KR20210025477A - 고정 프레임을 구비한 배터리 랙 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운송 중 외부 충격에 의해 랙 케이스의 변형 내지 파괴가 발생되지 않도록 내구성을 높인 배터리 랙을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 랙은, 일방향으로 배열된 복수의 배터리 모듈; 상기 복수의 배터리 모듈을 탑재하도록 구성된 복수의 선반 프레임을 구비한 적어도 하나 이상의 랙 케이스; 및 상기 복수의 배터리 모듈을 따라 길게 연장된 플레이트 형상의 본체부 및 상기 본체부의 일면에 형성되고 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 탈부착이 가능하도록 구성된 고정부를 구비한 적어도 하나 이상의 고정 프레임을 포함한다.

Description

고정 프레임을 구비한 배터리 랙 {Battery Rack Having Fixture Frame}

본 발명은 고정 프레임을 구비한 배터리 랙에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운송 중 외부 충격에 의해 랙 케이스의 변형 내지 파괴가 발생되지 않도록 내구성을 높인 배터리 랙에 관한 것이다.

본 출원은 2019년 08월 27일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2019-0105127호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.

현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차전지가 많이 이용된다.

한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지, 및 이러한 이차전지를 내부에 수용한 배터리 모듈 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 구비한 배터리 랙에 대한 수요가 증가하고 있다.

또한, 이러한 배터리 랙은, 복수의 배터리 모듈을 외부 충격으로부터 보호하거나 수납 보관하기 위해서 금속 재질의 랙 케이스를 구비하는 것이 일반적이었다. 더욱이, 최근 고용량의 배터리 랙의 수요가 높아지고 있어, 무거운 하중의 배터리 모듈 다수개가 수납된 배터리 랙에 대한 요구가 높아지고 있다.

그러나, 종래기술의 배터리 랙은, 무거운 다수의 배터리 모듈을 수납하고 있어, 랙의 무게가 상당히 무거웠다. 이로 인해, 다수의 배터리 모듈을 랙 케이스에 수납한 상태에서 배터리 랙을 운송할 경우, 랙 케이스가 수송 중 진동이 발생되거나, 어느 한 방향으로 기울어지는 경우, 무거운 배터리 모듈의 하중에 의해 랙 케이스가 변형되거나 파괴되는 문제가 발생되었다.

이에 따라, 종래 기술에서는 이러한 배터리 랙의 운송 중에 발생되는 랙 케이스의 변형을 막기 위해서는 무거운 다수의 배터리 모듈을 랙 케이스에 수납하여 함께 운송하지 않고, 다수의 배터리 모듈을 별도로 나누어 운송하였다. 그러나, 이렇게 나누어 운송할 경우, 더 많은 부피를 차지하게 되어 운송 운임이 늘어나고, 설치 장소에서 분리된 랙 케이스와 배터리 모듈을 다시 결합하는 과정을 수행해야만 했다. 이로 인해, 배터리 랙의 납품 비용이 상승하는 등의 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 운송 중 외부 충격에 의해 랙 케이스의 변형 내지 파괴가 발생되지 않도록 내구성을 높인 배터리 랙을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 랙은,

일방향으로 배열된 복수의 배터리 모듈;

상기 복수의 배터리 모듈을 탑재하도록 구성된 복수의 선반 프레임을 구비한 적어도 하나 이상의 랙 케이스; 및

상기 복수의 배터리 모듈을 따라 길게 연장된 플레이트 형상의 본체부 및 상기 본체부의 일면에 형성되고 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 탈부착이 가능하도록 구성된 고정부를 구비한 적어도 하나 이상의 고정 프레임을 포함한다.

또한, 상기 복수의 배터리 모듈 각각은 일부분이 외면에 고정되도록 구성된 걸림 부재를 구비하고,

상기 고정 프레임의 고정부는 상기 걸림 부재와 후크 결합되도록 구성된 후크 구조를 구비하며,

상기 걸림 부재는 상기 고정 프레임의 고정부의 후크 구조와 결합되도록 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 배터리 모듈은 상부 커버, 베이스 플레이트, 전방 커버, 및 후방 커버를 구비한 모듈 하우징을 구비하고, 상기 걸림 부재는 상기 모듈 하우징의 후방 커버의 외측에 위치될 수 있다.

그리고, 상기 걸림 부재는,

상기 후크 구조가 일측에서 걸어 고정하도록 플레이트 형상을 가지고 상기 배터리 모듈의 외면으로부터 소정 거리로 이격되도록 구성된 걸림대; 및

상기 걸림대의 양 단부로부터 연장되고 연장된 단부가 상기 배터리 모듈의 외면에 고정되며 상기 걸림대가 상기 배터리 모듈의 외면으로부터 소정 거리로 이격되도록 절곡된 부분을 가진 다리부를 구비할 수 있다.

나아가, 상기 고정 프레임은 일면이 상기 다리부의 적어도 일부 외면을 감싸도록 상기 본체부로부터 돌출되고 상기 본체부를 따라 상하 방향으로 연장된 지지부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 지지부는,

상기 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 분리된 상태에서도, 가 상기 걸림 부재의 상기 다리부의 적어도 일부 외면을 감싸도록 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 고정 프레임의 본체부의 상하 방향의 양 단부에는 상기 랙 케이스와 결합되는 케이스 결합부가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 랙 케이스는 상기 케이스 결합부가 상기 랙 케이스와 결합되도록 일부분에 상기 케이스 결합부가 결합된 연결 바를 구비될 수 있다.

나아가, 상기 고정 프레임의 케이스 결합부는,

볼트를 사용해 상기 연결 바와 결합될 경우, 상기 고정부의 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 결합되도록 구성된 상부 볼팅 홀; 및

볼트를 사용해 상기 연결 바와 결합될 경우, 상기 상하 방향으로 소정 거리로 이격되고 상기 고정부의 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 분리되도록 구성된 하부 볼팅 홀이 구비될 수 있다.

또한, 상기 고정 프레임은, 상기 고정부의 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 결합된 여부를 색깔로 표시되도록 구성된 표시부를 구비할 수 있다.

더욱이, 상기 고정 프레임은 상기 배터리 랙에 인접한 벽면에 상기 고정 프레임을 고정하도록 구성된 벽면 결합부를 더 구비할 수 있다.

그리고, 상기 랙 케이스는,

상기 복수의 배터리 모듈의 전단에 위치하고 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부 및 상기 기둥부를 수평 방향으로 연결하는 연결부를 구비한 전방 프레임;

상기 복수의 배터리 모듈의 후단에 위치하고 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부 및 상기 기둥부를 수평 방향으로 연결하는 연결부를 구비한 후방 프레임; 및

상기 복수의 배터리 모듈의 최 상부에 위치한 탑 플레이트를 구비할 수 있다.

나아가, 상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각의 하단부에는 일면이 지면과 평행하게 절곡된 절곡부, 및 상기 절곡부에 형성된 볼팅 홀을 구비할 수 있다.

또한, 상기 배터리 랙은 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스를 구비하며,

상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각의 기둥부의 상단부에는 다른 하나의 랙 케이스와 결합되도록 구성된 볼팅 홀이 구비되고,

상부에 위치한 상기 랙 케이스는 기둥부의 절곡부에 위치된 볼팅 홀과, 하부에 위치한 상기 랙 케이스의 기둥부의 볼팅 홀은 볼트 체결되도록 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 기둥부는 상하 방향으로 길게 연장되고 수평 방향의 일측이 개방된 외부 기둥체 및 상기 외부 기둥체의 내부에 삽입되고 상하 방향으로 연장된 내부 기둥체를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 외부 기둥체는 수평 단면상으로 일측이 개방된 C형강이고, 상기 내부 기둥체는 사각관 형태일 수 있다.

나아가, 상기 후방 프레임의 절곡부는 볼트의 몸통이 수평 방향으로 슬라이드 삽입되도록 구성된 슬릿이 구비될 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 상기 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 랙은, 복수의 배터리 모듈 각각에 탈부착이 가능하도록 구성된 고정부를 구비한 적어도 하나 이상의 고정 프레임을 구비함으로써, 배터리 랙이 운송 중에, 무거운 배터리 모듈에 의해 유동이 발생되어 랙 케이스가 변형되거나, 배터리 모듈이 고장 내지 손상이 발생하거나, 또는, 배터리 모듈이 배터리 랙으로부터 분리되는 등의 문제를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예의 일측면에 의하면, 본 발명은, 복수의 배터리 모듈 각각에 설치되는 걸림 부재, 및 고정 프레임의 고정부는 서로 후크 결합되도록 구성됨으로써, 고정 프레임이 걸어주는 것만으로도 복수의 배터리 모듈 각각에 쉽게 결합될 수 있다. 더불어, 배터리 랙의 운송이 종료되어, 설치 장소에 설치가 필요할 경우, 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 고정 프레임을 손쉽게 결합을 해제할 수 있어, 분리 작업이 간단하고 신속히 진행할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 본 발명의 고정 프레임은, 일면이 다리부의 적어도 일부 외면을 감싸도록 본체부로부터 돌출 연장된 지지부를 더 구비함으로써, 배터리 모듈이 수송 중에 좌우 방향으로 유동하는 것을 막아줄 수 있다. 이에 따라, 배터리 모듈의 좌우 방향의 유동에 따른 랙 케이스가 변형되는 문제를 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 고정 프레임의 벽면 결합부는 배터리 랙에 인접한 벽면에 고정 프레임을 고정하도록 구성됨으로써, 랙 케이스의 상부가 보관 장소의 벽면과 결합 고정되도록 구성시킬 수 있다. 이에 따라, 배터리 랙이 운송 중, 흔들림으로 인해, 상부가 전후 좌우로 흔들리는 것을 방지 수 있다. 이에 따라, 배터리 랙의 랙 케이스가 변형되거나, 복수의 배터리 모듈이 랙 케이스에 의해 변형 내지 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일측면에 의하면, 기둥부는 상하 방향으로 길게 연장되고 수평 방향의 일측이 개방된 외부 기둥체, 및 이러한 외부 기둥체의 내부에 삽입되고 상하 방향으로 연장된 내부 기둥체를 구비함으로써, 랙 케이스의 기계적 강성을 효과적으로 높일 수 있다. 즉, 단일의 기둥체가 아닌 외부 기둥체 및 내부 기둥체를 결합된 형태를 가짐으로써, 랙 케이스의 무게는 크게 늘리지 않으면서, 단일체 구성 형태 보다 더욱 기계적 강성을 높일 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 구성들이 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 배터리 모듈의 내부 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 및 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 일부 평면도이다.
도 9는, 도 8의 A 영역을 확대한 모습을 개략적으로 나타낸 확대 평면도이다.
도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 하부 모습을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 상부 모습을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 14는, 도 1의 A-A'선을 따라 배터리 랙을 절단한 일부 모습을 개략적으로 나타내는 수평 단면도이다.
도 15 및 도 16은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 후면도들이다.

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 안 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.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 구성들이 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 및 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 배터리 모듈의 내부 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(300)은, 일방향으로 배열된 복수의 배터리 모듈(200), 적어도 하나 이상의 랙 케이스(310), 및 적어도 하나 이상의 고정 프레임(320)을 포함한다.

여기서, 복수의 배터리 모듈(200)은, 상하 방향으로 배열된 형태로 상기 랙 케이스(310)에 수용되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 배터리 모듈(200)은, 모듈 하우징(210), 및 상기 모듈 하우징(210) 내부에 구비되고 일방향으로 적층된 복수의 이차전지(110)를 가진 셀 어셈블리(100)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 이차전지(110)는 파우치형 이차전지일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 셀 어셈블리(100) 각각은 21개의 파우치형 이차전지(110)가 전후 방향(y 방향)으로 나란하게 상호 적층된 형태로 구성될 수 있다.

특히, 이러한 파우치형 이차전지(110)는, 전극 조립체(도시하지 않음), 전해액(도시하지 않음) 및 파우치를 구비할 수 있다.

상기 각각의 이차전지(110)는, 2개의 넓은 면이 전후방향에 각각 위치하고, 상, 하, 좌, 우 방향에는 실링부가 위치하도록 대략 지면에 수직하게(z 방향) 세워지는 형태로 배치될 수 있다.

여기서, 상기 파우치는 오목한 형태의 수용부가 형성되어 있는 파우치로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수용부에는 전극 조립체 및 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 파우치의 테두리 부위에는 내부 접착층이 서로 유착됨으로써, 실링부가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 이차전지(110)의 양극 리드(111) 및 음극 리드(보이지 않음)가 형성된 좌우 방향(x 방향)의 단부 각각에 테라스부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 전극 조립체는, 전극활물질이 도포된 전극판과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체의 양극판에는 양극 탭이 구비되며, 하나 이상의 양극 탭이 양극 리드(111)와 연결될 수 있다.

여기서, 상기 양극 리드(111)는, 일단이 상기 양극 탭에 연결되고 타단이 파우치의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(110)의 전극 단자, 예를 들면, 이차전지(110)의 양극 단자로서 기능할 수 있다.

또한, 상기 전극 조립체의 음극판에는 음극 탭이 구비되며, 하나 이상의 음극 탭이 음극 리드와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 음극 리드는, 일단이 상기 음극 탭에 연결되고 타단이 파우치의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(110)의 전극 단자, 예를 들면 이차전지(110)의 음극 단자로서 기능할 수 있다.

더욱이, 도 4에서와 같이, 상기 양극 리드(111)와 상기 음극 리드는, 이차전지(110)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향(x 방향)의 좌우 방향의 단부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 양극 리드(111)는 상기 이차전지(110)의 중심을 기준으로 일단부(우단부)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 음극 리드는 이차전지(110)의 중심을 기준으로 타단부(좌단부)에 구비될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 각각의 이차전지(110)는 양극 리드(111)와 음극 리드가 좌우 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 이차전지(110)에서, 양극 리드(111)와 음극 리드 간의 간섭이 없게 되어, 전극 리드의 면적을 넓힐 수 있다.

또한, 상기 양극 리드(111) 및 상기 음극 리드는 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 양극 리드(111) 및 상기 음극 리드는, 넓은 면이 전후 방향을 향하도록 세워진 상태로 수평 방향(x 방향)으로 돌출될 수 있다.

여기서 수평 방향이란, 배터리 모듈(200)을 지면에 놓았을 때 지면에 평행한 방향을 의미한다고 할 수 있으며, 상하 방향에 수직하는 평면상의 적어도 한 방향이 라고도 할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)에는, 앞서 설명한 파우치형 이차전지(110)로만 한정되는 것은 아니고 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차전지(110)가 채용될 수 있다.

또한, 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100)는 전후 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 셀 어셈블리(100)는 전후 방향으로 배열되어 있고, 2개의 셀 어셈블리(100) 사이는 소정의 이격된 거리를 가질 수 있다.

상기 배터리 모듈(200)은 버스바 어셈블리(280)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 버스바 어셈블리(280)는 상기 복수의 이차전지(110)를 전기적으로 상호 연결하도록 구성된 적어도 하나 이상의 버스바(282) 및 상기 적어도 하나 이상의 버스바(282)를 외측에 탑재하도록 구성된 적어도 둘 이상의 버스바 프레임(286)을 구비할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 버스바 프레임(286)은 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 양측 각각에 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 버스바(282)는 전도성 금속을 구비할 수 있고, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 니켈 등을 구비할 수 있다.

또한, 상기 버스바 프레임(286)은 전기 절연성 재료를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 버스바 프레임(286)은 플라스틱 재료를 구비할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 플라스틱 재료는 폴리염화 비닐일 수 있다.

한편, 상기 모듈 하우징(210)은, 상기 셀 어셈블리(100)를 내부에 수납하도록 내부 공간이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 모듈 하우징(210)은, 상부 커버(220), 베이스 플레이트(240), 전방 커버(250), 및 후방 커버(260)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 베이스 플레이트(240)는 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100)를 상부에 탑재하도록 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100)의 하면 크기보다 큰 면적을 가질 수 있다. 상기 베이스 플레이트(240)는 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상일 수 있다.

또한, 상기 상부 커버(220)는 탑부(224) 및 사이드부(226)를 구비할 수 있다. 상기 탑부(224)는 상기 셀 어셈블리(100)의 상부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상일 수 있다. 상기 사이드부(226)는 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 양 측부를 커버하도록 상기 탑부(224)의 좌우 방향의 양 단부로부터 하부 방향으로 연장된 플레이트 형상일 수 있다.

그리고, 상기 사이드부(226)는 상기 베이스 플레이트(240)의 일부위와 결합될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 커버(220)는 전후 좌우 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가진 탑부(224)를 구비할 수 있다. 상기 상부 커버(220)는 상기 탑부(224)의 좌우 방향의 양 단부 각각으로부터 하부 방향으로 연장된 2개의 사이드부(226)가 구비될 수 있다. 나아가, 상기 2개의 사이드부(226) 각각의 하단부는 상기 베이스 플레이트(240)의 좌우 방향의 양 단부와 결합되도록 구성될 수 있다. 이때, 결합 방식은 암수 결합 방식 또는 용접 결합 방식일 수 있다.

더욱이, 상기 전방 커버(250)는 상기 복수의 이차전지(110)의 전방을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전방 커버(250)는 복수의 이차전지(110)의 전면의 크기 보다 큰 크기의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 플레이트 형상은 상하 방향으로 세워진 형태일 수 있다.

나아가, 상기 전방 커버(250)의 외주부의 일부위는 상기 베이스 플레이트(240)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 전방 커버(250)의 외주부의 하측 부위는 상기 베이스 플레이트(240)의 전단부와 결합될 수 있다. 나아가, 상기 전방 커버(250)의 외주부의 상측 부위는 상기 상부 커버(220)의 전단부와 결합될 수 있다. 여기서, 결합 방법은, 볼트 결합이 적용될 수 있다.

또한, 상기 후방 커버(260)는 상기 셀 어셈블리(100)의 후방을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 후방 커버(260)는 복수의 이차전지(110)의 후면의 크기 보다 큰 크기의 플레이트 형상을 가질 수 있다.

그리고, 상기 후방 커버(260)의 외주부의 일부위는 상기 베이스 플레이트(240)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 후방 커버(260)의 외주부의 하측 부위는 상기 베이스 플레이트(240)의 전단부와 결합될 수 있다. 나아가, 상기 후방 커버(260)의 외주부의 상측 부위는 상기 상부 커버(220)의 후단부와 결합될 수 있다. 여기서, 결합 방법은 볼트 결합이 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 모듈 하우징(210)은 복수의 이차전지(110)를 외부의 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있는 구조를 가지고 있어, 배터리 모듈(200)의 외부 충격에 대한 안전성을 높일 수 있다.

한편, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 적어도 하나 이상의 랙 케이스(310)는 상기 복수의 배터리 모듈(200)을 탑재하도록 구성된 복수의 선반 프레임(315), 상기 복수의 배터리 모듈(200)의 전단에 위치한 전방 프레임(311), 및 상기 복수의 배터리 모듈(200)의 후단에 위치한 후방 프레임(313)을 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 선반 프레임(315)은 수납 플레이트(315a)를 포함한다. 상기 수납 플레이트(315a)는 'L' 자형으로 대략 90도로 절곡된 플레이트 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 수납 플레이트(315a)의 전후 방향의 양 단부는 상기 전방 프레임(311) 및 상기 후방 프레임(313) 각각과 연결되도록 구성될 수 있다.

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 배터리 모듈(200)을 수납하기 위해 2개의 수납 플레이트(315a)가 구비될 수 있다. 상기 2개의 수납 플레이트(315a)는 상기 배터리 모듈(200)의 좌우 방향의 하단 부분을 상부 방향으로 지지하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 2개의 수납 플레이트(315a)는 하부에 놓인 다른 하나의 배터리 모듈(200)이 상부 방향으로 이동하는 것을 저지하기 위한 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.

그리고, 2개의 수납 플레이트(315a)는 상기 배터리 모듈(200)의 좌우 방향의 폭만큼 좌우 방향으로 이격되도록 구성될 수 있다. 나아가, 상기 2개의 수납 플레이트(315a)는 전후 방향의 양단이 상기 전방 프레임(311) 및 상기 후방 프레임(313)과 결합되도록 구성될 수 있다.

상기 선반 프레임(315)은, 상기 수납 플레이트(315a)가 상하 방향으로 배열되어 복수개 구비될 경우, 상기 복수의 수납 플레이트(315a)를 고정하기 위한 상하 방향으로 연장된 결합 바(315b)를 가질 수 있다. 상기 결합 바(315b)는 복수의 수납 플레이트(315a) 각각의 일부분과 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 선반 프레임(315)은 상기 결합 바(315b)의 상하 방향의 단부와 결합되고 전후 방향의 양 단부가 상기 전방 프레임(311) 및 상기 후방 프레임(313)과 결합되는 고정 바(315c)를 구비할 수 있다.

한편, 다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 전방 프레임(311)은 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부(311a)를 구비할 수 있다. 상기 기둥부(311a)의 상단부 및 하단부는 외부 물체(예를 들면, 바닥 내지 천장, 또는 다른 랙 케이스(310)와 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 기둥부(311a)는 랙 케이스(310)의 육면체인 전체 형상의 주요한 뼈대 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전방 프레임(311)은 상기 랙 케이스(310)의 전단에 위치한 3개의 기둥부(311a)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 전방 프레임(311)은 기둥부(311a)들 간의 상단부 또는 하단부를 수평 방향으로 연결하는 연결부(311b)를 구비할 수 있다. 상기 연결부(311b)는 기둥부(311a)의 상단부 또는 하단부와 연결(결합)되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 기둥부(311a)의 상단부 및 하단부 각각의 사이에 연결부(311b)가 위치될 수 있다.

더욱이, 상기 후방 프레임(313)은 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부(313a)를 구비할 수 있다. 상기 기둥부(313a)의 상단부 및 하단부는 외부 물체, 예를 들면, 바닥 내지 천장, 또는 다른 랙 케이스(310) 등과 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 기둥부(313a)는 랙 케이스(310)의 육면체인 전체 형상의 주요한 뼈대 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 후방 프레임(313)은 상기 랙 케이스(310)의 후단에 위치한 3개의 기둥부(313a)를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 후방 프레임(313)은 상기 기둥부(313a)를 수평 방향으로 연결하는 연결부(313b)를 구비할 수 있다. 상기 연결부(313b)는 상기 기둥부(313a)의 상단부 또는 하단부와 연결(결합)되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 기둥부(313a)의 상단부 및 하단부 각각의 사이에 연결부(313b)가 위치될 수 있다.

나아가, 상기 탑 플레이트(317)는 상기 복수의 배터리 모듈(200)의 최 상부 상에 위치한 구성일 수 있다. 상기 탑 플레이트(317)는 상기 전방 프레임(311)의 상단 및 상기 후방 프레임(313)의 상단과 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 탑 플레이트(317)는 탑 플레이트(317)의 기계적 강성 보강을 위해 X자 빔(317a)이 구비될 수 있다. 상기 X자 빔(317a)은 상기 탑 플레이트(317)가 평면상으로 사각형일 때, 상기 사각형의 꼭지점 부분과 접하도록 배치될 수 있다.

한편, 다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 적어도 하나 이상의 고정 프레임(320)은 상기 복수의 배터리 모듈(200)을 따라 길게 연장된 플레이트 형상의 본체부(322)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정 프레임(320)은 4개가 상기 랙 케이스(310)의 후방 프레임(313)의 후면에 구비될 수 있다.

그리고, 상기 고정 프레임(320)은, 상기 본체부(322)의 일면에 형성되고 상기 복수의 배터리 모듈(200) 각각에 탈부착이 가능하도록 구성된 고정부(324)가 구비될 수 있다. 상기 고정부(324)는 상기 복수의 배터리 모듈(200)의 수만큼 구비될 수 있다. 상기 고정부(324)는 상기 배터리 모듈(200)의 후방 커버(260)와 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 고정부(324)는 상기 배터리 랙(300)이 운송이 필요할 경우, 설치되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 고정부(324)는 상기 배터리 랙(300)이 운송이 끝나고, 설치 장소에 설치될 경우, 상기 복수의 배터리 모듈(200) 및 상기 랙 케이스(310)로부터 분리되도록 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 배터리 랙(300)은, 상기 복수의 배터리 모듈(200) 각각에 탈부착이 가능하도록 구성된 고정부(324)를 구비한 적어도 하나 이상의 고정 프레임(320)을 구비함으로써, 상기 배터리 랙(300)이 운송 중에, 무거운 배터리 모듈(200)에 의해 유동이 발생되어, 랙 케이스(310)가 변형되거나, 배터리 모듈(200)이 고장 내지 손상이 발생하거나, 또는, 상기 배터리 모듈(200)이 상기 배터리 랙(300)으로부터 분리되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 이후, 배터리 랙(300)이 설치 장소에 고정될 경우, 고정 프레임(320)을 상기 랙 케이스(310)로부터 분리하여, 배터리 랙(300)이 이송이 가능한 상태로 전환시킬 수 있다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다. 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다. 그리고, 도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 복수의 배터리 모듈(200) 각각은 일부분이 외면에 고정되도록 구성된 걸림 부재(270)를 구비할 수 있다. 상기 걸림 부재(270)는 상기 배터리 모듈(200)의 후방 커버(260)의 외측에 구비될 수 있다. 상기 걸림 부재(270)는 일 부분이 상기 후방 커버(260)와 단단히 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 걸림 부재(270)는 상기 고정부(324)와 탈착이 가능하도록 걸림 부재(270)가 구비될 수 있다. 상기 걸림 부재(270)는 상기 고정 프레임(320)의 고정부(324)와 후크 결합되도록 구성될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 고정 프레임(320)에는 6개의 고정부(324)가 구비될 수 있다. 상기 고정부(324)는 상기 걸림 부재(270)와 후크 결합되도록 구성된 후크 구조(324h)를 구비할 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 복수의 배터리 모듈(200) 각각에 설치되는 걸림 부재(270), 및 상기 고정 프레임(320)의 고정부(324)는 서로 후크 결합되도록 구성됨으로써, 상기 고정 프레임(320)이 걸어주는 것만으로도 상기 복수의 배터리 모듈(200) 각각에 쉽게 결합될 수 있다. 더불어, 상기 배터리 랙(300)의 운송이 종료되어, 설치 장소에 배터리 랙(300)이 고정된 경우, 상기 복수의 배터리 모듈(200) 각각으로부터 상기 고정 프레임(320)을 손쉽게 결합을 해제할 수 있어, 고정 프레임(320)을 제거하는 작업이 간단하고 신속히 진행할 수 있다.

도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 및 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 일부 평면도이다. 그리고, 도 9는, 도 8의 A 영역을 확대한 모습을 개략적으로 나타낸 확대 평면도이다.

다시 도 5 내지 도 7과 함께, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 걸림 부재(270)는, 걸림대(272), 및 다리부(274)를 구비할 수 있다. 상기 걸림대(272)는 상기 후크 구조(324h)가 일측에서 걸어 고정하도록 평평한 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 걸림대(272)는 상기 평평한 플레이트가 상하 방향으로 세워지도록 구성될 수 있다. 상기 걸림대(272)는 상기 배터리 모듈(200)의 외면으로부터 소정 거리로 이격되도록 구성될 수 있다.

상기 다리부(274)는 상기 걸림대(272)의 각각의 양 단부로부터 연장된 부분일 수 있다. 상기 다리부(274)는 사선 방향으로 연장된 부분과 후방 커버(260)의 외면과 연결된 부분을 구비할 수 있다. 상기 다리부(274)는, 상기 배터리 모듈(200)의 외면과 용접 결합 또는 볼팅 결합될 수 있다.

또한, 상기 다리부(274)는 상기 걸림대(272)가 상기 배터리 모듈(200)의 외면으로부터 소정 거리로 이격되도록 사선 방향으로 절곡된 부분(K1)을 가질 수 있다. 즉, 상기 다리부(274)의 양 단부로부터 후방으로 절곡된 부분(K1)을 가질 수 있다. 상기 후방으로 절곡된 부분(K1)은 상기 걸림대(272)와 연결되도록 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 걸림 부재(270)는, 상기 배터리 모듈(200)의 외면으로부터 소정 거리로 이격되도록 구성된 걸림대(272), 및 상기 걸림대(272)로부터 연장된 단부가 상기 배터리 모듈(200)의 외면에 고정된 다리부(274)를 구비함으로써, 상기 고정 프레임(320)의 고정부(324)의 후크 구조(324h)가 상기 걸림 부재(270)에 손쉽게 결합되거나 분리될 수 있어, 설치 작업이 간단하고 신속히 진행할 수 있다.

다시, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 고정 프레임(320)은 일면이 상기 다리부(274)의 적어도 일부 외면을 감싸도록 상기 본체부(322)로부터 돌출 연장된 지지부(326)를 더 구비할 수 있다. 상기 지지부(326)는 상기 후크 구조(324h)의 좌우 방향의 양측에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 지지부(326)는 상기 본체부(322)를 따라 상하 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 상기 지지부(326)는 돌출된 방향이 좌우 방향으로 벌어진 사선 방향일 수 있다. 나아가, 이러한 구조로 인해 상기 지지부(326)는 상기 걸림 부재(270)의 좌우 방향으로 유동하는 것을 잡아줄 수 있다. 예를 들면, 상기 지지부(326)는 상기 배터리 랙(300)이 설치된 후, 지진이 발생할 경우, 지진에 따른 상기 배터리 모듈(200)의 좌우 방향의 이동을 저지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 고정 프레임(320)은, 일면이 상기 다리부(274)의 적어도 일부 외면을 감싸도록 상기 본체부(322)로부터 돌출 연장된 지지부(326)를 더 구비함으로써, 상기 배터리 모듈(200)이 수송 중에 좌우 방향으로 유동하는 것을 막아줄 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 모듈(200)의 좌우 방향의 유동에 따른 랙 케이스(310)가 변형되는 문제를 방지할 수 있다.

다시 도 2와 함께 도 6 및 도 7를 참조하면, 상기 고정 프레임(320)에는 케이스 결합부(328)가 구비될 수 있다. 상기 케이스 결합부(328)는 상기 본체부(322)의 상하 방향의 양 단부에 구비될 수 있다. 상기 케이스 결합부(328)는 상기 랙 케이스(310)와 결합될 수 있다.

구체적으로, 상기 랙 케이스(310)는 상기 케이스 결합부(328)와 결합되는 연결 바(318)를 구비할 수 있다. 상기 연결 바(318)는 양단부가 상기 후방 프레임(313)과 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(322) 상하 방향에 양 단부에 구비된 케이스 결합부(328)는 상하 방향으로 이격되어 배치된 2개의 연결 바(318) 각각과 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 케이스 결합부(328)는 상기 연결 바(318)와 볼팅 결합될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 고정 프레임(320)의 케이스 결합부(328) 각각과 결합된 연결 바(318)는 랙 케이스(310)의 상단 중단 하단에 2개씩 총 6개가 구비될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 고정 프레임(320)의 본체부(322)의 상하 방향의 양 단부에는 상기 랙 케이스(310)와 결합되는 케이스 결합부(328)가 구비됨으로써, 상기 고정 프레임(320)이 상기 랙 케이스(310)와 강한 고정력으로 고정될 수 있어, 상기 고정 프레임(320)이 상기 복수의 배터리 모듈(200)을 또한 강하게 구속시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 랙(300)의 운송 중, 변형이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 배터리 랙(300)의 내구성을 효과적으로 높일 수 있다.

도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.

도 10을 참조하면, 도 10의 고정 프레임(320A)은, 상기 도 6의 고정 프레임(320)과 비교할 경우, 벽면 결합부(329)가 더 구비된 것을 제외하고는 나머지 구성들은 동일하게 구비될 수 있다. 따라서, 이전에 설명한 고정 프레임(320A)의 구성들에 대해서는 이후 별도로 설명하지 않도록 한다.

상기 고정 프레임(320A)의 벽면 결합부(329)는 상기 배터리 랙(300)에 인접한 벽면(W)에 상기 고정 프레임(320A)을 고정하도록 구성될 수 있다. 상기 벽면 결합부(329)는 상기 벽면(W)과 결합되기 위한 결합구(H4) 및 상기 결합구(H4)에 삽입되는 볼트(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 벽면(W)에는 상기 벽면 결합부(329)와 결합하기 위한 별도의 고정 부재(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 상기 고정 부재는 상기 결합구(H4)와 연통되는 고정홀을 가질 수 있다.

그러나, 반드시 고정 부재만을 사용해 상기 벽면 결합부(329)가 상기 벽면(W)에 고정되는 것은 아니고, 상기 벽면 결합부(329)가 고정홀(H3)이 구비된 벽면(W)에 직접 결합될 수 있다. 상기 벽면 결합부(329)의 결합구(H4)와 상기 벽면(W)의 고정홀(H3)에 삽입되는 볼트를 통해 상기 벽면 결합부(329)는 상기 벽면(W)에 고정될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 고정 프레임(320A)의 벽면 결합부(329)는 상기 배터리 랙(300)에 인접한 벽면(W)에 상기 고정 프레임(320A)을 고정하도록 구성됨으로써, 상기 랙 케이스(310)의 상부가 상기 보관 장소의 벽면(W)과 결합 고정되도록 구성 시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 랙(300)이 운송 중, 흔들림으로 인해, 상부가 전후 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 랙(300)의 랙 케이스(310)가 변형되거나, 상기 복수의 배터리 모듈(200)이 상기 랙 케이스(310)에 의해 변형 내지 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 하부 모습을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.

다시 도 3과 함께, 도 11를 참조하면, 상기 전방 프레임(311) 및 상기 후방 프레임(313) 각각의 하단부에는 일면이 지면과 평행하게 절곡된 절곡부들(311c, 313c)를 구비할 수 있다. 상기 절곡부(311c)는 상기 배터리 랙(300)이 보관되는 바닥과 접합하도록 절곡된 형태를 가질 수 있다.

예를 들면, 상기 전방 프레임(311)의 절곡부(311c)는 상기 기둥부(311a)와 분리된 별도의 구성이 아니며, 상기 절곡부(311c)는 상기 기둥부(311a)와 일체형으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 기둥부(311a)의 하단부의 일면이 바닥과 접하도록 절곡되어 상기 절곡부(311c)가 형성될 수 있다.

나아가, 상기 후방 프레임(313)의 절곡부(313c)는 상기 기둥부(313a)와 분리된 별도의 구성이 아니며, 상기 절곡부(313c)는 상기 기둥부(313a)와 일체형으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 기둥부(313a)의 하단부의 일면이 바닥과 접하도록 절곡되어 상기 절곡부(313c)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 전방 프레임(311)의 절곡부(311c)에 형성된 볼팅 홀(H1)을 구비할 수 있다. 상기 볼팅 홀(H1)은, 상기 배터리 랙(300)이 보관되는 바닥과 결합되기 위한 구성으로 고정 볼트(도시하지 않음)가 삽입되어 상기 바닥과 결합될 수 있다. 또는, 상기 볼팅 홀(H1)은, 다른 랙 케이스(310)와 결합되기 위해 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 후방 프레임(313)의 절곡부(313c)는 볼트(B1)의 몸통이 수평 방향(S)으로 슬라이드 삽입되도록 구성된 슬릿(313c1)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 후방 프레임(313)은 배터리 랙(300)의 설치 공간의 벽이나 따른 배터리 랙과 밀착되거나 근접하여 위치될 수 있으므로, 작업자가 상기 배터리 랙(300)을 바닥에 고정하기 위해 상기 후방 프레임(313)의 뒷편에서 볼팅 작업을 수행할 수 있는 작업 공간을 확보할 수 없었다.

이에, 본 발명의 발명자는, 설치 바닥에 볼트(B1)를 미리 소정 깊이로 볼팅 작업을 수행하여, 볼트(B1)가 지면으로부터 상부 방향으로 세워진 형태를 만든 후, 상기 배터리 랙(300)을 후방으로 슬라이드 이동시켜 상기 볼트(B1)의 몸통이 상기 슬릿(313c1)에 삽입시킬 수 있다. 이후, 상기 후방 프레임(313)이 바닥에 고정될 수 있도록 작업자가 배터리 랙(300)의 전방에서 긴 막대 형태의 스패너를 사용하여 상기 슬릿(313c1)에 삽입된 볼트(B1)를 죌 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 전방 프레임(311) 및 상기 후방 프레임(313) 각각의 하단부에는 일면이 지면과 평행하게 절곡된 절곡부들(311c, 313c), 및 상기 절곡부들(311c, 313c) 각각에 형성된 볼팅 홀(H1) 및 슬릿(313c1)을 구비함으로써, 상기 배터리 랙(300)을 보관 장소의 바닥에 강력한 고정힘으로 고정할 수 있어, 상기 배터리 랙(300)이 수송 중에 기울어지거나, 이동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 배터리 랙(300)을 설치 장소에 고정하는 것을 용이하게 할 수 있다.

도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 상부 모습을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다. 그리고, 도 13은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.

다시 도 3과 함께, 도 12 및 13을 참조하면, 상기 배터리 랙(300)은 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스(310)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 둘 이상의 랙 케이스(310) 중, 상부에 위치한 랙 케이스(310)의 기둥부들(311a, 313a)의 하부 및 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스(310) 각각의 기둥부들(311a, 313a)의 상단이 서로 결합되도록 구성될 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 전방 프레임(311) 및 상기 후방 프레임(313) 각각의 기둥부(311a)의 상단에는 다른 하나의 랙 케이스(310)와 결합되도록 구성된 볼팅 홀(H2)이 구비될 수 있다. 즉, 상부에 위치한 랙 케이스(310)의 기둥부(311a)의 하부에 구비된 절곡부(311c)와 하부에 위치한 랙 케이스(310)의 기둥부(311a)의 상부에 구비된 절곡부(311c)는 볼팅 홀(H2)과 볼팅 홀(H1)을 관통하는 볼트(도시하지 않음)에 의해 서로 결합될 수 있다.

예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 하부에 위치한 랙 케이스(310)의 기둥부(311a)의 상단에는 상부에 위치한 랙 케이스(310)의 기둥부(311a)의 하부에 구비된 절곡부(311c)의 볼팅 홀(H1)과 연통되도록 구성된 볼팅 홀(H2)이 구비될 수 있다. 즉, 상부에 위치한 랙 케이스(310)의 절곡부(311c)의 볼팅 홀(H1)과 하부에 위치한 랙 케이스(310)의 기둥부(311a)의 상단에 구비된 볼팅 홀(H2)은 고정 볼트가 삽입될 수 있다.

도 14는, 도 1의 A-A'선을 따라 배터리 랙을 절단한 일부 모습을 개략적으로 나타내는 수평 단면도이다.

도 1 및 도 14을 참조하면, 본 발명의 전방 프레임(311) 및 후방 프레임(313) 각각의 기둥부들(311a, 313a)은 상하 방향으로 길게 연장되고 수평 방향의 일측이 개방된 외부 기둥체(311a1) 및 상기 외부 기둥체(311a1)의 내부에 삽입되고 상하 방향으로 연장된 내부 기둥체(311a2)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 외부 기둥체(311a1)는 수평 단면상으로 일측이 개방된 C형강일 수 있다. 그리고, 상기 내부 기둥체(311a2)는 사각관 형태일 수 있다. 상기 외부 기둥체(311a1) 및 상기 내부 기둥체(311a2)는 서로 다른 소재를 구비할 수 있다. 상기 내부 기둥체(311a2)는 상기 외부 기둥체(311a1)의 내부에 위치하면서 상기 외부 기둥체(311a1)를 수평 방향의 외측으로 지지하도록 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 기둥부(311a)는 상하 방향으로 길게 연장되고 수평 방향의 일측이 개방된 외부 기둥체(311a1) 및 상기 외부 기둥체(311a1)의 내부에 삽입되고 상하 방향으로 연장된 내부 기둥체(311a2)를 구비함으로써, 랙 케이스(310)의 기계적 강성을 효과적으로 높일 수 있다. 즉, 상기 단일의 기둥체가 아닌 외부 기둥체(311a1) 및 내부 기둥체(311a2)를 결합된 형태를 가짐으로써, 랙 케이스(310)의 무게는 크게 늘리지 않으면서, 단일체 구성 형태 보다 더욱 기계적 강성을 높일 수 있다.

도 15 및 도 16은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성인 고정 프레임의 모습을 개략적으로 나타내는 후면도들이다.

도 2 및 도 7과 함께 도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 고정 프레임(320)의 하부에 위치한 케이스 결합부(328)에는 2개의 볼팅 홀들(H5, H6)이 형성될 수 있다. 상기 2개의 볼팅 홀들(H5, H6)은 서로 상하 방향으로 소정 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 15에서와 같이, 상기 상부 볼팅 홀(H5)을 통해 케이스 결합부(328)를 상기 연결 바(318)에 볼팅 결합시킬 경우, 상기 고정 프레임(320)이 하부 방향으로 이동되면서, 상기 고정부(324)의 후크 구조(324h)가 상기 걸림 부재(270)의 상기 걸림대(272)에 후크 결합되도록 구성될 수 있다.

반대로, 예를 들면, 도 16에서와 같이, 상기 하부 볼팅 홀(H6)을 통해 케이스 결합부(328)를 상기 연결 바(318)에 볼팅 결합시킬 경우, 앞서 설명한 상부 볼팅 홀(H5)에 결합된 경우와 비교하여, 상기 고정 프레임(320)이 상 방향으로 이동된 상태로 상기 연결 바(318)와 결합되므로, 상기 고정부(324)의 후크 구조(324h)가 상기 걸림 부재(270)의 상기 걸림대(272)와 분리될 수 있다.

또한, 도 2를 참조하면, 상기 고정 프레임(320)의 상부에 위치한 케이스 결합부(328)에는 상하 방향으로 길게 연장된 볼팅 홀(H7)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 볼팅 홀(H7)의 연장된 길이는 상기 상부 볼팅 홀(H5)과 상기 하부 볼팅 홀(H6)의 거리와 유사하거나 그보다 더 길수 있다.

즉, 상기 연장 바(318)와 결합되는 부분이 고정 프레임(320)의 상부 볼팅 홀(H5) 또는 하부 볼팅 홀(H6)인 것에 따라, 상기 고정 프레임(320)의 상부에 위치한 케이스 결합부(328)의 볼팅 홀(H7)에 결합된 볼트의 상하 방향의 위치도 변경될 수 있다.

구체적으로, 상기 상부 볼팅 홀(H5)을 통해 케이스 결합부(328)를 상기 연결 바(318)에 볼팅 결합시킬 경우, 상기 볼팅 홀(H7)에 삽입된 볼트는 상기 볼팅 홀(H7)의 상부에 위치하게 될 수 있다. 반대로, 상기 하부 볼팅 홀(H6)을 통해 케이스 결합부(328)를 상기 연결 바(318)에 볼팅 결합시킬 경우, 상기 볼팅 홀(H7)에 삽입된 볼트는 상기 볼팅 홀(H7)의 상대적으로 하부에 위치하게 될 수 있다.

즉, 앞서 설명한 예에서는 상기 배터리 랙(300)은 수송이 끝나고 나면, 상기 고정 프레임(320)을 제거하는 실시예를 설명한 바 있다. 반면, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 고정 프레임(320)을 제거하지 않고, 상기 고정부(324)의 후크 구조(324h)가 상기 걸림 부재(270)의 상기 걸림대(272)와 분리된 상태로 상기 랙 케이스(310)에 고정되도록 상기 하부 볼팅 홀(H6)을 통해 케이스 결합부(328)를 상기 연결 바(318)에 볼팅 결합시킬 수 있다.

이는, 상기 배터리 랙(300)이 설치 장소에 설치된 이후, 불량이 발생되거나 노후된 배터리 모듈(200)의 교체 작업이 필요할 경우, 상기 선반 프레임(315)에 탑재된 배터리 모듈(200)을 전방으로 이동시켜 제거하고, 새로운 배터리 모듈(200)을 상기 선반 프레임(315)에서 후방으로 이동하여 탑재시킬 수 있도록 한 것이다. 이때, 상기 고정부(324)가 후크 구조(324h)가 상기 걸림 부재(270)의 상기 걸림대(272)와 분리된 상태를 유지함으로써, 상기 배터리 모듈(200)의 전후방 이동을 가능하게 할 수 있다. 또한, 상기 고정 프레임(320)은, 후크 구조(324h)가 상기 걸림 부재(270)의 상기 걸림대(272)와 분리된 상태에서도, 상기 본체부(322)로부터 돌출되고 상하 방향으로 연장된 지지부(326)가 상기 걸림 부재(270)의 상기 다리부(274)의 적어도 일부 외면을 감싸고 있어, 상기 배터리 모듈(200)의 좌우 방향의 이동을 계속 저지할 수 있다.

이에 따라, 배터리 랙(300)은, 지진 발생이 가능한 지역에 설치되더라도, 탑재된 배터리 모듈(200)이 지진에 의해 상기 고정 프레임(320)에 의해 좌우 방향의 이동되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 랙(300)의 내진 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 고정 프레임(320)은 케이스 결합부(328)에 상하 방향을 이격된 2개의 볼팅 홀들(H5, H6)이 형성시킴으로써, 상기 배터리 랙(300)에 구비된 배터리 모듈(200)을 교체하는 작업을 용이하게 하고, 랙 케이스(310)에 탑재된 배터리 모듈의 좌우 방향의 유동을 막아줄 수 있는 바, 배터리 랙(300)의 내진성 및 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 고정 프레임(320)은, 표시부를 더 구비할 수 있다. 상기 고정부의 후크 구조(324h)가 상기 걸림 부재(270)의 상기 걸림대(272)와 결합된 여부를 색깔로 표시되도록 구성될 수 있다. 상기 표시부는 서로 색깔이 다른 스티커들(321a, 321b)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 표시부는 적색 스티커(321a)와 녹색 스티커(321b)를 구비할 수 있다.

예를 들면, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 연결 바(318)의 외면에는 적색 스티커(321a)와 녹색 스티커(321b)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 고정 프레임(320)이 상기 복수의 배터리 모듈(200)의 걸림 부재(270)와 결합되기 위해, 상기 고정 프레임(320)이 상기 상부 볼팅 홀(H5)에 볼트를 삽입하여, 상기 연결 바(318)와 결합될 경우, 상기 하부 볼팅 홀(H6)을 통해 적색 스티커(321a)의 일부분이 외부로 노출될 수 있다.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 고정 프레임(320)과 상기 복수의 배터리 모듈(200)의 걸림 부재(270)가 결합을 해제하기 위해, 상기 고정 프레임(320)이 상기 하부 볼팅 홀(H6)에 볼트를 삽입하여, 상기 연결 바(318)와 결합될 경우, 상기 상부 볼팅 홀(H5)을 통해 녹색 스티커(321b)의 일부분이 외부로 노출될 수 있다.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 고정 프레임(320)이 상기 걸림 부재(270)와의 결합 상태를 사용자가 눈으로 손쉽게 확인 가능하도록 표시부를 구비함으로써, 사용자가 배터리 랙의 관리를 빠르게 수행할 수 있고, 복수의 배터리 모듈(200) 중 고장이 발생한 배터리 모듈(200)을 랙 케이스(310)로부터 분리하는 작업을 용히 하게 한다.

한편, 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 배터리 랙(300)은, 랙 케이스(310)의 내부 또는 외부에 배터리 관리 장치(Battery Management System; BMS, 도시하지 않음) 등 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 랙(300)을 하나 이상 포함할 수 있다. 특히, 전력 저장 장치는, 본 발명에 따른 배터리 랙(300)을 다수 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 다수의 배터리 랙(300)은 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 스마트 그리드 시스템이나 전기 충전 스테이션 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

300: 배터리 랙
200: 배터리 모듈 100: 셀 어셈블리
110: 이차전지 210: 모듈 하우징
310: 랙 케이스 320: 고정 프레임
322, 324: 본체부, 고정부 270: 걸림 부재
272, 274: 걸림대, 다리부 324h: 후크 구조
326: 지지부 328: 케이스 결합부
329: 벽면 결합부
321, 321a, 321b: 표시부, 적색 스티커, 녹색 스티커
311, 313, 315, 317: 전방 프레임, 후방 프레임, 선반 프레임, 탑 플레이트
311a, 313a: 기둥부 311b, 313b: 연결부
311c: 절곡부 H1, H2: 볼팅 홀
220: 상부 커버 224, 226: 탑부, 사이드부
240: 베이스 플레이트 H5, H6: 상부 볼팅 홀, 하부 볼팅 홀
250: 전방 커버 260: 후방 커버
311a1, 311a2: 외부 기둥체, 내부 기둥체
스티커들: 321a, 321b

Claims (17)

1. 일방향으로 배열된 복수의 배터리 모듈;
   상기 복수의 배터리 모듈을 탑재하도록 구성된 복수의 선반 프레임을 구비한 적어도 하나 이상의 랙 케이스; 및
   상기 복수의 배터리 모듈을 따라 길게 연장된 플레이트 형상의 본체부 및 상기 본체부의 일면에 형성되고 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 탈부착이 가능하도록 구성된 고정부를 구비한 적어도 하나 이상의 고정 프레임
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 배터리 모듈 각각은 일부분이 외면에 고정되도록 구성된 걸림 부재를 구비하고,
   상기 고정 프레임의 고정부는 상기 걸림 부재와 후크 결합되도록 구성된 후크 구조를 구비하며,
   상기 걸림 부재는 상기 고정 프레임의 고정부의 후크 구조와 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
3. 제2항에 있어서,
   상기 배터리 모듈은 상부 커버, 베이스 플레이트, 전방 커버, 및 후방 커버를 구비한 모듈 하우징을 구비하고,
   상기 걸림 부재는 상기 모듈 하우징의 후방 커버의 외측에 위치된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
4. 제2항에 있어서,
   상기 걸림 부재는,
   상기 후크 구조가 일측에서 걸어 고정하도록 플레이트 형상을 가지고 상기 배터리 모듈의 외면으로부터 소정 거리로 이격되도록 구성된 걸림대; 및
   상기 걸림대의 양 단부로부터 연장되고 연장된 단부가 상기 배터리 모듈의 외면에 고정되며 상기 걸림대가 상기 배터리 모듈의 외면으로부터 소정 거리로 이격되도록 절곡된 부분을 가진 다리부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
5. 제4항에 있어서,
   상기 고정 프레임은 일면이 상기 다리부의 적어도 일부 외면을 감싸도록 상기 본체부로부터 돌출되고 상기 본체부를 따라 상하 방향으로 연장된 지지부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
6. 제5항에 있어서,
   상기 지지부는,
   상기 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 분리된 상태에서도, 가 상기 걸림 부재의 상기 다리부의 적어도 일부 외면을 감싸도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
7. 제4항에 있어서,
   상기 고정 프레임의 본체부의 상하 방향의 양 단부에는 상기 랙 케이스와 결합되는 케이스 결합부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
8. 제7항에 있어서,
   상기 랙 케이스는 상기 케이스 결합부가 상기 랙 케이스와 결합되도록 일부분에 상기 케이스 결합부가 결합된 연결 바를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
9. 제8항에 있어서,
   상기 고정 프레임의 케이스 결합부는,
   볼트를 사용해 상기 연결 바와 결합될 경우, 상기 고정부의 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 결합되도록 구성된 상부 볼팅 홀; 및
   볼트를 사용해 상기 연결 바와 결합될 경우, 상기 상하 방향으로 소정 거리로 이격되고 상기 고정부의 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 분리되도록 구성된 하부 볼팅 홀이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
10. 제9항에 있어서,
    상기 고정 프레임은, 상기 고정부의 후크 구조가 상기 걸림 부재의 상기 걸림대와 결합된 여부를 색깔로 표시되도록 구성된 표시부를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
11. 제1항에 있어서,
    상기 고정 프레임은 상기 배터리 랙에 인접한 벽면에 상기 고정 프레임을 고정하도록 구성된 벽면 결합부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
12. 제1항에 있어서,
    상기 랙 케이스는,
    상기 복수의 배터리 모듈의 전단에 위치하고 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부 및 상기 기둥부를 수평 방향으로 연결하는 연결부를 구비한 전방 프레임;
    상기 복수의 배터리 모듈의 후단에 위치하고 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부 및 상기 기둥부를 수평 방향으로 연결하는 연결부를 구비한 후방 프레임; 및
    상기 복수의 배터리 모듈의 최 상부에 위치한 탑 플레이트를 구비하고,
    상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각의 하단부에는 일면이 지면과 평행하게 절곡된 절곡부, 및 상기 절곡부에 형성된 볼팅 홀을 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리 랙은 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스를 구비하며,
    상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각의 기둥부의 상단부에는 다른 하나의 랙 케이스와 결합되도록 구성된 볼팅 홀이 구비되고,
    상부에 위치한 상기 랙 케이스는 기둥부의 절곡부에 위치된 볼팅 홀과, 하부에 위치한 상기 랙 케이스의 기둥부의 볼팅 홀은 볼트 체결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
14. 제12항에 있어서,
    상기 기둥부는 상하 방향으로 길게 연장되고 수평 방향의 일측이 개방된 외부 기둥체 및 상기 외부 기둥체의 내부에 삽입되고 상하 방향으로 연장된 내부 기둥체를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
15. 제14항에 있어서,
    상기 외부 기둥체는 수평 단면상으로 일측이 개방된 C형강이고, 상기 내부 기둥체는 사각관 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
16. 제12항에 있어서,
    상기 후방 프레임의 절곡부는 볼트의 몸통이 수평 방향으로 슬라이드 삽입되도록 구성된 슬릿이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
17. 제1항 내지 제16항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함하는 전력 저장 장치.

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