에는 끼움홈(H1,H2,H3,H4)이 마련될 수 있고, 다른 한 곳에는 상기 끼움홈(H1,H2,H3,H4)에 억지 끼움 결합되는 끼움돌기(P1,P2,P3,P4)가 마련될 수 있다. 끼움홈(H1,H2,H3,H4)과 끼움돌기(P1,P2,P3,P4)는 각 플레이트들의 수직 방향(Z축 방향) 모서리 양단부에 형성될 수 있다.
예컨대 도 7 및 도 9에 도시한 바와 같이, 프런트 레프트 플레이트(110)의 끼움홈(H1)과 프런트 라이트 플레이트(120)의 끼움돌기(P2)가 상호 간 끼움 조립되어 프런트 플레이트(100)가 형성될 수 있고, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 리어 레프트 플레이트(210)의 끼움홈(H3) 및 끼움돌기(P3)와 리어 라이트 플레이트(220)의 끼움돌기(P4) 및 끼움홈(H4)이 상호 간 끼움 조립되어 리어 플레이트(200)가 형성될 수 있다. 그리고 도 6과 도 10 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 프런트 플레이트(100)의 양쪽 모서리의 끼움홈(H1,H2)들과 리어 플레이트(200)의 양쪽 모서리의 끼움돌기(P3,P4)들이 상호 간 억지 끼움 조립됨으로서 케이스 본체(20)가 형성될 수 있다.
즉, 도 6 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 프런트 레프트 플레이트(110)의 좌측 모서리와 우측 모서리에는 끼움홈(H1)이 구비될 수 있고, 프런트 라이트 플레이트(120)의 좌측 모서리에는 끼움돌기(P2)가 구비될 수 있고 우측 모서리에는 끼움홈(H2)이 구비될 수 있다. 또한, 리어 레프트 플레이트(210)의 좌측 모서리에는 끼움돌기(P3)가 구비될 수 있고 우측 모서리에는 끼움홈(H3)과 끼움돌기(P3)가 함께 구비될 수 있다. 그리고 리어 라이트 플레이트(220)의 좌측 모서리에는 끼움돌기(P4)와 끼움홈(H4)이 함께 구비될 수 있고, 우측 모서리에는 끼움돌기(P4)가 구비될 수 있다.
본 실시예에 따른 플레이트들의 각 조립 부위에는 접착성 실링재(S)가 더 개재될 수 있다. 접착성 실링재(S)는 끼움 조립에 따른 2개의 플레이트 간의 들뜸 공간을 메워 조립 부위의 실링성을 높이는 역할을 한다. 또한, 접착성 실링재(S)는 접착력을 가져 2개의 플레이트들 간의 단차를 없애 조립 부위가 상호 간 밀착되도록 한다.
상기 접착성 실링재(S)로는 예컨대 PE(Polyethylene) 테이프가 적용될 수 있으며, PE 테이프는 (도 12 참조) 각 플레이트의 수직 방향 모서리를 따라 연속적으로 부착될 수 있다. 이러한 접착성 실링재(S)는, 도 6 및 도 9 내지 11에 도시한 바와 같이, 케이스 본체(20)의 둘레 방향을 따라 플레이트들 간의 조립 부위에 해당하는 총 4곳에 개재될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 프런트 라이트 플레이트(120)를 분리한 나머지 케이스 본체(20)와 하부 커버 조립체(40)를 도시한 사시도이고, 도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 본체(20)와 하부 커버 조립체(40)의 조립 전,후 상태를 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 케이스 본체(20)의 내부에는 미리 지정된 위치에 내측면으로부터 돌출 형성된 볼트 체결용 블럭(130,230)들이 구비될 수 있다. 상기 볼트 체결용 블럭(130,230)들은 상부 커버 조립체(30)와 하부 커버 조립체(40)를 결합시키는데 사용되는 구조물들이다.
본 실시예에서 볼트 체결용 블럭(130,230)들은 케이스 본체(20)의 하단부에서 상단부까지 수직 방향으로 길게 형성될 수 있며, 프런트 플레이트(100)에 2개, 리어 플레이트(200)에 3개로 총 5개가 구비될 수 있다. 여기서 볼트 체결용 블럭(130,230)을 갖는 프런트 플레이트(100)는 프런트 레프트 플레이트(110)로 한정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 프런트 플레이트(100) 중 프런트 라이트 로워 플레이트(122)는 하부 커버 조립체(40)와 볼트(B) 체결시키지 않고 탈착 편의성을 도모한다.
하부 커버 조립체(40)는 케이스 본체(20)의 하단부를 완전히 덮을 수 있는 판상체 형태로 제공되며, 상기 볼트 체결용 블럭(130,230)들에 일대일 대응하는 위치에 상하 방향으로 관통 형성된 볼트 체결용 홀(48)들이 구비될 수 있다. 도 14에 도시한 바와 같이, 볼트 체결용 블럭(130,230)들과 볼트 체결용 홀(48)들이 일치하도록 케이스 본체(20) 하단부를 하부 커버 조립체(40)로 덮은 다음, 5개의 볼트(B)를 각각 볼트 체결용 홀(48)들에 끼워서 볼트 체결용 블럭(130,230)들에 체결함으로써 하부 커버 조립체(40)를 케이스 본체(20) 하단부에 고정 결합시킬 수 있다.
상부 커버 조립체(30)와 케이스 본체(20)의 결합 방식도 하부 커버 조립체(40)와 실질적으로 동일하다. 즉, 상부 커버 조립체(30)에 형성되어 있는 볼트 체결용 홀들에 볼트를 끼우고 케이스 본체(20) 상단부의 볼트 체결용 블럭(130,230)들에 볼트를 체결할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 프런트 레프트 플레이트를 분리한 나머지 케이스 본체와 하부 커버 조립체의 주요 부분을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 15를 참조하면, 상부 커버 조립체(30)와 하부 커버 조립체(40)는 각각 커버 본체와, 강도 보강판(42)을 포함할 수 있다. 커버 본체는 상부 및 하부 커버 조립체(40)의 외관을 형성하는 구성으로 성형이 쉽고 가벼운 플라스틱 재질로 마련될 수 있다. 커버 본체는 케이스 본체(20)의 상단부 또는 하단부를 덮을 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
강도 보강판(42)은 커버 본체의 테두리 안쪽 영역에 조립되는 금속 재질의 플레이트일 수 있다. 강도 보강판(42)은 플라스틱 재질의 커버 본체의 강도를 보강하며, 케이스 본체(20)와 연결되어 케이스 본체(20)의 부풀림을 저지하는 역할을 담당한다.
이러한 강도 보강판(42)은 케이스 본체(20)의 폭(Y축 방향)에 상응하는 간격을 두고 커버 본체에 대해 수직으로 기립 배치되는 한 쌍의 수직판(44)을 구비한다. 케이스 본체(20) 내부에는 상기 한 쌍의 수직판(44)이 상하 방향으로 억지 끼움될 수 있도록 케이스 본체(20)의 폭 방향(Y축 방향)으로 상호 대향하는 플레이트들의 내측면에 수직판 끼움부(140,240)가 마련된다.
구체적으로, 도 8, 도 12 내지 도 13 및 도 15를 함께 참조하면, 수직판 끼움부(140,240)는 케이스 본체(20)의 내측면, 즉 상호 대향하는 프런트 레프트 플레이트(110)와 리어 레프트 플레이트(210)의 내측면에 수직 방향을 따라 2개를 한 쌍으로 하여 마련될 수 있다. 각 수직판 끼움부(140,240)는 해당 플레이트의 내측면에서 영문자 "T" 자 형태로 돌출 형성될 수 있다. 이 경우, 플레이트 내측 표면과 수직판 끼움부(140,240)의 절곡된 헤드 부분 사이에는 약간의 빈 공간이 생긴다. 수직판(44)은 이러한 빈 공간에 들어갈 수 있는 두께를 가질 수 있다.
수직판 끼움부(140,240)는 총 4개이며 2개를 한 쌍으로 하여 프런트 레프트 플레이트의 내측면과 리어 레프트 플레이트의 내측면에 구비된다. 상기 한 쌍의 수직판 끼움부(140,240)는 강도 보강판(42)의 수직판(44)의 너비에 대응되는 간격을 두고 상호 이격 배치된다.
따라서, 도 15와 같이, 하부 커버 조립체(40)를 케이스 본체(20) 하단부에 조립할 때, 수직판(44)을 2개의 수직판 끼움부(140,240) 아래에서 위로 밀어 넣을 수 있고, 수직판(44)은 상기 플레이트 내측 표면과 2개의 수직판 끼움부(140,240)의 절곡된 헤드 부분 사이에 구속될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 상부 커버 조립체(30)도 하부 커버 조립체(40)와 같은 강도 보강판(42)을 구비함으로 상부 커버 조립체(30)의 강도 보강판(42)과 케이스 본체(20)와의 조립은 하부 커버 조립체(40)의 강도 보강판(42)에 대한 설명으로 대체한다.
이와 같이 강도 보강판(42)의 한 쌍의 수직판(44)이 케이스 본체(20)의 상호 대향하는 프런트 플레이트(100)와 리어 플레이트(200)와 각각 끼움 결합되어 케이스 본체(20)를 지지함으로써 케이스 본체(20)의 폭 방향(Y축 방향) 변형이 저지될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 ESS 팩 케이스(10)는 상부 및 하부 커버 조립체(40)가 커버 본체와 강도 보강부로 이루어진 2중 구조를 가져 케이스 본체(20)의 상부 및 하부를 견고하게 홀딩시키고, 추가적으로 한 쌍의 수직판(44)이 케이스 본체(20) 내측면을 지지하는 구조이므로 케이스 본체(20) 내부 압력이 상승하는 경우에도 케이스 본체(20)의 부풀림을 방지할 수 있다.
또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하부 커버 조립체(40)에는 상하 방향으로 관통 형성된 배수구(46)가 더 구비될 수 있다. 하부 커버 조립체(40)에 배수구(46)를 마련함으로써 팩 케이스(10) 내부 결로 및 수분의 원활한 배출을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 팩 케이스(10)는, 상술한 바와 같이, 적어도 2개 이상의 플레이트들이 둘레 방향을 따라 조립됨으로서 제품의 가로 폭이 일체로 압출 성형 제작되는 팩 케이스(10)보다 훨씬 크게 형성될 수 있다. 따라서 본 발명의 ESS 팩 케이스(10)는 여러 가지 전장 부품들을 내장할 수 있는 충분한 내부 공간을 제공할 수 있다.
또한, 일체형 팩 케이스(10)의 경우, 완전히 밀폐된 형태이기 때문에 내부 압력 배출이 용이하지 못하지만, 본 발명의 ESS 팩 케이스(10)는 플레이트들이 여러 개의 파트로 나누어지고 조립되어 제작됨으로 일체형 팩 케이스(10)에 비해 내부 압력 배출이 매우 용이할 수 있다. 따라서 본 발명의 ESS 팩 케이스(10)는 내유소 시험(팩 케이스 내부에 발화 후, 팩 케이스 바깥으로 불꽃 노출 여부 테스트) 시와 같이, 팩 케이스(10) 내부 압력이 증가하는 상황에서 팩 케이스(10) 내부 압력 배출이 용이하고, 더불어 상부 및 하부 커버 조립체(40)에 한 쌍의 수직판(44)에 의해 케이스 본체(20)의 폭 방향 변형이 저지됨으로써 팩 케이스(10)의 부풀림이 방지될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에 게 자명하다.
10: ESS 배터리 팩 케이스 20: 케이스 본체
30: 상부 커버 조립체 40: 하부 커버 조립체
42: 강도 보강판 44: 수직판
46: 배수구 50: 디스플레이 패널
60: 벽걸이용 브라켓 70: 방열판
100: 프런트 플레이트 110: 프런트 레프트 플레이트
120: 프런트 라이트 플레이트 121: 프런트 라이트 어퍼 플레이트
122: 프런트 라이트 로워 플레이트 200: 리어 플레이트
210: 리어 레프트 플레이트 220: 리어 라이트 플레이트
130,230: 볼트 체결용 블럭 140,240: 수직판 끼움부
H1,H2,H3,H4: 끼움홈 P1,P2,P3,P4: 끼움돌기

Claims (15)

  1. 배터리 모듈과 전장 부품들이 수납되는 내부 공간이 형성된 ESS 배터리 팩 케이스에 있어서,
    적어도 2개의 플레이트들이 둘레 방향을 따라 서로 연결되게 상호 간 억지 끼움 방식으로 조립되어 중공을 형성하며, 상단부와 하단부가 개방된 형태로 마련되는 케이스 본체; 및
    상기 케이스 본체의 상단부를 커버하는 상부 커버 조립체와 상기 케이스 본체의 하단부를 커버하는 하부 커버 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 플레이트들의 각 조립 부위마다 접착성 실링재가 더 개재되는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어느 하나의 플레이트의 단부와 상기 어느 하나의 플레이트와 이웃하게 연결되는 다른 플레이트의 단부 중 어느 한 곳에는 끼움홈이 마련되고, 다른 한 곳에는 상기 끼움홈에 억지 끼움 결합되는 끼움돌기가 마련되는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 끼움홈과 상기 끼움돌기는 각각 상기 플레이트의 수직 방향 모서리를 따라 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 플레이트는 미리 결정된 형상으로 압출 성형 제작되는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부 케이스 조립체에는 상하 방향으로 관통 형성된 배수구가 구비된 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 본체의 내부에는 미리 지정된 위치에서 내측면으로부터 돌출 형성된 볼트 체결용 블럭들이 구비되고,
    상기 상부 및 하부 커버 조립체는 상기 볼트 체결용 블럭들에 일대일 대응하는 위치에 형성된 볼트 체결용 홀을 구비하여 상기 케이스 본체의 상단부와 하단부에 각각 볼트 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 커버 조립체, 상기 하부 커버 조립체는, 각각
    상기 케이스 본체의 상단부 또는 하단부를 커버하는 커버 본체와, 상기 커버 본체의 테두리 안쪽 영역에 조립되는 금속 재질의 강도 보강판을 포함하는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 강도 보강판은 상기 케이스 본체의 폭에 상응하는 간격을 두고 상기 커버 본체에 대해 수직으로 기립 배치되는 한 쌍의 수직판를 구비하고,
    상기 케이스 본체 내부에는 상기 한 쌍의 수직판이 상하 방향으로 끼움 결합되도록 상기 케이스 본체의 폭 방향으로 상호 대향하는 플레이트의 내측면에 수직판 끼움부가 마련되는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수직판 끼움부는 상호 간 이격 배치된 2개의 수직판 끼움부를 한 쌍으로 하며, 각 수직판 끼움부는 상기 케이스 본체의 내측면으로부터 "T" 형태로 돌출 및 절곡된 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 본체는,
    상기 케이스 본체의 전면부와 양쪽 측면부를 형성하는 프런트 플레이트와, 상기 프런트 플레이트와 억지 끼움 결합되며 상기 케이스 본체의 배면부를 형성하는 리어 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프런트 플레이트는,
    상기 케이스 본체의 전면부의 일부와 좌 측면부를 형성하는 프런트 레프트 플레이트와, 상기 프런트 레프트 플레이트와 억지 끼움 결합되며 상기 케이스 본체의 전면부의 나머지 일부와 우 측면부를 형성하는 프런트 라이트 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프런트 라이트 플레이트는,
    배터리 모듈의 충전 상태를 외부에 표시하기 위한 디스플레이 패널을 사이에 두고 상하로 조립되는 프런트 라이트 어퍼 플레이트와 프런트 라이트 로워 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 리어 플레이트에 대해 상기 프런트 레프트 플레이트와 상기 프런트 라이트 어퍼 플레이트는, 상기 리어 플레이트와 각각 연결되는 조립 부위에 볼트가 더 체결되며, 상기 프런트 라이트 로워 플레이트는 상기 리어 플레이트와 연결되는 조립 부위에 래치가 체결되는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 리어 플레이트는, 상기 케이스 본체의 배면부의 일부를 형성하는 리어 레프트 플레이트와 상기 리어 레프트 플레이트와 억지 끼움 결합되며 상기 케이스 본체의 나머지 일부를 형성하는 리어 라이트 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESS 배터리 팩 케이스.
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