WO2021194146A1 - 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법 - Google Patents

배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법 Download PDF

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WO2021194146A1
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battery
battery pack
loading
transfer jig
frame
Prior art date
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PCT/KR2021/003214
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정영성
채승희
신왕석
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a transfer jig for loading a battery pack on a battery rack and a battery rack loading method using the same, and more particularly, by forming a plurality of rollers on the transfer jig, minimize friction when loading the battery pack on the battery rack It relates to a transfer jig for loading a battery pack capable of improving performance and a battery rack loading method using the same.
  • Secondary batteries that are easy to apply according to product groups and have electrical characteristics such as high energy density are not only portable devices, but also electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) driven by an electric drive source. It is universally applied. Such a secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that it does not generate any by-products due to the use of energy as well as the primary advantage of being able to dramatically reduce the use of fossil fuels.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid vehicles
  • the types of secondary batteries currently widely used include a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, and the like.
  • the operating voltage of the unit secondary battery cell that is, the unit battery cell, is about 2.5V to 4.5V. Accordingly, when a higher output voltage is required, a plurality of battery cells are connected in series to form a battery pack.
  • a plurality of battery cells may be connected in parallel to form a battery pack according to the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
  • a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using the at least one battery module to form a battery pack.
  • the battery pack including at least one battery module may be used for home use or industrially according to various voltage and capacity requirements, etc. .
  • the operator when loading the battery pack in the battery rack, the operator pushes the battery pack by force and is inserted and accommodated.
  • the weight of the battery pack varies. For example, if one battery pack weighs 80 kg, the operator is easily fatigued because it depends on the operator's force, and friction occurs between the storage space support of the battery rack and the battery pack. There is a possibility that it may lead to failure.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining the insertion of a battery pack according to the prior art.
  • the battery pack 10 is inserted into the battery rack 20 to surround and accommodate the battery pack 10, and at this time, a plurality of rollers 21 are formed in the battery rack 20 without friction. Insertion is possible.
  • a first protrusion 11 is formed in the battery pack 10
  • a second protrusion 21 is formed in the battery rack 20 to engage and fix the first protrusion 11, and insert the fixed power storage device. is indicating
  • the prior art has a disadvantage in that the production cost increases because the volume of the product increases due to the formation of the roller 21 and the roller 21 must be formed for each space in which the battery pack 10 is accommodated.
  • Patent Document 1 Korea Patent Publication No. 2016-0094235
  • An object of the present invention is to provide a transfer jig that can be loaded with little force by reducing friction between each other when inserting a battery pack into a battery rack and a battery rack loading method using the same in order to solve the above problems .
  • an object of the present invention is to provide a transfer jig capable of improving work efficiency by reducing worker fatigue and shortening work time, and a battery rack loading method using the same.
  • the transfer jig according to the present invention for solving the above problems is a plurality of vertical frames 110 spaced apart by a predetermined distance, and the vertical frame to form a storage space (S) in which the battery pack 300 is accommodated.
  • the transfer jig 200 for loading a plurality of battery packs 300 in a battery rack including a plurality of L-shaped horizontal frames 120 positioned to be spaced apart by a predetermined interval along the height direction of 110 the The transfer jig 200 includes a pair of side frames 210 spaced apart by a predetermined distance; a plurality of front frames 220 positioned perpendicular to the side frames 210; and a plurality of guide rollers 230;
  • the side frame 210 is composed of a first side frame 211 and a second side frame 212
  • the front frame 220 is a first front frame ( 221), the second front frame 222 and the third front frame 223 are sequentially positioned.
  • the guide roller 230 is a plurality of first guide rollers 231 positioned vertically on the inner upper portion of the side frame 210 , and the lower outer side of the side frame 210 . It is characterized in that it includes a plurality of second guide rollers 232 positioned perpendicular to the.
  • the guide roller 230 is characterized in that it further comprises a plurality of third guide rollers 233 positioned parallel to the ground while positioned below the front frame 220.
  • one or more cutouts 221 ′ are formed in the first front frame 221 .
  • the horizontal frame 120 is composed of a vertical support part 121 fixed to the vertical frame 110 and a horizontal support part 122 on which the battery pack 300 is seated,
  • the first guide roller 231 is located inside the horizontal support part 122, and it is characterized in that it protrudes a predetermined height from the horizontal support part 122 so that the battery pack 300 does not come into contact with the horizontal support part 122. .
  • the third guide roller 233 is characterized in that it moves along the inner end surface of the horizontal support (122).
  • the lower edge of the first front frame 221 is characterized in that it is provided with an extension portion (221′′) extending a predetermined length below the horizontal support portion (122).
  • the loading method using the transfer jig the first step of introducing the transfer jig 200 along the horizontal frame 120 into the storage space (S); a second step of inserting the battery pack 300 along the upper surface of the transfer jig 200; and a third step of withdrawing the transfer jig 200 from the battery rack 100 .
  • the battery pack 300 is inserted along the horizontal frame 120 positioned below the storage space to be seated.
  • the battery pack 300 is sequentially loaded from the upper portion of the horizontal frame 120 .
  • the transfer jig for loading the battery pack in the battery rack according to the present invention is provided with a first guide roller on which the battery rack is seated, so that it is possible to move and load the battery pack without a separate transfer equipment.
  • the transfer jig according to the present invention has the advantage that it is very easy to mount or detach the transfer jig to the battery rack because the second guide roller is provided.
  • the transfer jig according to the present invention is provided with a third guide roller to prevent the transfer jig from shaking left and right during the forward and backward sliding movement, so that the safety and accuracy of the operation are improved.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining the loading of the battery pack in the battery rack according to the prior art.
  • Figure 2 is a perspective view showing a state in which the transfer jig is coupled to the battery rack according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view for explaining the movement of the transfer jig according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a transfer jig according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is an enlarged view of the first guide roller in close contact with the bottom surface of the battery pack in the transfer jig according to the preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an enlarged view of the second guide roller in close contact with the horizontal frame of the battery rack in the transfer jig according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the third guide roller in close contact with the horizontal frame of the battery rack in the transfer jig according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a state in which the transfer jig is coupled to the battery rack according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the battery rack 100 according to the present invention comprises a vertical frame 110 and a horizontal frame 120 .
  • a plurality of vertical frames 110 are spaced apart by a predetermined distance, for example, four may be positioned to support corner portions of a battery pack having a substantially hexahedral shape. .
  • the horizontal frame 120 is positioned inside the vertical frame 110 to accommodate a plurality of battery packs in multiple stages.
  • the horizontal frame 120 has an approximately 'L' shape consisting of a vertical support part 121 fixed to the inner surface of the vertical frame 110 , and a horizontal support part 122 extending at a right angle from the lower edge of the vertical support part 121 . shape.
  • the horizontal frame 120 having the above configuration is a storage space (S) in which the battery pack 300 can be accommodated, that is, the bottom edge of the battery pack 300 is located in a pair of horizontal support parts 122 facing each other.
  • a plurality of vertical frames 120 are provided while being spaced apart from each other by a predetermined distance along the height direction of the vertical frame 120 so as to be supported by the .
  • the battery pack 100 is composed of a plurality of unit modules, and in the unit module, one or more battery cells are connected in series or in parallel, and the above battery cells, unit modules and battery packs correspond to a general configuration. Therefore, a detailed description will be omitted.
  • a control unit for controlling and managing the stored battery packs may be additionally accommodated in the uppermost or middle or lower storage space of the battery rack 100 .
  • Figure 3 is a perspective view for explaining the movement of the transfer jig according to the preferred embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view of the transfer jig according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the transfer jig 200 is mounted and detached in a sliding manner in the storage space of the battery rack 100 , and when loading the battery pack 300 , the transfer jig 200 is first mounted in the storage space and then The transfer jig 200 moves the battery rack 100 to the upper surface. Therefore, the transfer jig 200 has a structure that can easily move the battery rack 100 while being able to slide.
  • the transfer jig 200 includes a side frame 210 , a front frame 220 , and a plurality of guide rollers 230 .
  • the side frame 210 is formed of a pair, that is, a first side frame 211 and a second side frame 212 positioned in the vertical direction while being spaced apart by a predetermined distance.
  • the first side frame 211 supports one side along the longitudinal direction (Y-axis direction) of the battery pack 300
  • the second side frame 212 supports the other side.
  • the front frame 220 positioned perpendicular to the side frame 210 serves to connect the first side frame 211 and the second side frame 212 .
  • it may be configured to include a first front frame 221 , a second front frame 222 , and a third front frame 223 .
  • the first front frame 221 is located at the front edge of the pair of side frames 210
  • the third front frame 223 is the rear edge
  • the second front frame 222 is the middle of the side frame 210 . can be located in
  • one or more cutouts 221 ′ are formed in the first front frame 221 , which can be gripped by the operator when the transfer jig 200 is mounted or separated in the storage space of the battery rack 100 .
  • it can be used as a viewing window to check whether the battery pack 300 seated on the transfer jig 200 is properly moved in a predetermined direction, so as to ensure ease of operation and safety.
  • Extension parts 221 ′′ extending below a predetermined length are formed on both lower edges of the first front frame 221 , which are excessive when mounting the transfer jig 200 in the storage space of the battery rack 100 . This is to prevent intrusion. That is, to prevent the transfer jig 200 sliding forward and backward along the horizontal frame 120 from falling to the rear of the battery rack 100, the lower portion of the extension 221 ′′ is the horizontal support portion 122 ) and can no longer move backwards.
  • At least one cutout 221 ′ is also provided in the second front frame 222 positioned in the middle of the pair of side frames 210 and the third front frame 223 positioned at the rear edge, but must be It is not limited. However, since it is useful for checking the weight of the transfer jig, reducing material cost, and loading the battery pack 300 , it is better to provide it as much as possible.
  • the guide roller 230 includes a first guide roller 231 , a second guide roller 232 , and a third guide roller 233 .
  • FIG. 5 is an enlarged view of the first guide roller in close contact with the bottom surface of the battery pack in the transfer jig according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the first guide rollers 231 are provided three each on the inner upper portion of the first side frame 211 and the second side frame 212 .
  • the first guide roller 231 performs a function of easily moving the battery pack 300 seated on the upper portion of the transfer jig 200 . That is, the battery pack 300 is seated on the six first guide rollers 231, so it is possible not only to move the battery pack 300 by the operator alone without a separate transfer device, but also to not apply excessive force, so the operator It can contribute to improving fatigue and reducing working time.
  • the battery pack 300 seated so as not to cause friction with the battery rack 100 must be supported only by the first guide roller 231, and thus the first guide roller 231 is the uppermost end of the battery rack 100. It should protrude slightly higher than the support part 122 .
  • Figure 6 is an enlarged view of the second guide roller in close contact with the horizontal frame of the battery rack in the transfer jig according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the second guide roller 232 is provided at the lower outer side of the first side frame 211 and the second side frame 212, respectively, three each.
  • the second guide roller 232 performs a function of easily moving the transfer jig 200 itself. In order to accommodate a plurality of battery packs 300 in the battery rack 100, the mounting and detachment of the transfer jig 200 should be repeated as much as possible.
  • the second guide roller 232 is provided on the outside of the first side frame 211 and the second side frame 212 so as to be able to slide in close contact with the horizontal support unit 122 .
  • the lowermost end of the second guide roller 232 to minimize friction with the battery rack 100 protrudes a little further down than the lower edge of the side frame 210 .
  • FIG. 7 is an enlarged view of the third guide roller in close contact with the horizontal frame of the battery rack in the transfer jig according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the third guide roller 233 physically connected to the front frame 220 may be formed of a plurality of third guide rollers 233 positioned below the front frame 220 and positioned parallel to the ground. .
  • the third guide roller 233 moves in a state in close contact with the inner end face of the horizontal support 122 , so the transfer jig 200 slides It has the advantage of improving the safety and accuracy of work by preventing it from swaying left and right during movement.
  • the first step of inserting the transfer jig 200 into the storage space S along the horizontal frame 120 the battery pack 300 is moved along the upper surface of the transfer jig 200 . It is configured to include a second step, and a third step of withdrawing the transfer jig 200 from the battery rack (100).
  • the first step is a step of inserting the transfer jig 200 under the storage space in which the battery pack 300 is to be accommodated. After it is seated, slide it into the storage space.
  • a part of the battery pack 300 is seated on the upper portion of the transfer jig 200 that has moved to the storage space, that is, the first guide roller 231, and then the battery pack 300 is pushed into the storage space to a predetermined position. put it in
  • the transfer jig 200 located in the storage space S is detached.
  • the battery pack 300 of a desired quantity is accommodated in the battery rack 100 .
  • first side frame 212 second side frame
  • first guide roller 232 second guide roller

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Abstract

본 발명은 본 발명은 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정 거리 이격된 복수개의 수직 프레임(110), 및 배터리 팩(300)에서 수납되는 수납 공간을 형성할 수 있도록 상기 수직 프레임(110)의 높이 방향을 따라 소정간격 이격되도록 위치하는 L자 형상의 복수개 수평 프레임(120)을 포함하는 배터리 랙(100)에 복수개의 배터리 팩(300)을 적재시키기 위한 이송 지그(200)에 있어서, 상기 이송 지그(200)는, 소정 거리 이격된 한 쌍의 측면 프레임(210); 상기 측면 프레임(210)과 수직하게 위치하는 복수개의 정면 프레임(220); 및 복수개의 가이드롤러(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법에 관한 것이다.

Description

배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법
본 출원은 2020년 03월 25일자 한국 특허 출원 제2020-0036003호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송 지그에 복수개의 롤러가 형성됨으로써, 배터리 랙에 배터리 팩 적재 시 마찰을 최소화하여 작업성을 개선할 수 있는 배터리 팩을 적재시키는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법에 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 주목받고 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 셀로 이루어지는 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, 가정용으로 사용되거나 또는 산업용으로서 이러한 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 배터리 랙들을 조합하여 전력 저장 장치를 구성하기도 한다.
종래 기술에서는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재할 시 작업자가 배터리 팩을 힘으로 밀어 삽입 및 수납시키고 있다. 배터리 팩의 무게는 다양한데, 일예로 하나의 배터리 팩이 80kg인 경우 작업자의 힘에 의존하기 때문에 작업자가 쉽게 피로해지고, 또 배터리 랙의 수납공간 지지대와 배터리 팩 사이에 마찰이 발생하여 자칫 배터리 팩의 불량으로 이어질 가능성도 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 팩을 삽입하는 것을 설명하기 위한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 배터리 팩(10)을 감싸 수용하는 배터리 랙(20)에 배터리 팩(10)을 삽입하고, 이 때 배터리 랙(20)에 복수개의 롤러(21)가 형성되어 있어 마찰없이 삽입이 가능하다. 또한 배터리 팩(10)에는 제1 돌기부(11)가 형성되어 있고 배터리 랙(20)에는 제1 돌기부(11)와 맞물려 고정시키는 제2 돌기부(21)가 형성되어 삽입 후 고정된 전력저장장치를 나타내고 있다.
하지만, 상기 종래 기술은 롤러(21) 형성으로 제품의 부피가 증가하고 배터리 팩(10)이 수납되는 공간마다 롤러(21)를 형성해야 하기 때문에 제작비용이 증가하는 단점이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1)한국공개특허공보 제2016-0094235호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 배터리 랙에 배터리 팩을 삽입 시 서로 간의 마찰력을 감소시켜 적은 힘으로도 적재시킬 수 있는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 작업자의 피로도를 감소시키고, 작업시간을 단축시킴으로써 작업 효율성을 향상시킬 수 있는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 이송 지그는, 소정 거리 이격된 복수개의 수직 프레임(110), 및 배터리 팩(300)이 수납되는 수납 공간(S)을 형성할 수 있도록 상기 수직 프레임(110)의 높이 방향을 따라 소정간격 이격되도록 위치하는 L자 형상의 복수개 수평 프레임(120)을 포함하는 배터리 랙에 복수개의 배터리 팩(300)을 적재시키기 위한 이송 지그(200)에 있어서, 상기 이송 지그(200)는, 소정 거리 이격된 한 쌍의 측면 프레임(210); 상기 측면 프레임(210)과 수직하게 위치하는 복수개의 정면프레임(220); 및 복수개의 가이드롤러(230);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그에서, 상기 측면 프레임(210)은 제1 측면 프레임(211) 및 제2 측면 프레임(212)으로 구성되어지고, 상기 정면 프레임(220)은 전면에서부터 제1 정면 프레임(221), 제2 정면 프레임(222) 및 제3 정면 프레임(223)이 순차적으로 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그에서, 상기 가이드롤러(230)는 상기 측면 프레임(210)의 내측 상부에 수직하게 위치하는 복수개의 제1 가이드롤러(231), 및 상기 측면 프레임(210)의 외측 하부에 수직하게 위치하는 복수개의 제2 가이드롤러(232)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그에서, 가이드롤러(230)는 상기 정면 프레임(220) 아래에 위치하면서 지면과 평행하게 위치하는 복수개의 제3 가이드롤러(233)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그에서, 상기 제1 정면 프레임(221)에는 하나 이상의 절개부(221′)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그에서, 상기 수평 프레임(120)은 상기 수직 프레임(110)과 고정되는 수직 지지부(121) 및 상기 배터리 팩(300)이 안착되는 수평 지지부(122)로 구성되며, 상기 제1 가이드롤러(231)는 상기 수평 지지부(122) 내측에 위치하되, 배터리 팩(300)이 상기 수평 지지부(122)와 접촉하지 않도록 상기 수평 지지부(122)보다 소정 높이 돌출하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그에서, 상기 제3 가이드롤러(233)는 상기 수평 지지부(122)의 내측 단면을 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그에서, 상기 제1 정면 프레임(221)의 하측 모서리는 상기 수평 지지부(122)보다 아래로 소정 길이 연장된 연장부(221″)가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그를 이용한 적재방법은, 수평 프레임(120)을 따라 이송 지그(200)를 수납공간(S)에 인입시키는 제1 단계; 상기 이송 지그(200) 상면을 따라 배터리 팩(300)을 삽입하는 제2 단계; 및 상기 이송 지그(200)를 배터리 랙(100)으로부터 인출하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그를 이용한 적재방법에서, 상기 제1 단계에서는, 배터리 팩(300)이 안착될 수납 공간 아래에 위치하는 수평 프레임(120)을 따라 인입시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그를 이용한 적재방법에서, 상기 수평 프레임(120)의 상부에서부터 순차적으로 배터리 팩(300)을 적재하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그는, 배터리 랙이 안착되는 제1 가이드롤러가 구비되어 있어 별도의 이송장비 없이도 배터리 팩을 이동 및 적재가능하다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 이송 지그는, 제2 가이드롤러가 구비되어 있어 배터리 랙에 이송 지그를 장착하거나 탈착이 매우 용이하다는 장점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 이송 지그는, 제3 가이드롤러가 구비되어 있어 이송 지그의 전후 슬라이딩 이동시 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있어 작업의 안전성과 정확도가 향상되는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 랙에 배터리 팩을 적재하는 것을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 랙에 이송 지그가 결합된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그의 이동을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그에서 배터리 팩 저면과 밀착하는 제1 가이드롤러의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그에서 배터리 랙의 수평 프레임과 밀착하는 제2 가이드롤러의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그에서 배터리 랙의 수평 프레임과 밀착하는 제3 가이드 롤러의 확대도이다.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그 및 이를 이용한 적재방법에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 랙에 이송 지그가 결합된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 배터리 랙(100)은 수직 프레임(110) 및 수평 프레임(120)을 포함하여 이루어진다.
수직 프레임(110)은 소정 거리 이격된 복수개, 일 예로 대략 육면체 형상의 배터리 팩 모서리 부분들을 지지할 수 있도록 4개가 위치할 수 있으나, 필요에 따라서는 6개 등 그 개수는 얼마든지 변경이 가능하다.
수평 프레임(120)은 복수개의 배터리 팩을 다단으로 수납할 수 있도록 수직 프레임(110) 내측에 위치되어 있다. 구체적으로 수평 프레임(120)은 수직 프레임(110) 내측면과 고정되는 수직 지지부(121), 그리고 수직 지지부(121) 하측 가장자리에서 직각으로 연장된 수평 지지부(122)로 이루어져 있는 대략 'L'자 형상이다.
상기와 같은 구성을 갖는 수평 프레임(120)은 배터리 팩(300)이 수납될 수 있는 수납공간(S), 즉 배터리 팩(300)의 저면 가장자리가 서로 마주보는 한 쌍의 수평 지지부(122)에 의해 지지될 수 있도록 수직 프레임(120)의 높이 방향을 따라 소정간격 이격된 채 복수개가 구비되어 있다.
여기서, 배터리 팩(100)은 복수개의 단위 모듈로 구성되어 있으며, 단위 모듈은 1개 이상의 전지셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있고, 상기와 같은 전지셀, 단위 모듈 및 배터리 팩은 일반적인 구성에 해당되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편 도면에는 도시하지 않았지만, 배터리 랙(100) 최상단이나 중간 또는 하측 수납공간에는 수납된 배터리 팩들을 제어 관리하기 위한 제어부가 추가적으로 수납될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그의 이동을 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그의 사시도이다.
본 발명에 따른 이송 지그(200)는 배터리 랙(100)의 수납공간에 슬라이드 방식으로 장착 및 탈착되며, 배터리 팩(300)을 적재할 시에는 이송 지그(200)를 수납공간에 먼저 장착시킨 후 이송 지그(200) 상면으로 배터리 랙(100)을 이동시킨다. 따라서 이송 지그(200)는 슬라이드 이동이 가능하면서도 배터리 랙(100)을 쉽게 이동시킬 수 있는 구조로 이루어져 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 이송 지그(200)는 측면 프레임(210), 정면 프레임(220) 및 복수개의 가이드롤러(230)를 포함하여 이루어진다.
먼저 측면 프레임(210)은 소정 거리 이격된 채 수직방향으로 위치하는 한 쌍, 즉 제1 측면 프레임(211)과 제2 측면 프레임(212)으로 이루어진다. 제1 측면 프레임(211)은 배터리 팩(300)의 길이방향(Y축 방향)을 따라 일측을 지지하며, 제2 측면 프레임(212)은 타측을 지지한다.
측면 프레임(210)에 대해 수직하게 위치하는 정면 프레임(220)은 제1 측면 프레임(211)과 제2 측면 프레임(212)을 이어주는 역할을 한다. 일 예시로서, 정면에서 바라볼 때(도 4에서 왼쪽), 제1 정면 프레임(221), 제2 정면 프레임(222) 및 제3 정면 프레임(223)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 정면 프레임(221)은 한 쌍의 측면 프레임(210) 전방 가장 자리에 위치하고, 제3 정면 프레임(223)은 후방 가장 자리, 그리고 제2 정면 프레임(222)은 측면 프레임(210)의 가운데에 위치할 수 있다.
여기서, 제1 정면 프레임(221)에는 하나 이상의 절개부(221′)가 형성되는 것이 바람직한데, 이는 이송 지그(200)를 배터리 랙(100)의 수납공간에 장착하거나 분리할 시 작업자가 파지할 수 있는 손잡이 역할과 함께, 이송 지그(200)에 안착된 배터리 팩(300)이 정해진 방향으로 제대로 이동하는지 확인하기 위한 투시창으로도 활용할 수 있어, 작업의 용이성과 안전성을 확보하기 위함이다.
제1 정면 프레임(221)의 하단 양측 가장자리에는 소정 길이 아래로 연장된 연장부(221″)가 형성되어 있는데, 이는 배터리 랙(100)의 수납공간에 이송 지그(200)를 장착시킬 때, 과도하게 인입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 수평 프레임(120)을 따라 전후방으로 슬라이드 이동하는 이송 지그(200)가 배터리 랙(100)의 후방으로 낙하하는 것을 방지하기 위한 것으로, 연장부(221″)의 하단 부분이 수평 지지부(122)에 걸려 더 이상 후방으로 이동하지 못한다.
한 쌍의 측면 프레임(210) 가운데에 위치하는 제2 정면 프레임(222)과, 후방 가장자리에 위치하는 제3 정면 프레임(223)에도 하나 이상의 절개부(221′)가 구비되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 하지만 이송 지그의 무게, 재료 비용 절감 및 배터리 팩(300) 적재 시 확인 등에 유용하므로 가급적 구비하는 것이 좋다.
물론 도면에는 정면 프레임이 3개인 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과할 뿐 얼마든지 개수의 변경이 가능함은 자명하다.
이어서, 가이드롤러(230)에 관해 설명하기로 한다. 가이드롤러(230)는 제1 가이드롤러(231), 제2 가이드롤러(232) 및 제3 가이드롤러(233)를 포함하여 이루어진다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그에서 배터리 팩 저면과 밀착하는 제1 가이드롤러의 확대도이다. 도 4 및 5를 함께 참조하면서 설명하면, 제1 가이드롤러(231)는 제1 측면 프레임(211)과 제2 측면 프레임(212)의 내측 상부에 각각 3개씩 구비되어 있다.
제1 가이드롤러(231)는 이송 지그(200) 상부에 안착된 배터리 팩(300)을 쉽게 이동시키는 기능을 수행한다. 즉, 배터리 팩(300)은 6개의 제1 가이드롤러(231)에 안착되며, 따라서 별도의 이송 장치 없이도 작업자 단독으로 배터리 팩(300)을 이동시키는 것이 가능할 뿐만 아니라 과도하게 힘을 들이지 않아도 되므로 작업자의 피로도 개선과 작업 시간 단축에 기여할 수 있다.
여기서, 배터리 랙(100)과 마찰이 발생하지 않도록 안착된 배터리 팩(300)은 제1 가이드롤러(231)에만 지지되어야 하고, 따라서 제1 가이드롤러(231) 최상단부는 배터리 랙(100)의 수평 지지부(122)보다 조금 높게 돌출해야 한다.
비록 도면에서는 제1 가이드롤러(231)가 6개인 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과할 뿐 얼마든지 개수의 변경이 가능함은 자명하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그에서 배터리 랙의 수평 프레임과 밀착하는 제2 가이드롤러의 확대도이다. 도 4 및 6을 함께 참조하면서 설명하면, 제2 가이드롤러(232)는 제1 측면 프레임(211)과 제2 측면 프레임(212)의 외측 하부에 각각 3개씩 구비되어 있다.
제2 가이드롤러(232)는 이송 지그(200) 자체를 용이하게 이동시키는 기능을 수행한다. 배터리 랙(100)에 복수개의 배터리 팩(300)을 수납시키기 위해서는 그만큼 이송 지그(200)도 장착과 탈착이 반복되어야 하며, 이때 별도의 탈부착 장치 없이 작업자 단독으로 가능한 것이 바람직하다.
이를 위해 제2 가이드롤러(232)는 수평 지지부(122)와 밀착한 채 슬라이드 이동이 가능하도록 제1 측면 프레임(211)과 제2 측면 프레임(212) 외측에 구비되어 있다.
여기서, 배터리 랙(100)과의 마찰을 최소화할 수 있도록 제2 가이드롤러(232)의 최하단은 측면 프레임(210)의 하측 가장자리보다 조금 더 아래로 돌출해 있다.
비록 도면에서는 제2 가이드롤러(232)가 6개인 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과할 뿐 얼마든지 개수의 변경이 가능함은 자명하다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 지그에서 배터리 랙의 수평 프레임과 밀착하는 제3 가이드 롤러의 확대도이다.
도 4 및 7을 함께 참조하면서 설명하면, 정면 프레임(220)과 물리적으로 연결되어 있는 제3 가이드롤러(233)는 정면 프레임(220) 아래에 위치하면서 지면과 평행하게 위치하는 복수개로 이루어질 수 있다. 이송 지그(200)가 수평 프레임(120)을 따라 전후방으로 이동할 시, 제3 가이드롤러(233)는 수평 지지부(122)의 내측 단면에 밀착한 상태로 이동하게 되므로, 이송 지그(200)가 슬라이딩 이동시 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있어 작업의 안전성과 정확도가 향상되는 이점이 있다.
첨부한 도면에서는 제3 가이드롤러(233)가 제2 정면 프레임(222)과 제3 정면 프레임(223)에 각각 2개씩이 구비된 것으로 도시하고 있으나, 제1 정면 프레임(221)에도 구비될 수 있음은 자명하다.
다음은 전술한 이송 지그(200)를 사용하여 배터리 랙(100)에 복수개의 배터리 팩(300)을 적재시키는 방법에 관하여 도 3을 참조하면서 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 배터리 팩 적재방법은, 수평 프레임(120)을 따라 이송 지그(200)를 수납공간(S)에 인입시키는 제1 단계, 이송 지그(200) 상면을 따라 배터리 팩(300)을 이동시키는 제2 단계, 및 이송 지그(200)를 배터리 랙(100)으로부터 인출하는 제3 단계를 포함하여 구성된다.
제1 단계에서는 배터리 팩(300)이 수납될 수납공간 아래에 이송 지그(200)를 인입시키는 단계로서, 한 쌍의 수평 지지부(122)에 이송 지그(200)의 제2 가이드롤러(232)를 안착시킨 후 수납공간으로 밀어 넣는다.
제2 단계에서는 수납공간으로 이동한 이송 지그(200) 상부, 즉 제1 가이드롤러(231)에 배터리 팩(300)의 일부를 안착시킨 후, 정해진 위치까지 배터리 팩(300)을 수납공간 안으로 밀어 넣는다.
제3 단계에서는 제2 단계에서 수납한 배터리 팩(300) 아래에 또 다른 배터리 팩(300)을 장착하기 위하여, 수납공간(S) 안에 위치하는 이송 지그(200)를 탈착시킨다.
이후, 전술한 제1 단계 내지 제3 단계를 계속 반복 수행함으로써, 배터리 랙(100)에 원하는 수량의 배터리 팩(300)을 수납시킨다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
(부호의 설명)
100 : 배터리 랙
110 : 수직 프레임
120 : 수평 프레임
121 : 수직 지지부 122 : 수평 지지부
200 : 이송 지그
210 : 측면 프레임
211 : 제1 측면 프레임 212 : 제2 측면 프레임
220 : 정면 프레임
221 : 제1 정면 프레임
221′: 절개부 221″: 연장부
222 : 제2 정면 프레임 223 : 제3 정면 프레임
230 : 가이드롤러
231 : 제1 가이드롤러 232 : 제2 가이드롤러
233 : 제3 가이드롤러
300 : 배터리 팩
S : 수납 공간

Claims (11)

  1. 소정 거리 이격된 복수개의 수직 프레임, 및 배터리 팩이 수납되는 수납 공간을 형성할 수 있도록 상기 수직 프레임의 높이 방향을 따라 소정간격 이격되도록 위치하는 L자 형상의 복수개 수평 프레임을 포함하는 배터리 랙에 복수개의 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그에 있어서,
    상기 이송 지그는, 소정 거리 이격된 한 쌍의 측면 프레임;
    상기 측면 프레임과 수직하게 위치하는 복수개의 정면프레임; 및
    복수개의 가이드롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측면 프레임은 제1 측면 프레임 및 제2 측면 프레임으로 구성되고,
    상기 정면 프레임은 전면에서부터 제1 정면 프레임, 제2 정면 프레임 및 제3 정면 프레임이 순차적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드롤러는 상기 측면 프레임의 내측 상부에 수직하게 위치하는 복수개의 제1 가이드롤러, 및 상기 측면 프레임의 외측 하부에 수직하게 위치하는 복수개의 제2 가이드롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드롤러는 상기 정면 프레임 아래에 위치하면서 지면과 평행하게 위치하는 복수개의 제3 가이드롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 정면 프레임에는 하나 이상의 절개부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 수평 프레임은 상기 수직 프레임과 고정되는 수직 지지부 및 상기 배터리 팩이 안착되는 수평 지지부로 구성되며,
    상기 제1 가이드롤러는 상기 수평 지지부 내측에 위치하되, 배터리 팩이 상기 수평 지지부와 접촉하지 않도록 상기 수평 지지부보다 소정 높이 돌출하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제3 가이드롤러는 상기 수평 지지부의 내측 단면을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 정면 프레임의 하측 모서리에는 상기 수평 지지부보다 아래로 소정 길이 연장된 연장부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키기 위한 이송 지그.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 이송 지그(200)를 사용하여 배터리 랙에 복수개의 배터리 팩을 적재시키는 방법으로서,
    수평 프레임을 따라 이송 지그를 수납공간에 인입시키는 제1 단계;
    상기 이송 지그 상면을 따라 배터리 팩을 삽입하는 제2 단계; 및
    상기 이송 지그를 배터리 랙으로부터 인출하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 적재 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단계에서는, 배터리 팩이 안착될 수납 공간 아래에 위치하는 수평 프레임을 따라 인입시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 적재 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 랙의 상부에서부터 순차적으로 배터리 팩을 적재하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 적재 방법.
PCT/KR2021/003214 2020-03-25 2021-03-16 배터리 랙에 배터리 팩을 적재시키는 이송 지그 및 이를 이용한 배터리 랙 적재방법 WO2021194146A1 (ko)

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