KR20200102271A - 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 - Google Patents

배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200102271A
KR20200102271A KR1020190020704A KR20190020704A KR20200102271A KR 20200102271 A KR20200102271 A KR 20200102271A KR 1020190020704 A KR1020190020704 A KR 1020190020704A KR 20190020704 A KR20190020704 A KR 20190020704A KR 20200102271 A KR20200102271 A KR 20200102271A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
rack
battery rack
unit
temperature
Prior art date
Application number
KR1020190020704A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102381692B1 (ko
Inventor
민경춘
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020190020704A priority Critical patent/KR102381692B1/ko
Priority to JP2020558440A priority patent/JP7105913B2/ja
Priority to US16/980,639 priority patent/US20210013558A1/en
Priority to PCT/KR2020/001441 priority patent/WO2020171414A1/ko
Priority to EP20758598.5A priority patent/EP3790104A4/en
Priority to CN202080002908.XA priority patent/CN112189279A/zh
Priority to AU2020225801A priority patent/AU2020225801A1/en
Publication of KR20200102271A publication Critical patent/KR20200102271A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102381692B1 publication Critical patent/KR102381692B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
    • A62C37/38—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone
    • A62C37/40—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone with electric connection between sensor and actuator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
    • A62C37/38—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/627—Stationary installations, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M2/1077—
    • H01M2/1094—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/251—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for stationary devices, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈, 복수 개의 배터리 모듈을 수용하며, 복수 개의 공기 순환부가 마련되는 랙 케이스, 랙 케이스에 장착되며, 복수 개의 공기 순환부를 노출시키거나 밀폐시킬 수 있게 슬라이딩 동작 가능한 격리 유닛 및 격리 유닛과 전기적으로 연결되며, 격리 유닛의 슬라이딩 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치{BATTERY RACK AND ENERGY STORAGE SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 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 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 여기서, 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩은 다양한 전압과 용량 요구 조건 등에 따라, 이러한 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 배터리 랙들로 구비되는 전력 저장 장치를 구성하기도 한다.
종래 전력 저장 장치는, 복수 개의 배터리 랙들 및 이러한 복수 개의 배터리 랙들을 수용하는 랙 컨테이너를 포함하여 구성된다. 이러한 랙 컨테이너 내에는 일반적으로 배터리 셀의 특성 상 발생될 수 있는 과열 등에 따른 화재 발생 등의 위험에 대처하기 위해 소방 시설 구조물이 구비된다.
그러나, 종래 전력 저장 장치에서는, 소방 시설 구조물이 랙 컨테이너 내에 배터리 랙들과 별개로 구비되기에, 배터리 랙의 화재 등의 위험 상황 발생 시, 랙 컨테이너 내에 어느 정도 위험 상황이 확산된 후에야 소방 시설 구조물이 동작하여 감지 및 소화 작업 등이 진행되는 문제가 있다.
아울러, 이러한 종래 전력 저장 장치에서는, 랙 컨테이너 내의 소방 시설 구조물의 동작 시 랙 컨테이너 전 영역에서 스프링쿨러 잔해물이나 이산화탄소 배출 잔해물 등이 남기에 위험 상황이 사라진 이후 뒷수습 시에도 많은 시간과 비용이 소모되는 문제가 있다.
그러므로, 이러한 위험 상황 발생 시 화재 확산을 보다 신속히 방지할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 화재 상황 발생 시 배터리 랙 단위에서 화재 확산을 방지할 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
아울러, 본 발명의 다른 목적은, 화재 상황 발생 시 배터리 랙 단위에서 자체 소화를 진행할 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 랙으로서, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈; 상기 복수 개의 배터리 모듈을 수용하며, 복수 개의 공기 순환부가 마련되는 랙 케이스; 상기 랙 케이스에 장착되며, 상기 복수 개의 공기 순환부를 노출시키거나 밀폐시킬 수 있게 슬라이딩 동작 가능한 격리 유닛; 및 상기 격리 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 격리 유닛의 슬라이딩 동작을 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙을 제공한다.
상기 격리 유닛은, 상기 랙 케이스에 장착되며, 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 유닛 본체; 및 상기 유닛 본체로부터 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 복수 개의 공기 순환부를 노출시키거나 밀폐시킬 수 있게 슬라이딩 동작하는 슬라이딩부재;를 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛은, 기 설정된 소정 온도 이상에서 상기 슬라이딩부재를 슬라이딩시켜 상기 복수 개의 공기 순환부를 밀폐시킬 수 있다.
상기 배터리 랙은, 상기 랙 케이스에 구비되며, 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 온도 센서;를 포함할 수 있다.
상기 배터리 랙은, 상기 랙 케이스에 구비되고, 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되며, 소정의 소화액을 구비하는 소화 장치;를 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛은, 상기 배터리 랙의 온도가 기 설정된 제1 온도 이상 시 상기 격리 유닛을 제어하여 상기 복수 개의 공기 순환부를 밀폐시키며, 상기 배터리 랙의 온도가 기 설정된 제2 온도 이상 시 상기 소화 장치를 제어하여 상기 랙 케이스 내부로 소화액을 분사시킬 수 있다.
상기 슬라이딩부재는, 난연 재질로 마련될 수 있다.
상기 슬라이딩부재는, 소방포 또는 공기 차단용 시트로 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 전력 저장 장치로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 랙; 및 상기 적어도 하나의 배터리 랙을 수용하는 랙 컨테이너;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치를 제공한다.
상기 배터리 랙은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 랙은, 각각, 독립적으로 제어될 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 배터리 랙 단위에서 화재 확산을 방지할 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 배터리 랙 단위에서 자체 소화를 진행할 수 있는 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공할 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 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 랙의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 배터리 랙의 격리 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6는 도 1의 배터리 랙의 격리 유닛의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 배터리 랙의 소정 온도 이상에서의 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 전력 저장 장치의 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 랙의 단면도이며, 도 3 및 도 4는 도 2의 배터리 랙의 격리 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 5 및 도 6는 도 1의 배터리 랙의 격리 유닛의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 배터리 랙(10)은, 배터리 모듈(100), 랙 케이스(200), 제어 유닛(300), 온도 센서(400), 소화 장치(500) 및 격리 유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈(100)은, 적어도 하나, 또는 그 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀은 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 원통형 이차 전지 및 각형 이차 전지 중 적어도 하나일 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀이 파우치형 이차 전지인 것으로 한정하여 설명한다.
상기 배터리 모듈(100)은, 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 모듈(100)이 복수 개로서, 각각, 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 랙 케이스(200)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 랙 케이스(200)에는 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 랙 케이스(200)에는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)의 냉각을 위한 적어도 하나, 또한, 그 이상의 복수 개의 공기 순환부(250)가 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 공기 순환부(250)가 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 복수 개의 공기 순환부(250)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100)이 상기 랙 케이스(200) 외측에 노출될 수 있게 상기 랙 케이스(200)에 전방, 양측방 및 후방 중 적어도 일방에 형성될 수 있다.
상기 제어 유닛(300)은, 상기 랙 케이스(200) 내부에 마련되며, 상기 배터리 랙(10)의 전반적인 동작 및 관리 등을 위한 제어 기능을 수행할 수 있다. 이러한 상기 제어 유닛(300)는, 상기 복수 개의 배터리 모듈(100), 후술하는 온도 센서(400), 소화 장치(500) 및 격리 유닛(600) 등과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 상기 제어 유닛(300)은, 후술하는 격리 유닛(600)의 슬라이딩 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 제어 유닛(300)은, 기 설정된 소정 온도 이상에서 후술하는 격리 유닛(600)의 슬라이딩부재(630)를 슬라이딩시켜 상기 복수 개의 공기 순환부(250)를 상기 배터리 랙(10) 외측으로부터 밀폐시킬 수 있다.
더 구체적으로, 상기 제어 유닛(300)은, 후술하는 온도 센서(400)에서 감지된 상기 배터리 랙(10)의 온도가 상기 기 설정된 소정 온도 이상일 때, 상기 격리 유닛(600)의 슬라이딩 동작을 제어할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 배터리 랙(10)의 온도가 기 설정된 제1 온도 이상 시 상기 격리 유닛(600)을 제어하여 상기 복수 개의 공기 순환부(250)를 밀폐시키며, 상기 배터리 랙(10)의 온도가 기 설정된 제2 온도 이상 시 후술하는 소화 장치(500)를 제어하여 상기 랙 케이스(200) 내부로 소화액을 분사시킬 수 있다. 여기서, 상기 기 설정된 제2 온도는 상기 기 설정된 제1 온도보다 보다 더 높은 온도일 수 있다.
상기 온도 센서(400)는, 상기 랙 케이스(200)에 구비되며, 상기 배터리 랙(10)의 온도를 감지할 수 있다. 이러한 상기 온도 센서(400)는 상기 랙 케이스(200) 내에 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 제어 유닛(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 소화 장치(500)는, 상기 랙 케이스(200)에 구비되며, 상기 제어 유닛(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 소화 장치(500)는, 복수 개로 구비될 수 있으며, 소정의 소화액을 구비할 수 있다.
상기 격리 유닛(600)은, 상기 복수 개의 공기 순환부(250)를 상기 배터리 랙(10) 외측에 노출시키거나 또는 상기 배터리 랙(10) 외측으로부터 밀폐시킬 수 있게 슬라이딩 동작 가능하게 상기 랙 케이스(200)에 장착될 수 있다. 한편, 도 5 및 도 6에 개시된 바와 같이, 격리 유닛(605)은 수평 방향에 따른 회전 슬라이딩 동작에 따라 상기 복수 개의 공기 순환부(250)를 상기 배터리 랙(10) 외측에 노출시키거나 또는 상기 배터리 랙(10) 외측으로부터 밀폐시키게끔 구비되는 것도 가능할 수 있다.
이러한 상기 격리 유닛(600)은, 적어도 하나 또는 그 이상의 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 격리 유닛(600)이 복수 개로 구비되는 것으로 한정하여 설명한다.
이러한 상기 복수 개의 격리 유닛(600)은, 각각, 유닛 본체(610) 및 슬라이딩부재(630)를 포함할 수 있다.
상기 유닛 본체(610)는, 상기 랙 케이스(200)에 장착되며, 상기 제어 유닛(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 상기 유닛 본체(610)에는 후술하는 슬라이딩부재(630)의 슬라이딩 동작을 위한 각종 구성 부품 등이 내장될 수 있다.
상기 슬라이딩부재(630)는, 상기 유닛 본체(610)로부터 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 복수 개의 공기 순환부(250)를 노출시키거나 또는 밀폐시킬 수 있게 슬라이딩 동작할 수 있다.
이러한 상기 슬라이딩부재(630)는, 화재 확산 방지 및 화재 지연 등을 위해 난연 재질로 마련될 수 있다. 예로써, 상기 슬라이딩부재(630)는, 소방포 또는 공기 차단용 시트로 구비될 수 있다.
이하, 이러한 본 실시예의 상기 배터리 랙(10)의 화재 상황 발생 시 구체적인 제어 동작에 대해 보다 자세히 살펴 본다.
도 7 및 도 8은 도 1의 배터리 랙의 소정 온도 이상에서의 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 배터리 랙(10)의 랙 케이스(200) 내의 복수 개의 배터리 모듈(100) 중 적어도 하나에서 과열 등으로 인한 화재 상황과 같은 위험 상황이 발생될 수 있다.
이 경우, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 온도 센서(400)에서 감지된 상기 배터리 랙(10)의 온도가 상기 기 설정된 제1 온도 이상이면, 상기 격리 유닛(600)을 동작시킬 수 있다. 상기 기 설정된 제1 온도 이상에서, 상기 복수 개의 격리 유닛(600)의 상기 슬라이딩부재(630)의 슬라이딩을 통해, 상기 복수 개의 공기 순환부(250) 모두가 밀폐되기에, 상기 배터리 랙(10) 내부가 외부와 차단될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 랙(10)은 상기 위험 상황 발생 시 화재 확산을 보다 신속히 방지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 만약, 상기 배터리 랙(10) 내부에서 화재가 진압되지 않고, 화재 상황이 지속적으로 유지되는 경우, 상기 밀폐된 배터리 랙(10) 내부의 온도가 더욱 상승할 수 있다.
이 경우, 상기 제어 유닛(300)은, 상기 온도 센서(400)에서 감지된 상기 배터리 랙(10)의 온도가 상기 기 설정된 제2 온도 이상이면, 상기 소화 장치(500)를 제어하여 상기 랙 케이스(200) 내부로 소화액을 분사시켜, 상기 배터리 랙(10) 자체에서 소화 작업을 신속히 진행할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에서는, 상기 배터리 랙(10)의 화재 상황 발생 시, 상기 배터리 랙(10) 단위에서 화재 확산을 방지할 수 있으며, 상기 배터리 랙(10) 단위에서 자체적으로 소화 작업을 진행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도 9의 전력 저장 장치의 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 전력 저장 장치(1)는, 가정용 또는 산업용 에너지원으로서 이용될 수 있다. 이러한 상기 전력 저장 장치(1)는, 상기 적어도 하나, 본 실시예의 경우, 복수 개의 배터리 랙(10) 및 상기 복수 개의 배터리 랙(10)을 수용하며, 별도의 소방 시설 구조물을 구비하는 랙 컨테이너(5)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 배터리 랙(10)은, 상기 랙 컨테이너(5) 내에서 독립적으로 제어될 수 있다.
본 실시예의 경우, 적어도 어느 하나의 배터리 랙(10)에서 화재 상황 발생 시, 상기 화재 상황이 발생된 배터리 랙(10)의 격리 유닛(600)이 동작하여 1차적으로 상기 화재 상황이 발생된 배터리 랙(10)을 밀폐시키고, 2차적으로 밀폐된 배터리 랙(10) 내부에서 자체 소화 작업을 진행할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 랙 컨테이너(5) 내의 적어도 하나의 배터리 랙(10)에서 화재 상황이 발생될 때, 상기 화재 상황이 발생된 배터리 랙(10) 단위에서 보다 신속한 배터리 랙(10)의 밀폐 및 자체 소화 작업이 진행되기에, 상기 화재 상황이 발생된 배터리 랙(10)에서 인접한 배터리 랙(10)으로 화재 상황이 더 크게 번질 수 있는 위험을 최소화할 수 있다.
그러므로, 본 실시예에서는, 이러한 어느 하나의 배터리 랙(10)의 화재 발생 시, 화재 상황이 신속히 종료될 수 있으며, 화재 상황 종료 이후에도, 종래와 같은 상기 소방 시설 구조물의 동작에 따라 야기될 수 있는 상기 랙 컨테이너(5) 전 영역에서의 스프링쿨러 잔해물이나 이산화탄소 배출 잔해물 등 처리에 따른 비용이나 시간 소모를 현저히 줄일 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 상기 배터리 랙(10) 단위에서 화재 확산을 방지할 수 있는 상기 배터리 랙(10) 및 이를 포함하는 상기 전력 저장 장치(1)를 제공할 수 있다.
아울러, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 화재 상황 발생 시 상기 배터리 랙(10) 단위에서 자체 소화를 진행할 수 있는 상기 배터리 랙(10) 및 이를 포함하는 상기 전력 저장 장치(1)를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
1: 전력 저장 장치
5: 랙 컨테이너
10: 배터리 랙
100: 배터리 모듈
200: 랙 케이스
250: 공기 순환부
300: 제어 유닛
400: 온도 센서
500: 소화 장치
600, 605: 격리 유닛
610: 유닛 본체
630: 슬라이딩부재

Claims (10)

  1. 배터리 랙에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 복수 개의 배터리 모듈;
    상기 복수 개의 배터리 모듈을 수용하며, 복수 개의 공기 순환부가 마련되는 랙 케이스;
    상기 랙 케이스에 장착되며, 상기 복수 개의 공기 순환부를 노출시키거나 밀폐시킬 수 있게 슬라이딩 동작 가능한 격리 유닛; 및
    상기 격리 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 격리 유닛의 슬라이딩 동작을 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격리 유닛은,
    상기 랙 케이스에 장착되며, 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 유닛 본체; 및
    상기 유닛 본체로부터 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 복수 개의 공기 순환부를 노출시키거나 밀폐시킬 수 있게 슬라이딩 동작하는 슬라이딩부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    기 설정된 소정 온도 이상에서 상기 슬라이딩부재를 슬라이딩시켜 상기 복수 개의 공기 순환부를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 랙 케이스에 구비되며, 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 온도 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 랙 케이스에 구비되고, 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되며, 소정의 소화액을 구비하는 소화 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 배터리 랙의 온도가 기 설정된 제1 온도 이상 시 상기 격리 유닛을 제어하여 상기 복수 개의 공기 순환부를 밀폐시키며,
    상기 배터리 랙의 온도가 기 설정된 제2 온도 이상 시 상기 소화 장치를 제어하여 상기 랙 케이스 내부로 소화액을 분사시키는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 슬라이딩부재는,
    난연 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 슬라이딩부재는,
    소방포 또는 공기 차단용 시트로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  9. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 랙; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 랙을 수용하는 랙 컨테이너;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배터리 랙은,
    복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 배터리 랙은, 각각,
    독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
KR1020190020704A 2019-02-21 2019-02-21 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 KR102381692B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190020704A KR102381692B1 (ko) 2019-02-21 2019-02-21 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치
JP2020558440A JP7105913B2 (ja) 2019-02-21 2020-01-30 バッテリーラック及びそれを含む電力貯蔵装置
US16/980,639 US20210013558A1 (en) 2019-02-21 2020-01-30 Battery rack and energy storage system including the same
PCT/KR2020/001441 WO2020171414A1 (ko) 2019-02-21 2020-01-30 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치
EP20758598.5A EP3790104A4 (en) 2019-02-21 2020-01-30 BATTERY RACK AND ASSOCIATED ENERGY STORAGE DEVICE
CN202080002908.XA CN112189279A (zh) 2019-02-21 2020-01-30 电池架和包括所述电池架的能量存储系统
AU2020225801A AU2020225801A1 (en) 2019-02-21 2020-01-30 Battery rack and energy storage system including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190020704A KR102381692B1 (ko) 2019-02-21 2019-02-21 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200102271A true KR20200102271A (ko) 2020-08-31
KR102381692B1 KR102381692B1 (ko) 2022-03-31

Family

ID=72143413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190020704A KR102381692B1 (ko) 2019-02-21 2019-02-21 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210013558A1 (ko)
EP (1) EP3790104A4 (ko)
JP (1) JP7105913B2 (ko)
KR (1) KR102381692B1 (ko)
CN (1) CN112189279A (ko)
AU (1) AU2020225801A1 (ko)
WO (1) WO2020171414A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220050618A (ko) * 2020-10-16 2022-04-25 주식회사 포엠에너지 화재 진압 기능을 갖는 태양광 접속반.

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113328170B (zh) * 2021-05-31 2023-03-31 苏州智动能源科技有限公司 一种具有降温防爆机构的储能电池存储架
CN117280523A (zh) * 2021-10-29 2023-12-22 株式会社Lg新能源 具有改进安全性的电池组
CN114552099B (zh) * 2022-02-16 2024-04-09 中国科学院电工研究所 一种用于储能电池集装箱的安全系统
KR102432910B1 (ko) * 2022-06-30 2022-08-18 대한시스텍주식회사 Ess 자동 소화 시스템
US20240162560A1 (en) * 2022-11-15 2024-05-16 Enphase Energy, Inc. Storage system configured for use with an energy management system
CN117752970B (zh) * 2024-02-20 2024-05-03 亿恩新动力科技(山东)有限公司 一种储能电池安全防护装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120069334A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리 보호장치
KR20180097896A (ko) * 2017-02-24 2018-09-03 주식회사 엘지화학 전력 저장 장치
KR20190007856A (ko) * 2017-07-14 2019-01-23 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 전기자동차의 배터리팩 덕트 접착용 경화지그
JP2019057483A (ja) * 2017-09-22 2019-04-11 株式会社デンソー 制御モジュール

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3780542B2 (ja) 1995-03-17 2006-05-31 日産自動車株式会社 組電池
JP4707346B2 (ja) * 2004-08-16 2011-06-22 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
CN103782444B (zh) 2011-09-08 2016-11-09 株式会社Lg化学 电池组灭火装置
KR101567632B1 (ko) * 2013-06-28 2015-11-09 현대자동차주식회사 배터리시스템의 온도 제어장치 및 그 제어방법
KR101584295B1 (ko) * 2014-07-03 2016-01-25 인셀(주) 랙 구조를 갖는 배터리 시스템
KR20160094216A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 주식회사 에이치엔에이치 Ess 배터리 rack
US9832912B2 (en) * 2015-05-07 2017-11-28 Dhk Storage, Llc Computer server heat regulation utilizing integrated precision air flow
DE102017207270A1 (de) 2016-06-30 2018-01-04 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen eines Fluids
KR102053988B1 (ko) * 2016-09-21 2019-12-09 주식회사 엘지화학 에너지 저장 장치 및 에너지 저장 장치의 화재 관리 방법
KR20180047511A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 주식회사 엘지화학 전력 저장 장치
CN206995648U (zh) * 2017-06-22 2018-02-13 哲弗智能系统（上海）有限公司 一种利用六氟丙烷和二氧化碳灭火的电池灭火器
KR101939812B1 (ko) * 2018-08-29 2019-01-18 (주)대은 안전성이 강화된 공조 기능을 포함하는 ess시스템
KR102086842B1 (ko) 2018-10-22 2020-03-10 현대이엔티 주식회사 Ess 배터리랙 화재확산방지 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120069334A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리 보호장치
KR20180097896A (ko) * 2017-02-24 2018-09-03 주식회사 엘지화학 전력 저장 장치
KR20190007856A (ko) * 2017-07-14 2019-01-23 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 전기자동차의 배터리팩 덕트 접착용 경화지그
JP2019057483A (ja) * 2017-09-22 2019-04-11 株式会社デンソー 制御モジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220050618A (ko) * 2020-10-16 2022-04-25 주식회사 포엠에너지 화재 진압 기능을 갖는 태양광 접속반.

Also Published As

Publication number Publication date
CN112189279A (zh) 2021-01-05
KR102381692B1 (ko) 2022-03-31
JP7105913B2 (ja) 2022-07-25
JP2021520039A (ja) 2021-08-12
WO2020171414A1 (ko) 2020-08-27
AU2020225801A1 (en) 2020-12-24
EP3790104A1 (en) 2021-03-10
US20210013558A1 (en) 2021-01-14
EP3790104A4 (en) 2021-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102381692B1 (ko) 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치
EP4002551A1 (en) Battery rack and power storage device comprising same
KR20210141806A (ko) 화재 진압 수단을 포함하는 배터리 팩
KR20220004854A (ko) 소화장치를 포함하는 배터리 팩
KR102381693B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
US20220006139A1 (en) Battery rack and power storage device comprising same
KR20210056270A (ko) 배터리 모듈, 및 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
AU2020375429A1 (en) Battery module, and battery rack and power storage device comprising battery module
KR20200105316A (ko) 전력 저장 장치
EP4191734A1 (en) Battery rack, energy storage apparatus, and power generation system
KR102660831B1 (ko) 배터리 모듈, 및 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
KR102181522B1 (ko) 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102675574B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
KR20220056028A (ko) 배터리 팩의 에너지 드레인 시스템 및 이를 포함하는 자동차
KR102258815B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20210112162A (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 이러한 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치
KR102639748B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩, 이러한 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차
EP4318773A1 (en) Battery pack, energy storage system and vehicle comprising battery pack
EP4318731A1 (en) Battery module, battery pack comprising battery module, and energy storage system and vehicle comprising battery pack
KR20210007373A (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
KR20210112161A (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 이러한 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치
KR20230046161A (ko) 온도 제어 장치를 구비한 배터리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant