KR20220051890A - 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템 - Google Patents

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KR20220051890A
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battery
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coupler
battery rack
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KR1020200135370A
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정관수
이경민
이승준
손권
이종수
전승준
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 제작 비용을 줄이고 설치가 용이한 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 랙은, 복수의 배터리 모듈; 상기 복수의 배터리 모듈을 수용하도록 구성된 적어도 하나 이상의 랙 케이스; 소화제가 주입되는 입구가 구비되고 상기 복수의 배터리 모듈의 배열을 따라 연장된 본체부, 및 상기 본체부로부터 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 향해 연장되고 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 내부에 삽입된 출구가 구비된 분배부를 구비한 주입관; 및 파이프의 일단에 위치되고 소화제를 공급하는 공급관과 연결 가능하도록 구성된 제1 커플러, 및 파이프의 타단에 위치되고 상기 주입관의 입구와 연결 가능하도록 구성된 제2 커플러가 구비되며 절곡 가능하도록 구성된 플렉시블 파이프를 포함한다.

Description

배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템{Battery Rack, Energy Storage System, and Power Generation System}
본 발명은 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제작 비용을 줄이고 설치가 용이한 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템에 관한 것이다.
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.
종래기술의 배터리 랙은, 각각의 배터리 모듈의 이차전지가 열폭주가 발생되거나, 이차전지의 발화 내지 폭발이 일어날 경우, 소화 시설을 작동하여, 이차전지를 냉각하거나, 화재 진압을 수행하였다.
그러나, 배터리 모듈이 다수개 구비된 배터리 랙은, 설치 장소에 따라 구비된 소방 시설의 소화제 공급관의 출구 위치가 제 각각임으로, 공급관의 출구 위치에 맞춰 복수의 배터리 모듈로 소화제를 이송시키는 이송 배관을 매번 설계할 필요가 있어, 제작 비용이 증가되는 문제가 있었다.
더욱이, 종래기술에서는 소화 시설의 공급관과 배터리 랙에 구비된 이송 배관을 연결하는 작업을 수행하기 위해 배관 용접 등의 매우 어려운 작업이 요구되었다. 이에 따라, 배터리 랙의 설치 시간 및 설치 비용이 증가하는 문제가 발생되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 제작 비용을 줄이고 설치가 용이한 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템을 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,
복수의 배터리 모듈;
상기 복수의 배터리 모듈을 수용하도록 구성된 적어도 하나 이상의 랙 케이스;
소화제가 주입되는 입구가 구비되고 상기 복수의 배터리 모듈의 배열을 따라 연장된 본체부, 및 상기 본체부로부터 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 향해 연장되고 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 내부에 삽입된 출구가 구비된 분배부를 구비한 주입관; 및
파이프의 일단에 위치되고 소화제를 공급하는 공급관과 연결 가능하도록 구성된 제1 커플러, 및 파이프의 타단에 위치되고 상기 주입관의 입구와 연결 가능하도록 구성된 제2 커플러가 구비되며 절곡 가능하도록 구성된 플렉시블 파이프를 포함한다.
또한, 상기 배터리 랙은, 상기 공급관의 출구 또는 상기 주입관의 입구가 구비되고 노즐 형태를 가지고 상기 노즐 형태 중 일부분이 내부 방향으로 내입되어 형성된 고정홈이 구비된 커넥터를 더 포함하고,
상기 제1 커플러 또는 상기 제2 커플러는 상기 커넥터의 일부분이 삽입되도록 구성된 수용 공간을 가지고,
상기 제1 커플러 또는 상기 제2 커플러는 상기 커넥터가 상기 수용 공간에 삽입될 경우, 상기 수용 공간에 상기 커넥터의 고정홈에 고정되도록 구성된 고정 돌기가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 주입관의 분배부는,
상기 본체부로부터 분지된 형태로 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 항해 돌출 연장되고, 연장된 단부가 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 내부로 관통 삽입될 수 있다.
또한, 상기 분배부의 배터리 모듈 각각의 내부로 관통 삽입된 단부에는, 상기 배터리 모듈의 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 개방되도록 구성된 수동형 밸브가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 주입관의 하단에는 커넥터가 구비되고,
상기 배터리 랙은, 파이프의 일단부에 상기 주입관의 하단에 구비된 커넥터와 연결되도록 구성된 제3 커플러, 및 파이프의 타단부에는 소화제의 배출 여부를 컨트롤할 수 있도록 구성된 배출 밸브가 구비된 드레인 파이프가 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 배터리 랙은, 상기 랙 케이스를 상하 방향으로 적층된 둘 이상 포함하고,
상기 둘 이상의 상기 랙 케이스 각각에는 상기 주입관이 구비되며,
상기 배터리 랙은,
상기 적층된 둘 이상의 랙 케이스 중, 상대적으로 상부에 위치한 랙 케이스에 구비된 주입관과, 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스에 구비된 주입관 사이를 연결하고 파이프의 형태가 절곡 가능하도록 구성된 중간 파이프를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 주입관의 본체부는, 입구로부터 적어도 2 이상으로 분지된 형태를 가질 수 있다.
더욱이, 상기 랙 케이스는,
상기 플렉시블 파이프 또는 상기 중간 파이프를 커버하도록 상기 플렉시블 파이프 또는 상기 중간 파이프의 수용 공간을 가진 커버부를 구비할 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력 저장 장치는, 상기 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함한다.
나아가, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발전 시스템은, 상기 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은, 플렉시블 파이프를 구비함으로써, 배터리 랙이 설치되는 장소에 구비된 소방 시설의 공급관과 주입관 간의 연결을 손쉽게 할 수 있다. 즉, 배터리 랙이 설치되는 설치 장소의 소화제를 공급하는 공급관의 출구의 위치가 일정하지 않아, 위치가 고정된 형태의 파이프를 사용할 경우, 추가로 공급관과 주입관을 연결하는 연결관을 별도로 주문 제작이 필요한 문제가 있었다. 반면에, 본 발명은, 공급관의 출구의 위치가 일정하지 않은 경우에도, 플렉시블 파이프를 사용해 공급관의 출구와 주입관의 입구 사이를 손쉽게 연결할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 배터리 랙의 설치 작업의 효율성을 높이고, 배터리 랙의 제작 비용을 절감할 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 랙의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 플렉시블 파이프의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도이다.
도 4는, 도 3의 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 후방 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 후방 사시도이다.
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 랙의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 복수의 배터리 모듈(110), 적어도 하나 이상의 랙 케이스(120), 주입관(130), 및 플렉시블 파이프(150)를 포함한다.
구체적으로, 상기 복수의 배터리 모듈(110)은 상하 방향으로 배열되도록 상기 랙 케이스(120)에 수납될 수 있다. 상기 배터리 모듈(110)은, 모듈 하우징(111), 및 상기 모듈 하우징(111) 내부에 구비되고 일방향으로 적층된 복수의 전지셀(도시하지 않음)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 전지셀은 파우치형 전지셀일 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(110)의 전지셀은, 앞서 설명한 파우치형 전지셀로만 한정되는 것은 아니고 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 전지셀이 채용될 수 있다.
또한, 상기 랙 케이스(120)는, 상기 복수의 배터리 모듈(110)을 내부에 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 랙 케이스(120)는 하나의 배터리 모듈(110)을 수납하기 위해 복수의 수납 플레이트(121)가 구비될 수 있다. 복수 개 중, 2개의 수납 플레이트(121)는 상기 배터리 모듈(110)의 좌우 방향의 하단 부분을 상부 방향으로 지지하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 2개의 수납 플레이트(121)는 하부에 놓인 다른 하나의 배터리 모듈(110)이 상부 방향으로 이동하는 것을 저지하기 위한 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
더욱이, 상기 주입관(130)은, 본체부(131), 및 분배부(132)를 구비할 수 있다. 상기 본체부(131)는, 소화제(보이지 않음)가 주입되는 입구(도 7, 130a) 및 출구(도 7, 130b)가 구비될 수 있다. 여기서, 소화제는 탄산칼륨과 같은 무기염의 농후(濃厚)용액, 화학포, 공기포, 이산화탄소, 또는 물일 수 있다. 상기 입구는 상기 본체부(131)의 상단에 위치될 수 있다. 상기 출구는 상기 본체부(131) 하단에 위치될 수 있다. 상기 본체부(131)는 상기 복수의 배터리 모듈(110)의 배열을 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 상기 본체부(131)는 상하 방향으로 배열된 배터리 모듈(110)을 따라 상하 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
그리고, 상기 분배부(132)는, 상기 본체부(131)로부터 상기 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 분배부(132)는 상기 본체부(131)로부터 상기 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로 분지된 부분일 수 있다. 상기 분배부(132)는 상기 복수의 배터리 모듈(110)을 향해 연장될 수 있다. 상기 분배부(132)의 연장된 단부에 소화제가 배출되도록 구성된 출구(보이지 않음)가 구비될 수 있다. 상기 출구는 상기 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 내부에 삽입되어 위치될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 플렉시블 파이프의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도이다.
다시 도 1과 도 2와 함께 도 3을 참조하면, 상기 플렉시블 파이프(150)는, 제1 커플러(151), 및 제2 커플러(152)를 구비할 수 있다. 상기 제1 커플러(151)는, 상기 플렉시블 파이프(150)의 일단에 결합되어 위치될 수 있다. 상기 제1 커플러(151)는, 소화제를 공급하는 공급관(200)과 연결 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1 커플러(151)는 상기 공급관(200)의 출구(200a)와 연결되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 커플러(152)는, 상기 플렉시블 파이프(150)의 타단에 결합되어 위치될 수 있다. 상기 제2 커플러(152)는, 상기 주입관(130)의 본체부(131)의 상단에 형성된 입구와 연결 가능하도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기 플렉시블 파이프(150)는 절곡 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 플렉시블 파이프(150)는 유연한 소재를 구비할 수 있다. 상기 유연한 소재는, 예를 들면, 플라스틱 소재일 수 있다. 또는 상기 플렉시블 파이프(150)는 절곡이 가능한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 플렉시블 파이프(150)는 둥글고 폭이 좁은 다수의 스테인리스 선을 역어서 여러 겹의 관 형태로 만들어질 수 있다. 그러나, 상기 플렉시블 파이프(150)를 반드시 이러한 구조로만 한정되는 것은 아니고, 이미 공지된 다양한 형태의 플렉시블 파이프(150)가 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 플렉시블 파이프(150)를 구비함으로써, 배터리 랙(100)이 설치되는 장소에 구비된 소방 시설의 공급관(200)과 주입관(130) 간의 연결을 손쉽게 할 수 있다. 즉, 배터리 랙(100)이 설치되는 설치 장소의 소화제를 공급하는 공급관(200)의 출구(200a)의 위치가 일정하지 않아, 위치가 고정된 형태의 파이프를 사용할 경우, 추가로 상기 공급관(200)과 상기 주입관(130)을 연결하는 연결관을 별도로 주문 제작이 필요한 문제가 있었다. 반면에, 본 발명은, 공급관(200)의 출구(200a)의 위치가 일정하지 않은 경우에도, 플렉시블 파이프(150)를 사용해 상기 공급관(200)의 출구(200a)와 상기 주입관(130)의 입구 사이를 손쉽게 연결할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 배터리 랙(100)의 설치 작업의 효율성을 높이고, 배터리 랙(100)의 제작 비용을 절감할 수 있다.
도 4는, 도 3의 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 평면도이다. 그리고, 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
다시 도 1, 및 도 3와 함께 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 상기 제1 커플러(151) 또는 상기 제2 커플러(152)와 탈착 가능하게 결합되도록 구성된 커넥터(140)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 커넥터(140)는 상기 공급관(200)의 출구(200a), 상기 주입관(130)의 입구(도 7, 130a), 및 출구(도 7, 130b)에 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 공급관(200)이 출구(200a)에는 상기 커넥터(140)가 결합되어 있을 수 있다. 상기 주입관(130)의 입구(130a)에도 상기 커넥터(140)가 결합되어 있을 수 있다. 상기 커넥터(140)는, 일 방향으로 돌출된 노즐 형태를 가질 수 있다. 상기 커넥터(140)는 상기 노즐 형태 중 일부분이 내부 방향으로 내입되어 형성된 고정홈(H)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 커플러(151) 또는 상기 제2 커플러(152)는 상기 커넥터(140)의 일부분(노즐 부분)이 삽입되도록 구성된 수용 공간(S)을 가질 수 있다. 상기 제1 커플러(151) 또는 상기 제2 커플러(152)는, 상기 커넥터(140)가 상기 수용 공간(S)에 삽입될 경우, 상기 수용 공간(S)에 상기 커넥터(140)의 고정홈(H)에 고정되도록 구성된 고정 돌기(P)가 구비될 수 있다. 상기 고정 돌기(P)는 예를 들면 6개의 금속 구슬(베어링)을 구비할 수 있다.
즉, 상기 제1 커플러(151) 또는 상기 제2 커플러(152)의 수용 공간(S)에 상기 커넥터(140)가 삽입될 경우, 상기 커플러들(151, 152) 각각에 구비된 외부 하우징을 사용해 상기 6개의 금속 구슬을 압착하여 상기 6개의 금속 구슬이 상기 커넥터(140)의 고정홈(H)에 삽입되어 고정될 수 있다. 그러나, 반드시 이러한 형태로만 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 커플러(151) 또는 상기 제2 커플러(152)는 공지된 다양한 형태의 퀵 커플러 퀵 조인트가 적용 가능하다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 커넥터(140)와 상기 커넥터(140)와 결합되는 커플러들(151, 152)을 사용하여, 플렉시블 파이프(150)를 손쉽게 상기 공급관(200)의 출구(200a) 또는 상기 주입관(130)의 입구(130a)와 손쉽게 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 배터리 랙(100)의 설치 작업의 효율성을 높일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 주입관(130)의 분배부(132)는, 상기 본체부(131)로부터 분지된 형태로 상기 복수의 배터리 모듈(110) 각각을 항해 돌출 연장될 수 있다. 그리고, 상기 분배부(132)의 연장된 단부가 상기 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 내부로 관통 삽입될 수 있다. 예를 들면, 상기 배터리 모듈(110)의 모듈 하우징(111)의 후면에는 상기 분배부(132)의 단부(출구)가 삽입될 수 있도록 개구가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 주입관(130)의 분배부(132)는 상기 배터리 모듈(110)의 내부에 직접 삽입됨으로써, 화재가 발생된 배터리 모듈(110)의 내부에 직접 소화제를 분사할 수 있어, 소화 효과가 매우 뛰어날 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 화재 안전성을 높일 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 사시도이다.
도 1과 함께 도 6을 참고하면, 본 발명은, 상기 분배부(132)의 배터리 모듈(110) 각각의 내부로 관통 삽입된 단부(132a)에 수동형 밸브(160)가 더 구비될 수 있다. 상기 수동형 밸브(160)는 상기 배터리 모듈(110)의 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 밸브가 개방되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 수동형 밸브(160)는 상기 분배부(132)의 출구가 될 수 있다.
구체적으로, 상기 수동형 밸브(160)는, 소정 온도 이상에서 깨지도록 구성된 유리 벌브(161)가 구비될 수 있다. 상기 유리 벌브(161)는 평소에는 상기 수동형 밸브(160)의 출구(160a)를 밀폐하도록 구성될 수 있다. 그러나, 상기 유리 벌브(161)의 온도가 상승하여 파열되어 외부로 소실될 경우, 상기 수동형 밸브(160)의 출구(160a)를 밀폐한 상태가 해지되어, 밸브의 출구(160a)가 개방될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 수동형 밸브(160)를 구비함으로써, 복수의 배터리 모듈(110) 중, 일부에서만 화재가 발생될 경우, 화재가 발생된 배터리 모듈(110)에 삽입된 분배부(132)의 밸브만이 개방되어, 소화제를 공급할 수 있다. 화재가 발생되지 않은 나머지 배터리 모듈(110)에 소화제가 공급되지 않아, 화재 진압 후, 나머지 배터리 모듈(110)을 재사용할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 불필요한 곳으로 소화제가 공급되지 않아, 소화가 필요한 배터리 모듈(110)에 빠르게 소화제를 공급할 수 있어, 소화 진압의 속도를 높일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 랙(100)은, 드레인 파이프(170)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 주입관(130)의 하부에는 출구(130b)가 구비될 수 있다. 상기 출구(130b)에는 커넥터(140)가 구비될 수 있다. 상기 드레인 파이프(170)는 일단부에 상기 주입관(130)의 하단에 결합된 커넥터(140)와 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 드레인 파이프(170)는 상기 커넥터(140)와 연결되도록 구성된 제3 커플러(153)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 드레인 파이프(170)는, 타단부에 배출 밸브(171)가 구비될 수 있다. 상기 배출 밸브(171)는, 소화제의 배출 여부를 컨트롤할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 배출 밸브(171)를 개방 시킬 경우, 상기 주입관(130)의 내부에 존재하는 소화제를 상기 드레인 파이프(170)를 통해 외부로 배출 시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 드레인 파이프(170)를 통해, 주입관(130)에 남아 있는 소화제를 손쉽게 외부로 배출 시킬 수 있다. 즉, 본 발명은, 화재 진압이 종료된 후, 불필요한 소화제를 외부로 배출하여, 화재 후, 후속 작업을 손쉽게 진행할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 후방 사시도이다. 즉, 도 7에서는 적층된 랙 케이스(120)의 사이 부분을 확대한 모습을 나타냈다.
다시 도 1과 함께 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 상기 랙 케이스(120)를 상하 방향으로 적층된 둘 이상 포함할 수 있다. 이때, 상기 둘 이상의 상기 랙 케이스(120) 각각에는 상기 주입관(130)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 배터리 랙(100)은, 중간 파이프(180)를 더 포함할 수 있다. 상기 중간 파이프(180)는 상기 적층된 둘 이상의 랙 케이스(120) 중, 상대적으로 상부에 위치한 랙 케이스(120)에 구비된 주입관(130)과, 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스(120)에 구비된 주입관(130) 사이를 연결하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 중간 파이프(180)는 적층된 2개의 랙 케이스(120) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 중간 파이프(180)의 일단은 적층된 2개의 랙 케이스(120) 중, 상대적으로 상부에 위치한 랙 케이스(120)와 연결된 주입관(130)의 출구(130b)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 중간 파이프(180)의 타단은 적층된 2개의 랙 케이스(120) 중, 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스(120)와 연결된 주입관(130)의 입구와 연결될 수 있다.
상기 중간 파이프(180)는 제4 커플러(181) 및 제5 커플러(182)를 구비할 수 있다. 상기 제4 커플러(181)는 상하 방향으로 배열된 주입관(130) 중, 상부에 위치한 주입관(130)의 출구(130b)와 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제4 커플러(181)는 상기 주입관(130)의 출구(130b)에 구비된 커넥터(140)와 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 제5 커플러(182)는 상하 방향으로 배열된 주입관(130) 중, 하부에 위치한 주입관(130)의 입구(130a)와 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제5 커플러(182)는 상기 주입관(130)의 입구(130a)에 구비된 커넥터(140)와 결합되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 중간 파이프(180)는 절곡 가능하도록 구성된 파이프를 구비할 수 있다. 즉, 앞서 설명한 플렉시블 파이프(150)와 동일하게 유연한 소재나 절곡 가능한 구조를 가진 파이프가 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은 중간 파이프(180)를 구비함으로써, 적어도 둘 이상의 랙 케이스(120) 간의 소화제 이송을 용이하게 한다. 이에 따라, 소화제를 공급하는 부재의 구조를 간소화하여, 배터리 랙(100)의 제조 비용을 줄일 수 있다.
더욱이, 상기 중간 파이프(180)가 절곡 가능하게 구성될 경우, 적층된 랙 케이스(120) 간의 이격된 오차가 존재하더라도, 플렉시블 파이프(150)를 이용해 손쉽게 주입관(130)들을 서로 연결 시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 설치가 용이한 이점이 있다.
또한, 상기 주입관(130)의 본체부(131)는, 입구(130a)로부터 적어도 2 이상으로 분지된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 상하 방향으로 배열된 주입관(130)들 각각의 본체부(131)는 2 갈래로 분지된 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 적어도 2 이상 분지된 형태를 가진 주입관(130)을 구비함으로써, 상하 방향으로 배열된 주입관(130)들 중, 상부에 위치한 주입관(130)의 본체부(131)의 분지된 관 중, 어느 하나와 연결된 분배부(132)를 통해 배터리 모듈(110) 내부로 소화제가 주입될 경우, 상기 소화제가 배터리 모듈(110)에 충진될 동안 상기 본체부(131)의 분지된 관 중, 선택되지 않은 나머지 관을 통해 하부에 위치한 주입관(130)으로 소화제를 이송 시킬 수 있는 이점이 있다.
반대로, 상기 주입관(130)이 분지된 형태가 아닌 단일의 관을 구비할 경우, 특정 배터리 모듈(110)로 소화제가 충진되는 동안, 상대적으로 하부에 위치한 주입관으로 소화제의 전달이 원활하지 못할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은, 적층된 랙 케이스들 모두에 화재가 발생될 경우, 랙 케이스들에 동시에 소화제를 원활하게 공급할 수 있는 장점을 가진다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 후방 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 도 1의 배터리 랙(100)과 비교할 경우, 상기 플렉시블 파이프(150) 또는 상기 중간 파이프(180)를 커버하도록 구성된 커버부(122)를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 커버부(122)는 상기 플렉시블 파이프(150) 또는 상기 중간 파이프(180)의 수용 공간을 가질 수 있다. 상기 커버부(122)는 상기 플렉시블 파이프(150) 또는 상기 중간 파이프(180)를 둘러싸도록 연장된 벽이 구비될 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 커버부(122)는 상기 중간 파이프(180)를 감싸도록 여러 번 수평 방향으로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 도시하진 않았지만, 상기 랙 케이스(120)는 상기 플레시블 파이프(150)를 커버하도록 구성된 별도의 커버부가 구비될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 랙(100)을 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 저장 장치는, 본 발명에 따른 둘 이상의 랙 케이스(120)가 적층된 형태로 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 복수의 랙 케이스(120)들 각각에 수납된 배터리 모듈(110)들은 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 발명은 상기 배터리 랙(100)을 적어도 하나 이상 포함하는 발전 시스템을 제공한다. 상기 발전 시스템은, 수력 발전기, 화력 발전기, 풍력 발전기, 태양 발전기 등을 구비할 수 있다. 이러한 발전기로부터 생성된 전기를 상기 배터리 랙(100)에 저장할 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.
100: 배터리 랙
110: 배터리 모듈 111: 모듈 케이스
120: 랙 케이스 121: 수납 플레이트
200: 공급관 130: 주입관
131, 132: 본체부, 분배부
140: 커넥터 150: 플렉시블 파이프
151, 152, 153, 154, 155: 제1 커플러, 제2 커플러, 제3 커플러, 제4 커플러, 제5 커플러
H: 고정홈 P: 고정 돌기
160: 수동형 밸브 161: 유리 벌브
170: 드레인 파이프
171: 배출 밸브 180: 중간 파이프
122: 커버부

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 모듈;
    상기 복수의 배터리 모듈을 수용하도록 구성된 적어도 하나 이상의 랙 케이스;
    소화제가 주입되는 입구가 구비되고 상기 복수의 배터리 모듈의 배열을 따라 연장된 본체부, 및 상기 본체부로부터 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 향해 연장되고 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 내부에 삽입된 출구가 구비된 분배부를 구비한 주입관; 및
    파이프의 일단에 위치되고 소화제를 공급하는 공급관과 연결 가능하도록 구성된 제1 커플러, 및 파이프의 타단에 위치되고 상기 주입관의 입구와 연결 가능하도록 구성된 제2 커플러가 구비되며 절곡 가능하도록 구성된 플렉시블 파이프
    를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 랙은, 상기 공급관의 출구 또는 상기 주입관의 입구가 구비되고 노즐 형태를 가지고 상기 노즐 형태 중 일부분이 내부 방향으로 내입되어 형성된 고정홈이 구비된 커넥터를 더 포함하고,
    상기 제1 커플러 또는 상기 제2 커플러는 상기 커넥터의 일부분이 삽입되도록 구성된 수용 공간을 가지고,
    상기 제1 커플러 또는 상기 제2 커플러는 상기 커넥터가 상기 수용 공간에 삽입될 경우, 상기 수용 공간에 상기 커넥터의 고정홈에 고정되도록 구성된 고정 돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주입관의 분배부는,
    상기 본체부로부터 분지된 형태로 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 항해 돌출 연장되고, 연장된 단부가 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 내부로 관통 삽입된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분배부의 배터리 모듈 각각의 내부로 관통 삽입된 단부에는, 상기 배터리 모듈의 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 개방되도록 구성된 수동형 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주입관의 하단에는 커넥터가 구비되고,
    상기 배터리 랙은, 파이프의 일단부에 상기 주입관의 하단에 구비된 커넥터와 연결되도록 구성된 제3 커플러, 및 파이프의 타단부에는 소화제의 배출 여부를 컨트롤할 수 있도록 구성된 배출 밸브가 구비된 드레인 파이프가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 랙은, 상기 랙 케이스를 상하 방향으로 적층된 둘 이상 포함하고,
    상기 둘 이상의 상기 랙 케이스 각각에는 상기 주입관이 구비되며,
    상기 배터리 랙은,
    상기 적층된 둘 이상의 랙 케이스 중, 상대적으로 상부에 위치한 랙 케이스에 구비된 주입관과, 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스에 구비된 주입관 사이를 연결하고 파이프의 형태가 절곡 가능하도록 구성된 중간 파이프를 더 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주입관의 본체부는, 입구로부터 적어도 2 이상으로 분지된 형태를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 랙 케이스는,
    상기 플렉시블 파이프 또는 상기 중간 파이프를 커버하도록 상기 플렉시블 파이프 또는 상기 중간 파이프의 수용 공간을 가진 커버부를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  9. 제1항 내지 제8항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함한 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
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