WO2022065996A1 - 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템 - Google Patents

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WO2022065996A1
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rack
battery
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battery rack
bolt
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김희찬
이경민
이승준
손권
정관수
이종수
전승준
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a battery rack, a power storage device, and a power generation system, and more particularly, to a battery rack that is easy to install, a power storage device, and a power generation system.
  • lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are free, The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.
  • Such a lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator interposed therebetween, and a casing for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery pouch casing.
  • secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices.
  • a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • a pouch-type secondary battery is widely used in such a medium-to-large device due to the advantage of easy stacking.
  • the battery rack with such a heavy load, as well as its transport it was more difficult to install in a narrow place. Accordingly, in the prior art, it is difficult to efficiently utilize the space of the installation site where the battery rack is installed, and there are many restrictions in increasing the energy density of the power storage device having a plurality of battery racks.
  • an object of the present invention is to provide a battery rack, a power storage device, and a power generation system that are easy to install.
  • a rack case configured to accommodate the plurality of battery modules and capable of mounting another rack case on the upper part
  • the rack case is
  • the fixing part includes a plate-shaped body part, the body part having a fixing groove formed inside the body part from the edge,
  • the rack case includes at least one bolt provided at the upper end of the rack case and configured to be inserted into the fixing groove provided at the lower end of the other rack case.
  • a plurality of shelf frames configured to mount the plurality of battery modules
  • a front frame coupled to the front end of the shelf frame
  • the rear frame coupled to the rear end of the shelf frame
  • connecting portion having at least one bolt hole having a plate shape extending in a horizontal direction to connect the upper portions of each of the plurality of pillars, a portion of which is perforated to insert a bolt;
  • the fixing groove is
  • the body of the bolt may be inserted from an edge of the body part so that the body is inserted.
  • a part of the body is inserted into the bolt hole of the connection part
  • the rest of the body may protrude upward so as to be inserted into the fixing groove of the other rack case mounted thereon.
  • At least a portion of the tapered portion having a shape in which the size of the groove is gradually reduced in the inward direction from the edge of the body part
  • It may have a receiving portion having an opening perforated to receive the bolt.
  • a restraining bar configured to protrude so as to partition between the tapered portion and the receiving portion
  • An accommodating groove having an inner space may be provided to accommodate at least a portion of the restraining bar.
  • An elastic member provided in the receiving groove and configured to press the restraining bar so that the restraining bar can protrude from the receiving groove may be provided.
  • each of the front frame and the rear frame is identical to each of the front frame and the rear frame.
  • a bracket having a mounting portion mounted on the fixing portion and having a slit groove having a shape corresponding to the fixing groove, and a fastening portion having a shape bent and extending upwardly from an end of the mounting portion and configured to be bolted to the pillar portion can do.
  • a guide part protruding outwardly from an edge of the body part may be further provided to guide the movement of the fixing part.
  • It may have a shape bent by a predetermined angle or more toward the upper part from the main body part.
  • the guide part may be provided with an extended groove that communicates with the fixing groove and is formed by being inserted from an edge protruding from the main body part.
  • the power storage device of the present invention for achieving the above object includes at least one or more of the battery rack.
  • the power generation system of the present invention for achieving the above object includes at least one or more of the battery rack.
  • the present invention in the present invention, at least two or more rack cases are stacked in the vertical direction, the rack case located at the lower part is fixed to the ground, and the rack case located at the upper part is fixed to the upper part of the rack case located at the lower part
  • the present invention has an advantage in that the fixing groove is provided in the fixing part of the battery rack, so that a plurality of battery racks can be stacked in the vertical direction and the fixing between the battery racks can be easily achieved.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state of a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a front perspective view schematically showing the appearance of a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view schematically showing the state of the rack case of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view schematically showing the state of the battery module of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a partial perspective view schematically showing the state of the area A of the battery rack of Figure 2.
  • FIG. 6 is a rear perspective view schematically showing the appearance of a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial perspective view schematically showing the state of the area B of the battery rack of FIG.
  • FIG. 8 is a partial plan view schematically showing a part of the fixing part of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a partial plan view schematically showing a part of the fixing part of the battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing the state of the bracket of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing the state of the fixing part of the battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a partial perspective view schematically showing a part of the front of the battery rack of Figure 1;
  • FIG. 13 is a partial perspective view schematically showing a part of the rear of the battery rack of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state of a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a front perspective view schematically showing the appearance of a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view schematically showing the state of the rack case of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view schematically showing the state of the battery module of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • the front door of the rack case was removed so that the inside of the battery rack could be seen.
  • the battery rack 100 according to an embodiment of the present invention, a plurality of battery modules 110, and at least one or more rack cases configured to accommodate the plurality of battery modules 110 (120).
  • the plurality of battery modules 110 may be accommodated in the rack case 120 so as to be arranged in the vertical direction.
  • the battery module 110 may include a module housing 111 and a plurality of battery cells (not shown) provided inside the module housing 111 and stacked in one direction.
  • the battery cell may be a pouch-type battery cell.
  • the battery cell of the battery module 110 according to the present invention is not limited to the aforementioned pouch-type battery cell, and various battery cells known at the time of filing of the present invention may be employed.
  • the rack case (120A) may be configured such that the other rack case (120A) can be mounted thereon.
  • the battery rack 100 may include two or more rack cases (120A, 120B) stacked in the vertical direction.
  • the upper portion of the rack case (120B) located at the lower portion and the lower portion of the rack case (120A) located at the upper portion may be bolted to each other .
  • the rack case 120 may include a fixing part 126 provided at the lower end of the rack case 120 .
  • the fixing part 126 may include a plate-shaped body part 126b.
  • the body part 126b may include a fixing groove 126h which is inserted from the edge of the body part 126b.
  • two or more rack cases (120A, 120B) stacked in the vertical direction may be provided.
  • the rack case 120B is provided at the upper end of the rack case 120B and configured to be inserted into the fixing groove 126h provided at the lower end of the other rack case 120A, at least one It may include the above bolts (B).
  • a part of the body is inserted into the upper end of the rack case 120B, and the other part of the body is mounted in the upper part of the other rack case 120A, the fixing groove of the fixing groove.
  • at least one bolt B configured to be inserted into 126h.
  • the rack case 120A disposed on the upper portion and the rack case 120B disposed on the bottom may have the same structure.
  • the rack case 120 may include a shelf frame 121 , a front frame 122 , and a rear frame 123 .
  • the shelf frame 121 may be configured to mount the plurality of battery modules 110 .
  • the shelf frame 121 may include a plurality of accommodation plates 121a.
  • the receiving plate 121a may have an 'L' shape and a plate shape bent at an angle of approximately 90 degrees.
  • both ends of the receiving plate 121a in the front-rear direction may be configured to be connected to each of the front frame 122 and the rear frame 123 .
  • two accommodating plates 121a may be provided to accommodate one battery module 110 .
  • the two accommodating plates 121a may be configured to support the lower end portions of the battery module 110 in the left and right directions in the upper direction.
  • the two receiving plates 121a may serve as a stopper to prevent the other battery module 110 placed thereunder from moving in the upper direction.
  • the front frame 122 may include a plurality of pillars 124 extending in the vertical direction.
  • the upper end and lower end of the pillar portion 124 may be configured to be coupled to an external object, for example, a floor to a ceiling, or another rack case (120A).
  • the pillar portion 124 may serve as a main skeleton of the overall shape of the hexahedron of the rack case 120 .
  • the front frame 122 may include three pillars 124 positioned at the front end of the rack case 120 .
  • the front frame 122 may include a connection part 125 for connecting the upper ends between the pillar parts 124 in a horizontal direction.
  • the connection part 125 may be configured to connect the upper ends of the three pillar parts 124 .
  • the connection part 125 may have a plate shape extending in a horizontal direction, and may have at least one bolt hole H configured to be partially perforated to insert a bolt B into it.
  • the front frame 122 may include a fixing part 126 connecting the lower ends between the pillar parts 124 in a horizontal direction.
  • the fixing part 126 may be configured to connect the lower ends of the three pillar parts 124 .
  • the rear frame 123 may include a plurality of pillars 124 extending in the vertical direction.
  • the pillar portion 124 may serve as a main skeleton of the overall shape of the hexahedron of the rack case 120 .
  • the rear frame 123 may include three pillars 124 located at the rear end of the rack case 120 .
  • the rear frame 123 may include a connection part 125 connecting the upper ends between the pillar parts 124 in a horizontal direction.
  • the connection part 125 may be configured to connect the upper ends of the three pillar parts 124 .
  • the connection part 125 may have a plate shape extending in a horizontal direction, and may have at least one bolt hole H configured to be partially perforated and the bolt B inserted thereinto.
  • the rear frame 123 may include a fixing part 126 connecting the lower ends between the pillar parts 124 in a horizontal direction.
  • the fixing part 126 may be configured to connect the lower ends of the three pillar parts 124 .
  • Figure 5 is a partial perspective view schematically showing the state of the area A of the battery rack of Figure 2.
  • the fixing part 126 of the front frame may include a plate-shaped body part 126b extending in a horizontal direction.
  • the body part 126b may extend in a horizontal direction to connect lower ends of the plurality of pillar parts 124 .
  • the fixing part 126 may be provided with a fixing groove 126h formed by being inserted from the edge of the body part 126b.
  • the fixing groove 126h may have a slit shape such that the body of the bolt B provided in the connection part 125 is slide-inserted in the horizontal direction.
  • the fixing part 126 of the front frame 122 may be provided with four fixing grooves 126h inserted rearward from the front end of the body part 126b. .
  • a bolt B provided in the connection part 125 may be inserted into each of the four fixing grooves 126h.
  • the bolt (B) is a bolt (B) fixed to the connection part 125 of the front frame 122 of the rack case 120B located at the lower portion among the two or more rack cases 120A and 120B stacked in the vertical direction.
  • connection part 125 of the rack case 120B may be bolted to each other.
  • FIG. 6 is a rear perspective view schematically showing the appearance of a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a partial perspective view schematically showing the state of the area B of the battery rack of Figure 6 .
  • the fixing part 126 of the rear frame 123 may be provided with four fixing grooves 126h inserted rearward from the front end of the body part 126b.
  • a bolt B may be inserted into each of the four fixing grooves 126h.
  • the bolt (B) is a bolt (B) fixed to the connection part 125 of the rear frame 123 of the rack case 120B located at the lower portion among the two or more rack cases 120A and 120B stacked in the vertical direction. ) can be That is, by tightening the bolt (B) with the bolt (B) inserted into the fixing groove (126h), the fixing part (126) of the rack case (120A) located at the relatively upper portion is located at the lower portion.
  • the connection part 125 of the rack case 120B may be bolted to each other.
  • each of the front frame 122 and the rear frame 123 of the present invention may include at least one bolt (B).
  • the bolt (B) may be configured such that the lower end of the body is inserted into the bolt hole (H) of the connection part (125).
  • the remaining portion not inserted into the bolt hole (H) of the body of the bolt (B) may be configured to be inserted into the fixing groove (126h) of the other rack case (120A) mounted on the upper part.
  • the remaining portion not inserted into the bolt hole (H) of the body of the bolt (B) is upwardly inserted so as to be inserted into the fixing groove (126h) of the other rack case (120A) mounted on the upper portion. It may be a protruding structure.
  • the battery rack 100 of the present invention the rack case (120B) located at the lower of the two rack cases (120A, 120B) stacked in the vertical direction, the Four bolts (B) and four bolt holes (H) may be provided in the connection portion 125 of the front frame 122 , and the connection portion 125 of the rear frame 123 includes four bolts (B) and Four bolt holes (H) may be provided.
  • the fixing parts 126 of the front frame 122 and the rear frame 123 of the rack case 120 located on the upper part 126 , respectively. may be bolted to the connection portion 125 of each of the front frame 122 and the rear frame 123 of the rack case 120 located at the lower portion.
  • the bolt B fixed to the bolt hole 125h of the connection part 125 may slide horizontally to be inserted into the fixing groove 126h of the fixing part 126 .
  • the present invention stacking at least two or more rack cases (120A, 120B) in the vertical direction, and fixing the rack case (120B) located at the bottom to the ground, the rack located at the top
  • the rack case 120A to the upper part of the rack case 120B located at the bottom
  • the present invention is provided with a fixing groove 126h in the fixing portion 126 of the battery rack 100, stacking a plurality of battery racks 100 in the vertical direction and fixing between the battery racks 100. It has the advantage of being easy to achieve.
  • FIG. 8 is a partial plan view schematically showing a part of the fixing part of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • the fixing groove 126h of the present invention may include a tapered portion 126h1 and a receiving portion 126h2 . At least a portion of the tapered portion 126h1 may have a shape in which the size of the groove is gradually reduced in a direction from the edge of the main body part 126b to the inside.
  • the accommodating part 126h2 may have a space formed by being further inserted in an inward direction from the tapered part 126h1 .
  • the receiving part 126h2 may have a circular opening.
  • the size of the groove of the tapered portion 126h1 may be larger than the size of the body of the bolt B.
  • the fixing groove 126h may include a tapered portion 126h1 formed by being inserted backward from the front end.
  • the tapered portion 126h1 may have a shape in which the size of the groove is gradually reduced in the inward direction from the edge of the body part 126b.
  • the accommodating part 126h2 may have an opening in which the body of the bolt B can be accommodated.
  • the bolt B is the tapered portion ( ) of the fixing groove 126h. It may be seated in the receiving portion 126h2 while moving in the horizontal direction on the inner surface of the 126h1). Accordingly, in the present invention, the rack case 120 can be easily fixed to the bolt (B) fixed to the floor through the fixing groove (126h).
  • FIG. 9 is a partial plan view schematically showing a part of the fixing part of the battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • the fixing portion 126 of the battery rack 100 when compared with the fixing portion 126 of Figure 8, a restraining bar (127a), a receiving groove (127h) ), and may further include an elastic member (127b).
  • the restraining bar 127a may be configured to protrude so as to partition between the tapered portion 126h1 and the receiving portion 126h2.
  • the restraining bar 127a may have a bar shape extending in a straight line.
  • two restraining bars 127a may be provided in the fixing groove 126h of the fixing part 126 .
  • the receiving groove 127h may have an internal space to accommodate at least a portion of the restraining bar 127a.
  • the fixing groove 126h may include two receiving grooves 127h configured to insert at least a portion of the two restraining bars 127a.
  • the elastic member 127b may be provided in the receiving groove 127h.
  • the elastic member 127b may be configured to press the restraining bar 127a so that the restraining bar 127a protrudes from the receiving groove 127h.
  • the elastic member 127b may include, for example, a spring.
  • the present invention by providing an elastic member 127b configured to protrude the restraining bar 127a to the outside from the receiving groove 127h, the bolt (B) is When inserted into the fixing groove 126h, when the restraining bar 127a is accommodated in the receiving groove 127h and the bolt B is positioned in the receiving portion 126h2, the restraining bar 127a again ) can protrude from the receiving groove (127h) to the outside, so that the process of fastening the bolt (B) to the fixing groove (126h) can be made very easily. Accordingly, the present invention greatly facilitates the installation of the battery rack 100 .
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing the state of the bracket of the battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • the front frame 122 and / or the rear frame 123 of the battery rack 100 is at least one bracket (129) ) can be provided.
  • the bracket 129 may include a mounting part 129a configured to face one surface of the fixing part 126 so as to be mounted on the fixing part 126 .
  • the mounting portion 129a may have a slit groove 129h having a shape corresponding to the fixing groove 126h of the fixing portion 126 . That is, the slit groove 129h may be configured to be fixed in a state in which the head of the bolt B is seated.
  • the bracket 129 may include a fastening part 129b configured to be coupled to the pillar part 124 .
  • the fastening part 129b may be bent and extended upwardly from an end of the mounting part 129a.
  • the fastening part 129b may be provided with a bolt hole so as to be bolted to the pillar part 124 .
  • the bracket 129 may include four bolt holes H configured to communicate with the bolt holes H of the pillar part 124 .
  • the fixing part 126 of the front frame 122 may be provided with four brackets 129 .
  • the fixing part 126 of the rear frame 123 may be provided with four brackets 129 .
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing the state of the fixing part of the battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • the fixing part 126 of the battery rack 100 may further include a guide part 128 when compared with the fixing part 126 of FIG. 4 . .
  • the guide part 128 may be configured to guide the movement of the fixing part 126 .
  • the guide part 128 may have a top surface or a surface parallel to the ground of the connection part 125 so as to be movable on the ground of the upper surface or the bottom of the connection part 125 .
  • the guide part 128 may be a portion that protrudes outwardly from the edge of the body part 126b of the fixing part 126 .
  • the guide part 128 may be bent at a predetermined angle Q from the edge of the body part 126b.
  • the guide part 128 may be bent at an angle of about 30 degrees from the edge of the body part 126b, for example.
  • the present invention can guide the fixing part 126 to slide along the upper surface or the ground of the connection part 125 through the guide part 128 .
  • the fixing groove 126h is inserted into the bolt B fixed to the floor in a state where the battery rack 100 is inclined at an angle of 30 degrees with respect to the vertical direction, from the main body part 126b
  • the guide portion 128 bent at an angle of 30 degrees has an upper surface or a surface parallel to the ground of the connection portion 125 . Accordingly, it is possible to easily slide the battery rack 100 in the horizontal direction without shaking in the vertical direction while the guide unit 128 moves on the upper surface or the ground of the connection unit 125 .
  • the guide portion 128 may be provided with an extension groove (128h).
  • the extension groove 128h may be formed inside the body from the protruding edge of the guide portion 128 . That is, the extended groove 128h may be configured to communicate with the fixing groove 126h of the fixing part 126 .
  • the guide portion 128 is provided with an extended groove (128h), the bolt (B) to guide the insertion into the fixing groove (126h) formed in the fixing portion (126).
  • the bolt B is first inserted into the extension groove 128h, and then, the bolt B is inserted into the extension groove It can be guided to move to the fixing groove (126h) past (128h).
  • the guide unit of the present invention can facilitate the installation of the battery rack (100).
  • Figure 12 is a partial perspective view schematically showing a part of the front of the battery rack of Figure 1;
  • the battery rack 100 may be fixed to the floor through a bolt (B) fixed to the ground of the installation site.
  • a bolt (B) fixed to the ground of the installation site.
  • the fixing groove 126h of the fixing part 126 of the front frame 122 is inserted such that the body of the bolt B fixed to the floor slides in the horizontal direction. can be configured. Thereafter, by tightening the bolt (B), the fixing part 126 may be fixed to the floor.
  • FIG. 13 is a partial perspective view schematically showing a part of the rear of the battery rack of FIG.
  • the battery rack 100 may be coupled and fixed to the floor through a bolt (B) fixed to the ground of the installation site.
  • the rack case 120 has the fixing groove 126h of the fixing part 126 of the rear frame 123 so that the body of the bolt B fixed to the floor is slide-inserted in the horizontal direction. can be configured. Thereafter, by tightening the bolt (B), the fixing part 126 may be fixed to the floor.
  • the bolt (B) by fixing the bolt (B) to a predetermined depth in advance on the installation floor, the bolt (B) makes a form erected in the upper direction from the ground, and then slides the battery rack 100 to the rear By moving the body of the bolt (B) can be inserted into the fixing groove (126h). Then, the operator can tighten the bolt (B) inserted into the fixing groove (126h) using a long bar-shaped spanner from the front of the battery rack 100 so that the rear frame 123 can be fixed to the floor. . More specifically, for example, the bolt (B) to the installation floor of the rear side of the battery rack 100 can be fixed to a predetermined depth in advance.
  • the battery rack 100 may be slid backwards and the bolts B inserted into the fixing grooves 126h may be tightened. Accordingly, the position of the battery rack 100 can be fixed. Accordingly, the position of the fixing groove 126h on the front side can be determined. After that, the battery rack 100 can be additionally fixed to the installation floor by inserting the bolt (B) into the fixing groove 126h provided on the front side of the battery rack 100 .
  • the method for fixing the battery rack 100 to the installation floor has been described, but the method can be applied to the method of fixing the battery rack 100 on the upper part of the other battery rack 100 as well as the installation floor. am.
  • the present invention by providing a fixing groove (126h) in the fixing portion 126 of each of the front frame 122 and the rear frame 123, the battery rack 100 of the storage place It can be stably fixed to the floor.
  • the present invention can stably fix the battery rack 100 to the bottom of the transport device, and can stably maintain a fixed state even when an external shock occurs during transport.
  • it can facilitate fixing the battery rack 100 to the installation location.
  • the power storage device 200 may include one or more battery racks 100 according to the present invention described above.
  • the battery rack 100 may include two rack cases (120A, 120B) stacked in the vertical direction.
  • the power storage device 200 may be implemented in various forms, such as a smart grid system or an electric charging station.
  • the present invention provides a power generation system comprising at least one or more of the battery rack (100).
  • the power generation system may include a hydro power generator, a thermal power generator, a wind power generator, a solar generator, and the like. Electricity generated from such a generator may be stored in the battery rack 100 .
  • connection portion 124 pillar portion 125: connection portion
  • bracket 129a bracket 129a
  • 129b mounting part, fastening part

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Abstract

본 발명은 설치가 용이한 배터리 랙, 전력 저장 장치 및 발전 시스템을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 랙은, 복수의 배터리 모듈 및 복수의 배터리 모듈을 수납하도록 구성되고 다른 하나의 랙 케이스를 상부에 탑재 가능하도록 구성된 랙 케이스를 구비하고, 랙 케이스는, 랙 케이스의 하단부에 구비된 고정부를 포함하고, 고정부는, 플레이트 형상의 본체 파트를 포함하고, 본체 파트는, 본체 파트의 가장자리로부터 내입되어 형성된 고정홈을 구비하고, 랙 케이스는, 랙 케이스의 상단부에 구비되어, 다른 하나의 랙 케이스의 하단부에 구비되는 고정홈에 삽입되도록 구성된 적어도 하나 이상의 볼트를 포함한다.

Description

배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템
본 발명은 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 설치가 용이한 배터리 랙, 전력 저장 장치, 및 발전 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 9월 28일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제 10-2020-0126310호에 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, 이러한 무거운 하중의 배터리 랙은, 설치 장소의 고정 포인트에 정확히 위치시키는 것이 매우 어려웠다. 즉, 무거운 하중의 배터리 랙은, 운송 장비를 사용해 배터리 랙을 이동시키는 것이 불가피 하였는데, 이러한 운송 장비를 사용할 경우, 배터리 랙의 정밀한 위치 조정이 쉽지 않았다. 이에 따라, 배터리 랙들 간의 배열이 고르지 못해, 배터리 랙 간의 전기적 연결이나, 소방 시설 등의 연결이 원활하지 못한 문제점이 발생될 수 있었다.
더욱이, 이렇게 무거운 하중을 가진 배터리 랙은, 그 이송뿐만 아니라, 협소한 장소에 설치하는 것은 더욱 어려웠다. 이에 따라, 종래기술에서는 배터리 랙이 설치되는 설치 장소의 공간을 효율적으로 활용하기가 힘들어, 다수의 배터리 랙을 구비한 전력 저장 장치의 에너지 밀도를 높이는 데는 많은 제약이 따랐다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 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; 및
상기 복수의 배터리 모듈을 수납하도록 구성되고 다른 하나의 랙 케이스를 상부에 탑재 가능하도록 구성된 랙 케이스
를 구비하고,
상기 랙 케이스는,
상기 랙 케이스의 하단부에 구비된 고정부를 포함하며, 상기 고정부는, 플레이트 형상의 본체 파트를 포함하고, 상기 본체 파트는, 상기 본체 파트의 가장자리로부터 내입되어 형성된 고정홈을 구비하고,
상기 랙 케이스는, 상기 랙 케이스의 상단부에 구비되어, 상기 다른 하나의 랙 케이스의 하단부에 구비되는 상기 고정홈에 삽입되도록 구성된 적어도 하나 이상의 볼트를 포함한다.
한편, 상기 랙 케이스는,
상기 복수의 배터리 모듈을 탑재하도록 구성된 복수의 선반 프레임;
상기 선반 프레임의 전단과 결합된 전방 프레임; 및
상기 선반 프레임의 후단과 결합된 후방 프레임
을 구비할 수 있다.
한편, 상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각은,
상하 방향으로 길게 연장된 복수의 기둥부; 및
상기 복수의 기둥부 각각의 상부를 연결하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가지고, 일부분이 천공되어 볼트가 삽입되도록 구성된 적어도 하나 이상의 볼트홀을 가진 연결부;
를 구비할 수 있다.
한편, 상기 본체 파트는,
상기 복수의 기둥부의 하단부를 연결하도록 수평 방향으로 연장되고,
상기 고정홈은,
상기 볼트의 몸통이 삽입되도록 상기 본체 파트의 가장자리로부터 내입되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 볼트는,
상기 연결부의 볼트홀에 몸체의 일부분이 삽입되고,
몸체의 나머지 부분이 상부에 탑재된 상기 다른 하나의 랙 케이스의 상기 고정홈에 삽입되도록 상방으로 돌출될 수 있다.
또한, 상기 고정홈은,
적어도 일부분에 상기 본체 파트의 가장자리로부터 내입된 방향으로 점진적으로 홈의 크기가 줄어드는 형상을 가진 테이퍼부, 및
상기 볼트가 수용되도록 천공된 개구를 가진 수용부를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 고정부는,
상기 테이퍼부와 상기 수용부 사이를 구획하도록 돌출이 가능하게 구성된 구속 바; 및
상기 구속 바의 적어도 일부분이 수용되도록 내부 공간을 가진 수용홈이 구비될 수 있다.
또한, 상기 고정부는,
상기 수용홈에 구비되고 상기 구속 바가 상기 수용홈으로부터 돌출될 수 있게 상기 구속 바를 가압하도록 구성된 탄성 부재를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각은,
상기 고정부에 탑재되고 상기 고정홈과 대응되는 형상을 가진 슬릿홈이 형성된 탑재부, 및 상기 탑재부의 단부로부터 상부 방향으로 절곡 연장된 형태를 가지고 상기 기둥부와 볼트 체결되도록 구성된 체결부를 가진 브라켓을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 고정부는,
상기 고정부의 이동을 가이드 하도록 상기 본체 파트의 가장자리로부터 외부 방향으로 돌출 연장된 가이드부가 더 구비할 수 있다.
나아가, 상기 가이드부는,
상기 본체 파트로부터 상부를 향해 소정 각도 이상 절곡된 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 가이드부는, 상기 고정홈과 연통되고 상기 본체 파트로부터 돌출 연장된 가장자리로부터 내입되어 형성된 연장홈이 구비될 수 있다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력 저장 장치는, 상기 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함한다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발전 시스템은, 상기 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은, 적어도 둘 이상의 랙 케이스들을 상하 방향으로 적층하고, 하부에 위치한 랙 케이스를 지면에 고정하며, 상부에 위치한 랙 케이스를 하부에 위치한 랙 케이스의 상부에 고정시킴으로써, 배터리 랙을 수용하는 수용 공간의 상부 공간을 더 활용할 수 있어, 배터리 랙의 공간 대비 에너지 밀도를 효과적으로 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명은, 배터리 랙의 고정부에 고정홈이 구비되어 있어, 복수의 배터리 랙을 상하 방향으로 적층하고 배터리 랙들 간의 고정을 손쉽게 이룰 수 있는 이점이 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 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 모습을 개략적으로 나타낸 전방 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 랙 케이스의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 2의 배터리 랙의 A 영역의 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 모습을 개략적으로 나타낸 후방 사시도이다.
도 7은, 도 6의 배터리 랙의 B 영역의 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 고정부의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 고정부의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 평면도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 브라켓의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 고정부의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 12는, 도 1의 배터리 랙의 전방의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 13은, 도 1의 배터리 랙의 후방의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 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 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 모습을 개략적으로 나타낸 전방 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 랙 케이스의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 배터리 모듈의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 참고로, 도 3에서는 배터리 랙의 내부 모습을 볼 수 있도록 랙 케이스 중, 전방 도어를 제거하여 나타냈다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 복수의 배터리 모듈(110), 및 상기 복수의 배터리 모듈(110)을 수납하도록 구성된 적어도 하나 이상의 랙 케이스(120)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)를 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.
구체적으로, 상기 랙 케이스(120A)는, 다른 하나의 랙 케이스(120A)를 상부에 탑재 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 배터리 랙(100)은, 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스들(120A, 120B)을 구비할 수 있다. 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스들(120A, 120B) 중, 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스(120B)의 상부와, 상대적으로 상부에 위치한 랙 케이스(120A)의 하부가 서로 볼트 결합될 수 있다.
상기 랙 케이스(120)는, 상기 랙 케이스(120)의 하단부에 구비된 고정부(126)를 포함할 수 있다. 상기 고정부(126)는, 플레이트 형상의 본체 파트(126b)를 포함할 수 있다. 상기 본체 파트(126b)는, 상기 본체 파트(126b)의 가장자리로부터 내입되어 형성된 고정홈(126h)을 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스들(120A, 120B)이 구비될 수 있다. 이 때, 상기 랙 케이스(120B)는, 상기 랙 케이스(120B)의 상단부에 구비되어, 상기 다른 하나의 랙 케이스(120A)의 하단에 구비되는 상기 고정홈(126h)에 삽입되도록 구성된, 적어도 하나 이상의 볼트(B)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 랙 케이스(120B)는, 상기 랙 케이스(120B)의 상단부에 몸체의 일부분이 삽입되고, 몸체의 나머지 부분이 상부에 탑재된 상기 다른 하나의 랙 케이스(120A)의 상기 고정홈(126h)에 삽입되도록 구성된, 적어도 하나 이상의 볼트(B)를 구비할 수 있다.
이 때, 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스들(120A, 120B) 중에서, 상부에 배치된 랙 케이스(120A)와 하부에 배치된 랙 케이스(120B)는 서로 동일한 구조를 가질 수 있다.
한편, 다시 도 3을 참조하면, 상기 랙 케이스(120)는, 선반 프레임(121), 전방 프레임(122), 및 후방 프레임(123)을 구비할 수 있다.
예를 들면, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선반 프레임(121)은, 상기 복수의 배터리 모듈(110)을 탑재하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 선반 프레임(121)은 복수의 수납 플레이트(121a)를 포함할 수 있다. 상기 수납 플레이트(121a)는 'L' 자형으로 대략 90도 각도로 절곡된 플레이트 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 수납 플레이트(121a)의 전후 방향의 양 단부는 상기 전방 프레임(122) 및 상기 후방 프레임(123) 각각과 연결되도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 배터리 모듈(110)을 수납하기 위해 2개의 수납 플레이트(121a)가 구비될 수 있다. 상기 2개의 수납 플레이트(121a)는 상기 배터리 모듈(110)의 좌우 방향의 하단 부분을 상부 방향으로 지지하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 2개의 수납 플레이트(121a)는 하부에 놓인 다른 하나의 배터리 모듈(110)이 상부 방향으로 이동하는 것을 저지하기 위한 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
한편, 다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 전방 프레임(122)은 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부(124)를 구비할 수 있다. 상기 기둥부(124)의 상단부 및 하단부는 외부 물체, 예를 들면, 바닥 내지 천장, 또는 다른 랙 케이스(120A)와 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 기둥부(124)는 랙 케이스(120)의 육면체인 전체 형상의 주요한 뼈대 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전방 프레임(122)은 상기 랙 케이스(120)의 전단에 위치한 3개의 기둥부(124)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 전방 프레임(122)은 기둥부(124)들 간의 상단부를 수평 방향으로 연결하는 연결부(125)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(125)는 3개의 기둥부(124)의 상단부 사이를 연결하도록 구성될 수 있다. 상기 연결부(125)는 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가지고, 일부분이 천공되어 볼트(B)가 삽입되도록 구성된 적어도 하나 이상의 볼트홀(H)을 가질 수 있다.
더욱이, 상기 전방 프레임(122)은 기둥부(124)들 간의 하단부를 수평 방향으로 연결하는 고정부(126)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(126)는 3개의 기둥부(124)의 하단부 사이를 연결하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 후방 프레임(123)은 상하 방향으로 연장된 복수의 기둥부(124)를 구비할 수 있다. 상기 기둥부(124)는 랙 케이스(120)의 육면체인 전체 형상의 주요한 뼈대 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 후방 프레임(123)은 상기 랙 케이스(120)의 후단에 위치한 3개의 기둥부(124)를 구비할 수 있다.
나아가, 상기 후방 프레임(123)은 기둥부(124)들 간의 상단부를 수평 방향으로 연결하는 연결부(125)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(125)는 3개의 기둥부(124)의 상단부 사이를 연결하도록 구성될 수 있다. 상기 연결부(125)는 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가지고, 일부분이 천공되어 상기 볼트(B)가 삽입되도록 구성된 적어도 하나 이상의 볼트홀(H)을 가질 수 있다.
더욱이, 상기 후방 프레임(123)은 기둥부(124)들 간의 하단부를 수평 방향으로 연결하는 고정부(126)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(126)는 3개의 기둥부(124)의 하단부 사이를 연결하도록 구성될 수 있다.
도 5는, 도 2의 배터리 랙의 A 영역의 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
다시 도 2 및 도 3과 함께 도 5를 참조하면, 상기 전방 프레임의 고정부(126)는, 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상의 본체 파트(126b)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 본체 파트(126b)는 상기 복수의 기둥부(124)의 하단부를 연결하도록 수평 방향으로 연장될 수 있다. 상기 고정부(126)는 상기 본체 파트(126b)의 가장자리로부터 내입되어 형성된 고정홈(126h)이 구비될 수 있다. 상기 고정홈(126h)은, 상기 연결부(125)에 구비된 볼트(B)의 몸통이 수평 방향으로 슬라이드 삽입되도록 구성된 슬릿 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전방 프레임(122)의 고정부(126)는 본체 파트(126b)의 전단부로부터 후방으로 내입된 4개의 고정홈(126h)이 구비될 수 있다. 4개의 고정홈(126h) 각각에는 상기 연결부(125)에 구비된 볼트(B)가 삽입될 수 있다. 이때, 상기 볼트(B)는 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스들(120A, 120B) 중, 하부에 위치한 랙 케이스(120B)의 전방 프레임(122)의 연결부(125)에 고정된 볼트(B)일 수 있다. 즉, 상기 고정홈(126h)에 상기 볼트(B)가 삽입된 상태로, 상기 볼트(B)를 조여서, 상대적으로 상부에 위치한 랙 케이스(120A)의 고정부(126)가 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스(120B)의 연결부(125)와 서로 볼트 결합될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 모습을 개략적으로 나타낸 후방 사시도이다. 그리고, 도 7은, 도 6의 배터리 랙의 B 영역의 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 후방 프레임(123)의 고정부(126)는 본체 파트(126b)의 전단부로부터 후방으로 내입된 4개의 고정홈(126h)이 구비될 수 있다. 4개의 고정홈(126h) 각각에는 볼트(B)가 삽입될 수 있다. 이때, 상기 볼트(B)는 상하 방향으로 적층된 둘 이상의 랙 케이스들(120A, 120B) 중, 하부에 위치한 랙 케이스(120B)의 후방 프레임(123)의 연결부(125)에 고정된 볼트(B)일 수 있다. 즉, 상기 고정홈(126h)에 상기 볼트(B)가 삽입된 상태로, 상기 볼트(B)를 조여서, 상대적으로 상부에 위치한 랙 케이스(120A)의 고정부(126)가 상대적으로 하부에 위치한 랙 케이스(120B)의 연결부(125)와 서로 볼트 결합될 수 있다.
한편, 다시 도 1과 함께 도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 전방 프레임(122) 및 후방 프레임(123) 각각은, 적어도 하나 이상의 볼트(B)를 구비할 수 있다. 상기 볼트(B)는 상기 연결부(125)의 볼트홀(H)에 몸체의 하단부가 삽입되도록 구성될 수 있다. 상기 볼트(B)의 몸체의 상기 볼트홀(H)에 삽입되지 않은 나머지 부분이 상기 상부에 탑재된 다른 하나의 랙 케이스(120A)의 상기 고정홈(126h)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 볼트(B)의 몸체의 상기 볼트홀(H)에 삽입되지 않은 나머지 부분은, 상기 상부에 탑재된 다른 하나의 랙 케이스(120A)의 상기 고정홈(126h)에 삽입되도록 상방으로 돌출된 구조일 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리 랙(100)은, 상하 방향으로 적층된 2개의 랙 케이스들(120A, 120B) 중, 하부에 위치한 랙 케이스(120B)는, 상기 전방 프레임(122)의 연결부(125)에 4개의 볼트(B)와 4개의 볼트홀(H)이 구비될 수 있고, 상기 후방 프레임(123)의 연결부(125)에 4개의 볼트(B)와 4개의 볼트홀(H)이 구비될 수 있다.
또한, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상하 방향으로 적층된 2개의 랙 케이스(120) 중, 상부에 위치한 랙 케이스(120)의 전방 프레임(122) 및 후방 프레임(123) 각각의 고정부(126)는 상기 하부에 위치한 랙 케이스(120)의 전방 프레임(122) 및 후방 프레임(123) 각각의 연결부(125)와 볼트 체결될 수 있다. 이때, 상기 연결부(125)의 볼트홀(125h)에 고정된 볼트(B)가 수평 방향으로 슬라이드 이동하여 상기 고정부(126)의 고정홈(126h)에 삽입될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 적어도 둘 이상의 랙 케이스들(120A, 120B)을 상하 방향으로 적층하고, 하부에 위치한 랙 케이스(120B)를 지면에 고정하며, 상부에 위치한 랙 케이스(120A)를 하부에 위치한 랙 케이스(120B)의 상부에 고정시킴으로써, 배터리 랙(100)을 수용하는 수용 공간의 상부 공간을 더 활용할 수 있어, 배터리 랙(100)의 공간 대비 에너지 밀도를 효과적으로 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명은, 배터리 랙(100)의 고정부(126)에 고정홈(126h)이 구비되어 있어, 복수의 배터리 랙(100)을 상하 방향으로 적층하고 배터리 랙(100)들 간의 고정을 손쉽게 이룰 수 있는 이점이 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 고정부의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 평면도이다.
도 5와 함께 도 8을 참조하면, 본 발명의 고정홈(126h)은, 테이퍼부(126h1), 및 수용부(126h2)를 구비할 수 있다. 상기 테이퍼부(126h1)는 적어도 일부분에 상기 본체 파트(126b)의 가장자리로부터 내입된 방향으로 점진적으로 홈의 크기가 줄어드는 형상을 가질 수 있다. 상기 수용부(126h2)는 상기 테이퍼부(126h1)로부터 내부 방향으로 더 내입되어 형성된 공간을 가질 수 있다. 상기 수용부(126h2)는 원형의 개구를 가질 수 있다. 상기 테이퍼부(126h1)의 홈의 크기는 상기 볼트(B)의 몸통의 크기보다 클 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 고정홈(126h)은, 전단부로부터 후방으로 내입되어 형성된 테이퍼부(126h1)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 테이퍼부(126h1)는 상기 본체 파트(126b)의 가장자리로부터 내입된 방향으로 점진적으로 홈의 크기가 줄어드는 형상을 가질 수 있다. 상기 수용부(126h2)는 상기 볼트(B)의 몸체가 수용될 수 있는 개구를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 고정홈(126h)에 테이퍼부(126h1) 및 수용부(126h2)를 구비함으로써, 상기 볼트(B)가 고정홈(126h)의 테이퍼부(126h1)의 내면을 타고 수평 방향으로 이동하면서 상기 수용부(126h2)에 안착될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 상기 고정홈(126h)을 통해 상기 랙 케이스(120)를 바닥에 고정된 볼트(B)에 손쉽게 고정시킬 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 고정부의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 평면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)의 고정부(126)는, 도 8의 고정부(126)와 비교할 경우, 구속 바(127a), 수용홈(127h), 및 탄성 부재(127b)를 더 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 구속 바(127a)는 상기 테이퍼부(126h1)와 상기 수용부(126h2) 사이를 구획하도록 돌출이 가능하게 구성될 수 있다. 상기 구속 바(127a)는 직선으로 연장된 바 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(126)의 고정홈(126h)에는 2개의 구속 바(127a)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 수용홈(127h)은 상기 구속 바(127a)의 적어도 일부분이 수용되도록 내부 공간을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 고정홈(126h)에는 2개의 구속 바(127a)의 적어도 일부분이 삽입되도록 구성된 2개의 수용홈(127h)이 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 탄성 부재(127b)는 상기 수용홈(127h)에 구비될 수 있다. 상기 탄성 부재(127b)는 상기 구속 바(127a)가 상기 수용홈(127h)으로부터 돌출될 수 있게 상기 구속 바(127a)를 가압하도록 구성될 수 있다. 상기 탄성 부재(127b)는 예를 들면 용수철을 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 구속 바(127a)를 상기 수용홈(127h)으로부터 외부로 돌출 시키도록 구성된 탄성 부재(127b)를 구비함으로써, 상기 볼트(B)가 상기 고정홈(126h)에 삽입될 경우, 상기 구속 바(127a)가 상기 수용홈(127h) 내부로 수용되고 상기 볼트(B)가 상기 수용부(126h2)에 위치할 경우, 다시 상기 구속 바(127a)가 상기 수용홈(127h)으로부터 외부로 돌출될 수 있어, 상기 볼트(B)를 상기 고정홈(126h)에 체결 고정 시키는 과정을 매우 손쉽게 만들 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 배터리 랙(100)의 설치를 매우 용이하게 한다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 브라켓의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
다시 도 3 및 도 5와 함께 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)의 상기 전방 프레임(122) 및/또는 상기 후방 프레임(123) 은 적어도 하나의 브라켓(129)을 구비할 수 있다.
상기 브라켓(129)은, 상기 고정부(126)에 탑재되도록 상기 고정부(126)의 일면과 대면하도록 구성된 탑재부(129a)를 구비할 수 있다. 상기 탑재부(129a)는 상기 고정부(126)의 상기 고정홈(126h)과 대응되는 형상을 가진 슬릿홈(129h)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 슬릿홈(129h)은 상기 볼트(B)의 머리 부분이 안착된 상태로 고정되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 브라켓(129)은, 상기 기둥부(124)와 결합되도록 구성된 체결부(129b)를 구비할 수 있다. 상기 체결부(129b)는 상기 탑재부(129a)의 단부로부터 상부 방향으로 절곡 연장된 형태를 가질 수 있다. 상기 체결부(129b)는 상기 기둥부(124)와 볼트 체결되도록 볼트홀이 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 브라켓(129)은, 상기 기둥부(124)의 볼트홀(H)과 연통되도록 구성된 4개의 볼트홀(H)이 구비될 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전방 프레임(122)의 고정부(126)에는 4개의 브라켓(129)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 후방 프레임(123)의 고정부(126)에는 4개의 브라켓(129)이 구비될 수 있다.
도 11은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 고정부의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)의 고정부(126)는 도 4의 고정부(126)와 비교할 경우, 가이드부(128)를 더 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 가이드부(128)는 상기 고정부(126)의 이동을 가이드 하도록 구성될 수 있다. 상기 가이드부(128)는 상기 연결부(125)의 상면 또는 바닥의 지면을 타고 이동이 가능하도록 상기 연결부(125)의 상면 또는 지면과 평행한 면을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부(128)는 상기 고정부(126)의 상기 본체 파트(126b)의 가장자리로부터 외부 방향으로 돌출 연장된 부분일 수 있다. 상기 가이드부(128)는 상기 본체 파트(126b)의 가장자리로부터 소정 각도(Q)로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 상기 가이드부(128)는 예를 들면, 상기 본체 파트(126b)의 가장자리로부터 약 30도 각도로 절곡된 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 가이드부(128)를 통해서 상기 고정부(126)가 상기 연결부(125)의 상면 또는 지면을 타고 슬라이드 이동할 수 있도록 가이드할 수 있다.
예를 들면, 배터리 랙(100)을 상하 방향을 기준으로 30도 각도로 기울어진 상태에서 상기 고정홈(126h)을 바닥에 고정된 볼트(B)에 삽입할 경우, 상기 본체 파트(126b)로부터 30도 각도로 절곡된 가이드부(128)는 상기 연결부(125)의 상면 또는 지면과 평행한 면을 갖게 된다. 이에 따라, 상기 가이드부(128)가 상기 연결부(125)의 상면 또는 지면을 타고 이동하면서 상기 배터리 랙(100)을 상하 방향의 흔들림 없이 수평 방향으로 손쉽게 슬라이드 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 가이드부(128)는 연장홈(128h)이 구비될 수 있다. 상기 연장홈(128h)은 상기 가이드부(128)의 돌출된 가장자리로부터 몸체의 내부 방향으로 내입되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 연장홈(128h)은 상기 고정부(126)의 고정홈(126h)과 연통되도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 가이드부(128)는 연장홈(128h)을 구비함으로써, 볼트(B)가 상기 고정부(126)에 형성된 고정홈(126h)에 삽입되는 것을 가이드할 수 있다. 즉, 상기 가이드부(128)가 상기 연결부(125)의 상면 또는 지면을 타고 슬라이드 이동하면서 상기 볼트(B)가 먼저 연장홈(128h)에 삽입되고, 이후, 상기 볼트(B)가 상기 연장홈(128h)을 지나 상기 고정홈(126h)으로 이동하게 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 가이부는 배터리 랙(100)의 설치를 용이하게 할 수 있다.
도 12는, 도 1의 배터리 랙의 전방의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 설치 장소의 지면에 고정된 볼트(B)를 통해 바닥과 결합 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 랙 케이스(120)는, 상기 전방 프레임(122)의 상기 고정부(126)의 상기 고정홈(126h)은, 바닥에 고정된 볼트(B)의 몸통이 수평 방향으로 슬라이드 삽입되도록 구성될 수 있다. 이후, 볼트(B)를 조여서, 상기 고정부(126)가 바닥에 고정되도록 할 수 있다.
도 13은, 도 1의 배터리 랙의 후방의 일부 모습을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 설치 장소의 지면에 고정된 볼트(B)를 통해 바닥과 결합 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 랙 케이스(120)는, 상기 후방 프레임(123)의 상기 고정부(126)의 상기 고정홈(126h)은, 바닥에 고정된 볼트(B)의 몸통이 수평 방향으로 슬라이드 삽입되도록 구성될 수 있다. 이후, 볼트(B)를 조여서, 상기 고정부(126)가 바닥에 고정되도록 할 수 있다.
종래 기술에서는 작업자가 배터리 랙을 바닥에 고정하기 위해 배터리 랙의 뒷편에서 볼팅 작업을 수행할 수 있는 작업 공간을 확보할 수 없을 경우가 발생할 수 있었다.
이에 따라, 본 발명의 발명자는, 설치 바닥에 볼트(B)를 미리 소정 깊이로 고정하여, 볼트(B)가 지면으로부터 상부 방향으로 세워진 형태를 만든 후, 상기 배터리 랙(100)을 후방으로 슬라이드 이동시켜 상기 볼트(B)의 몸통이 상기 고정홈(126h)에 삽입 시킬 수 있다. 이후, 상기 후방 프레임(123)이 바닥에 고정될 수 있도록 작업자가 배터리 랙(100)의 전방에서 긴 막대 형태의 스패너를 사용하여 상기 고정홈(126h)에 삽입된 볼트(B)를 죌 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 예를 들어, 배터리 랙(100)의 후방 측의 설치 바닥에 볼트(B)를 미리 소정 깊이로 고정할 수 있다. 그 후, 상기 배터리 랙(100)을 후방으로 슬라이드 이동시킨 뒤 상기 고정홈(126h)에 삽입되어 있는 볼트(B)를 조일 수 있다. 이에 따라, 배터리 랙(100)의 위치가 고정될 수 있다. 따라서 전방 측의 고정홈(126h)의 위치가 결정될 수 있다. 그 후, 배터리 랙(100)의 전방 측에 구비된 고정홈(126h)에 볼트(B)를 삽입하여 배터리 랙(100)을 설치 바닥에 추가적으로 고정할 수 있다. 여기서는 설치 바닥에 배터리 랙(100)을 고정하는 방법에 대해 설명하였으나, 설치 바닥뿐만 아니라, 다른 배터리 랙(100)의 상부에 배터리 랙(100)을 고정하는 방법에도 상기 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 전방 프레임(122) 및 상기 후방 프레임(123) 각각의 고정부(126)에 고정홈(126h)을 구비함으로써, 상기 배터리 랙(100)을 보관 장소의 바닥에 안정적으로 고정시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 배터리 랙(100)을 운송 장치의 바닥에 안정적으로 고정시킬 수 있어, 이송 중에 외부 충격이 발생하여도 안정적으로 고정 상태를 유지할 수 있다. 또한, 배터리 랙(100)을 설치 장소에 고정하는 것을 용이하게 할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전력 저장 장치(200)는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 랙(100)을 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 배터리 랙(100)은 상하 방향으로 적층된 2개의 랙 케이스들(120A, 120B)을 구비할 수 있다. 상기 전력 저장 장치(200)는, 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.
[부호의 설명]
100: 배터리 랙
110: 배터리 모듈 111: 모듈 하우징
120: 랙 케이스 121: 선반 프레임
122, 123: 전방 프레임, 후방 프레임
124: 기둥부 125: 연결부
126: 고정부 126b, 126h: 본체 파트, 고정홈
126h1, 126h2: 테이퍼부, 수용부
127a, 127h: 구속 바, 수용홈 127b: 탄성 부재
129: 브라켓 129a, 129b: 탑재부, 체결부
128: 가이드부 128h: 슬릿홈
B: 볼트 125h: 볼트홀

Claims (14)

  1. 복수의 배터리 모듈; 및
    상기 복수의 배터리 모듈을 수납하도록 구성되고 다른 하나의 랙 케이스를 상부에 탑재 가능하도록 구성된 랙 케이스
    를 구비하고,
    상기 랙 케이스는,
    상기 랙 케이스의 하단부에 구비된 고정부를 포함하며,
    상기 고정부는, 플레이트 형상의 본체 파트를 포함하고,
    상기 본체 파트는, 상기 본체 파트의 가장자리로부터 내입되어 형성된 고정홈을 구비하고,
    상기 랙 케이스는,
    상기 랙 케이스의 상단부에 구비되어, 상기 다른 하나의 랙 케이스의 하단에 구비되는 상기 고정홈에 삽입되도록 구성된 적어도 하나 이상의 볼트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랙 케이스는,
    상기 복수의 배터리 모듈을 탑재하도록 구성된 복수의 선반 프레임;
    상기 선반 프레임의 전단과 결합된 전방 프레임; 및
    상기 선반 프레임의 후단과 결합된 후방 프레임
    을 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각은,
    상하 방향으로 길게 연장된 복수의 기둥부; 및
    상기 복수의 기둥부 각각의 상부를 연결하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가지고, 일부분이 천공되어 볼트가 삽입되도록 구성된 적어도 하나 이상의 볼트홀을 가진 연결부;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 본체 파트는,
    상기 복수의 기둥부의 하단부를 연결하도록 수평 방향으로 연장되고,
    상기 고정홈은,
    상기 볼트의 몸통이 삽입되도록 상기 본체 파트의 가장자리로부터 내입되어 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 볼트는,
    상기 연결부의 볼트홀에 몸체의 일부분이 삽입되고,
    몸체의 나머지 부분이 상부에 탑재된 상기 다른 하나의 랙 케이스의 상기 고정홈에 삽입되도록 상방으로 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정홈은,
    적어도 일부분에 상기 본체 파트의 가장자리로부터 내입된 방향으로 점진적으로 홈의 크기가 줄어드는 형상을 가진 테이퍼부, 및
    상기 볼트가 수용되도록 천공된 개구를 가진 수용부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 테이퍼부와 상기 수용부 사이를 구획하도록 돌출이 가능하게 구성된 구속 바; 및
    상기 구속 바의 적어도 일부분이 수용되도록 내부 공간을 가진 수용홈이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 수용홈에 구비되고 상기 구속 바가 상기 수용홈으로부터 돌출될 수 있게 상기 구속 바를 가압하도록 구성된 탄성 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 전방 프레임 및 상기 후방 프레임 각각은,
    상기 고정부에 탑재되고 상기 고정홈과 대응되는 형상을 가진 슬릿홈이 형성된 탑재부, 및 상기 탑재부의 단부로부터 상부 방향으로 절곡 연장된 형태를 가지고 상기 기둥부와 볼트 체결되도록 구성된 체결부를 가진 브라켓을 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 고정부의 이동을 가이드 하도록 상기 본체 파트의 가장자리로부터 외부 방향으로 돌출 연장된 가이드부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 본체 파트로부터 상부를 향해 소정 각도 이상 절곡된 형태를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 고정홈과 연통되고 상기 본체 파트로부터 돌출 연장된 가장자리로부터 내입되어 형성된 연장홈이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  13. 제1항 내지 제12항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
  14. 제1항 내지 제12항 중, 어느 한 항에 따른 배터리 랙을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
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