WO2023195796A1 - 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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WO2023195796A1
WO2023195796A1 PCT/KR2023/004661 KR2023004661W WO2023195796A1 WO 2023195796 A1 WO2023195796 A1 WO 2023195796A1 KR 2023004661 W KR2023004661 W KR 2023004661W WO 2023195796 A1 WO2023195796 A1 WO 2023195796A1
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WO
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enclosure
rack
shelf
supporter
fastening hole
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/004661
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English (en)
French (fr)
Inventor
이동식
Original Assignee
엘에스일렉트릭(주)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/251—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for stationary devices, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to energy storage systems.
  • An energy storage system is a system that stores and manages energy so that it can be used efficiently, and is used in power plants, transmission and distribution facilities, homes, factories, and companies.
  • the energy storage system can be divided into battery methods using secondary batteries such as lithium batteries (LiB), redox flow batteries, sodium sulfur batteries (NaS), and super capacitors, flywheels, It is classified into a non-battery type that uses compressed air storage (CAES: Compressed Air Energy Storage).
  • secondary batteries such as lithium batteries (LiB), redox flow batteries, sodium sulfur batteries (NaS), and super capacitors, flywheels, It is classified into a non-battery type that uses compressed air storage (CAES: Compressed Air Energy Storage).
  • a dual battery type energy storage system may include a plurality of battery modules.
  • a plurality of battery modules may be stacked vertically on a rack accommodated inside the enclosure.
  • an example of an energy storage system using a rack is a power storage device including a battery rack disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2020-0100407 A (published on August 26, 2020).
  • the battery rack includes a plurality of battery modules each equipped with one or more secondary batteries to store and release energy, electrically connected to each other, and stacked in the vertical direction with the lower surface inclined with respect to the horizontal plane. It includes a rack case that accommodates the plurality of battery modules and has an escape portion provided on a portion facing a lower side of the plurality of battery modules and configured to be opened by heat or pressure applied from at least one battery module. .
  • the purpose of the present invention is to provide an energy storage system with improved structural safety.
  • An energy storage system includes a plurality of battery modules; And a rack-integrated enclosure that accommodates a plurality of battery modules therein, wherein the rack-integrated enclosure has an outer shape and includes an enclosure part with a space for accommodating a plurality of battery modules inside, and a rack part integrally formed with the enclosure part; , the rack unit includes a plurality of shelf supports arranged vertically across the space and spaced apart from each other in the front and rear directions;
  • the shelf supporter may include a plurality of shelves spaced apart from each other in the vertical direction and a horizontal supporter connecting the plurality of shelf supports.
  • the shelf includes a left shelf disposed on the left side of the shelf supporter and a right shelf disposed on the right side of the shelf supporter, and the left shelf and the right shelf may be spaced apart in the left and right directions.
  • the enclosure unit may include a base, a top plate on an upper side of the base and spaced apart from the base in a vertical direction, and a vertical frame connecting the base and the top play.
  • the lower part of the shelf supporter may be connected to the base, and the shelf supporter may include: The upper part may be connected to a horizontal supporter.
  • the plurality of shelf supports may include a front supporter and a rear supporter spaced apart in the front and rear direction, each of the front supporter and the rear supporter, and a center supporter spaced apart in the front and rear direction.
  • An energy storage system includes a plurality of battery modules; An enclosure with a space formed inside; and a rack accommodated in the space and accommodating a plurality of battery modules, wherein an enclosure bracket protrudes downward from the top plate of the enclosure, a rack bracket protrudes upward from the upper plate of the rack, an enclosure bracket, and a rack bracket. can be connected by a coupler.
  • the top plate of the enclosure and the upper plate of the rack may be spaced apart in the vertical direction.
  • a gap larger than the height of the coupler may be formed between the top plate of the enclosure and the upper plate of the rack.
  • a first fastening hole may be formed in the enclosure bracket, a second fastening hole may be formed in the rack bracket, and an upper fastening hole that matches the first fastening hole and a lower fastening hole that matches the second fastening hole may be formed in the coupler.
  • the upper fastening hole and the lower fastening hole may be spaced apart in the vertical direction.
  • the lower end of the enclosure bracket and the upper end of the rack bracket may be spaced apart in the vertical direction.
  • the enclosure part and the rack part are formed integrally, and are supported not only in the vertical direction but also in the horizontal direction by the shelf supporter and the horizontal supporter of the rack part, so that distortion in the upper, lower, left, and right directions is minimized, and assembly safety is improved. It can be.
  • the enclosure bracket formed on the enclosure and the rack bracket formed on the rack are fixed by a coupler, the enclosure and the rack can be fixed up and down, and the rack can be stably supported in the enclosure.
  • FIG. 1 is a perspective view of an energy storage system according to one embodiment
  • Figure 2 is a perspective view of a rack-integrated enclosure according to one embodiment
  • Figure 3 shows an example of a battery module arranged in a rack-integrated enclosure according to an embodiment
  • FIG. 4 is a perspective view of an energy storage system according to another embodiment
  • FIG. 5 is a front view of an enclosure according to another embodiment
  • Figure 6 is a diagram when a rack according to another embodiment is placed inside an enclosure
  • Figure 7 is a diagram when the coupler shown in Figure 6 is fastened to a rack bracket and an enclosure bracket.
  • FIG. 1 is a perspective view of an energy storage system according to an embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view of a rack-integrated enclosure according to an embodiment
  • FIG. 3 shows an example of a battery module arranged in a rack-integrated enclosure according to an embodiment. It is a degree that has been established.
  • the energy storage system may include a plurality of battery modules 1 and a rack-integrated enclosure 2.
  • a plurality of battery modules (1) may be stacked vertically inside the rack-integrated enclosure (2).
  • Each of the plurality of battery modules 1 may be seated and supported in the rack-integrated enclosure 2 and may be stacked in a row in the vertical direction (Z).
  • the battery modules 1 may be arranged in multiple rows in the left and right direction (Y).
  • a plurality of battery modules (1) can be accommodated inside the rack-integrated enclosure (2).
  • the rack-integrated enclosure 2 may include an enclosure portion 3 and a rack portion 4.
  • the enclosure portion 3 and the rack portion 4 may be formed integrally.
  • the enclosure portion 3 may form the outer shape of the rack-integrated enclosure 2.
  • a space (S1) in which a plurality of battery modules (1) are accommodated may be formed inside the enclosure portion (3).
  • the enclosure portion 3 may be formed to be longer in the left-right direction (Y) than the width in the front-back direction (X).
  • the enclosure portion 3 may include a base 31, a top plate 32, and a vertical frame 33.
  • the top plate 32 may be placed on the upper side of the base 31.
  • the top plate 32 may be arranged to be spaced apart from the base 31 in the vertical direction (Z).
  • the vertical frame 33 can connect the base 31 and the top plate 32.
  • a vertical frame 33 may be provided on the base 31 to support the top plate 32.
  • a plurality of vertical frames 33 may be provided on the upper side of the base 31.
  • Each vertical frame 33 may include a front vertical frame 33A and a rear vertical frame 33B.
  • the rear vertical frame 33B may be spaced apart from the front vertical frame 33A in the front-to-back direction (X).
  • the enclosure portion 3 may further include a side plate 34 connecting the front vertical frame 33A and the rear vertical frame 33B.
  • the front vertical frame 33A, the rear vertical frame 33B, and the side plate 34 may be provided on the left and right sides of the enclosure portion 3, respectively.
  • the front vertical frame 33A may include a left front vertical frame and a right front vertical frame spaced apart in the left and right direction (Y).
  • the rear vertical frame 33B may include a left rear vertical frame and a right rear vertical frame spaced apart in the left and right direction (Y).
  • the side plate 34 may include a left plate and a right rear plate spaced apart in the left and right direction (Y).
  • the rack portion (4) may be formed integrally with the enclosure portion (3).
  • the rack portion 4 may be formed inside the enclosure portion 3.
  • the rack unit 4 may include a plurality of shelf supports 6, a plurality of shelves 7, and a horizontal supporter 8.
  • Each shelf supporter 6 may be arranged across the space S1 in the vertical direction (Z).
  • the lower part of the shelf supporter (6) may be connected to the base (31), and the upper part of the shelf supporter (6) may be connected to the horizontal supporter (8).
  • the plurality of shelf supports 6 may be spaced apart from each other in the front-back direction (X).
  • Each shelf supporter 6 may include a front supporter 61, a center supporter 62, and a rear supporter 63.
  • the front supporter 61 and the rear supporter 63 may be spaced apart in the front-back direction (X).
  • the center supporter 62 may be located between the front supporter 61 and the rear supporter 62.
  • the center supporter 62 may be spaced apart from each of the front supporter 61 and the rear supporter 62 in the front-back direction (X).
  • the front supporter 61, center supporter 62, and rear supporter 63 may form one shelf supporter group.
  • a plurality of shelf supporter groups may be disposed inside the enclosure 3, and the plurality of shelf supporter groups may be spaced apart in the left and right direction (Y).
  • a plurality of battery modules 1 may be accommodated between a plurality of shelf support groups.
  • a plurality of shelves 7 may be arranged on the shelf supporter 6 to be spaced apart from each other in the vertical direction (Z).
  • the shelf 7 may include a left shelf 71 disposed on the left side of the shelf supporter 6 and a right shelf 72 disposed on the right side of the shelf supporter.
  • the left shelf 71 and the right shelf 72 may be spaced apart in the left and right directions.
  • the left shelf 71 and the right shelf 72 may be provided for each group of plural shelf supporters.
  • the battery module 1 may be disposed on the right shelf 72 of one of the plurality of shelf supporter groups and the left shelf 71 of the other group of the plurality of shelf supporter groups.
  • the horizontal supporter (8) can connect a plurality of shelf supports (6).
  • the horizontal supporter 8 may be disposed inside the enclosure 3 in the front-to-back direction (X).
  • the enclosure 3 may further include an upper frame 35.
  • the upper frame 35 may be formed below the top plate 32 of the enclosure 3.
  • the upper frame 35 may include a front upper frame 35A and a rear upper frame 35B.
  • the front upper frame 35A and the rear upper frame 35B may be spaced apart in the front-back direction (X).
  • the horizontal supporter 8 may be connected to the upper frame 35.
  • the front end of the horizontal supporter 8 may be connected to the front upper frame 35A, and the rear end of the horizontal supporter 8 may be connected to the rear upper frame 35B.
  • the horizontal supporter 8 may be disposed between the front upper frame 35A and the rear upper frame 35B.
  • the enclosure 3 may further include an inner frame 36, as shown in FIGS. 1 and 3 .
  • the inner frame 36 may be placed on one side of the vertical frame 33 of the enclosure 3.
  • the lower end of the inner frame 36 may be connected to the base 31.
  • the top of the inner frame 36 may be connected to the upper frame 35.
  • FIG. 4 is a perspective view of an energy storage system according to another embodiment
  • FIG. 5 is a front view of an enclosure according to another embodiment
  • FIG. 6 is a view when a rack according to another embodiment is placed inside the enclosure
  • FIG. 7 is a diagram when the coupler shown in FIG. 6 is fastened to the rack bracket and the enclosure bracket.
  • an energy storage system may include a plurality of battery modules 1, an enclosure 3', a rack 4', and a coupler 9.
  • a space S2 (see FIG. 5) may be formed inside the enclosure 3', and a plurality of racks 4' may be accommodated in the space S2.
  • the enclosure 3' may include a base 31, a top plate 32, and a vertical frame 33.
  • the enclosure 3' may further include an upper frame 35 and an inner frame 36.
  • the base 31, the top plate 32, the vertical frame 33, the upper frame 35, and the inner frame 36 are the same or similar to the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, so they are redundant. Descriptions provided are omitted.
  • An enclosure bracket 37 may protrude downward from the top plate 32 of the enclosure 3'.
  • the enclosure bracket 37 may be fixed to the rack 4'.
  • the enclosure bracket 37 may protrude toward the rack 4'.
  • the enclosure bracket 37 may protrude toward the space S2.
  • the configuration of the enclosure 3' is the same as that of the enclosure 3 shown in FIGS. 1 to 3, except that an enclosure bracket 37 is further formed on the top plate 32. It may be similar.
  • the rack 4' may be manufactured separately from the enclosure 3', then inserted into and accommodated in the space S2 of the enclosure 3', and may be combined with the enclosure 3'.
  • An energy storage system according to another embodiment may include a plurality of racks 4' accommodated inside an enclosure 3'.
  • a plurality of battery modules 1 can be accommodated in the rack 4'.
  • a plurality of battery modules 1 may be stacked vertically inside the rack 4'.
  • Each of the plurality of battery modules 1 may be supported by being seated on a rack 4' and may be stacked in a row in the vertical direction (Z).
  • the battery modules 1 may be arranged in multiple rows in the left and right direction (Y) inside the rack 4'.
  • the rack 4' may include a lower body 41, an upper plate 42, and a pair of side bodies 43 and 44. A space in which a plurality of battery modules 1 are accommodated may be formed inside the rack 4'.
  • the rack 4' may have a hexahedral shape with a space formed therein.
  • the lower body 41 of the rack 4' may be seated on the base 31.
  • the upper plate (42) of the rack (4') is aligned with the top plate (32) of the enclosure (3') in the vertical direction (Z). can be separated from
  • a gap G larger than the height of the coupler 9 may be formed between the top plate 32 of the enclosure 3' and the upper plate 42 of the rack 4'.
  • a rack bracket 47 may protrude upward from the upper plate 42 of the rack 4'.
  • the rack bracket 47 may be connected to the enclosure 3' by a coupler 9.
  • the rack bracket 47 may protrude toward the enclosure 4'.
  • the rack bracket 47 may protrude toward the enclosure bracket 37.
  • the lower end of the enclosure bracket 37 and the upper end of the rack bracket 47 may be spaced apart in the vertical direction Z.
  • the height (length in the vertical direction (Z)) of the coupler 9 is the height (up and down) of the gap G formed between the top plate 32 of the enclosure 3' and the upper plate 42 of the rack 4'. It may be shorter than the direction (Z) length.
  • the coupler (9) can connect the enclosure bracket (37) and the rack bracket (47).
  • the coupler 9 may be formed in a hollow shape.
  • the lower part of the enclosure bracket 37 can be inserted into the coupler 9, and the upper part of the rack bracket 47 can be inserted into the coupler 9.
  • Each of the enclosure bracket 37, rack bracket 47, and coupler 9 may be formed in a polygonal shape, such as a rectangular parallelepiped shape.
  • the coupler 9 and the enclosure bracket 37 may be fixed to each other by fastening members such as screws or bolts.
  • a first fastening hole 38 (FIG. 6) into which a fastening member is inserted may be formed in the enclosure bracket 37.
  • the coupler 9 and the rack bracket 47 may be fixed to each other by fastening members such as screws or bolts.
  • a second fastening hole 48 (see FIG. 6) into which a fastening member is inserted may be formed in the rack bracket 47.
  • the upper fastening hole 92 and the lower fastening hole 94 may be spaced apart in the vertical direction (Z).
  • the coupler 9 may be fastened to the enclosure bracket 37 before being accommodated in the space S2 of the enclosure 3'.
  • the lower fastening hole 94 of the coupler 9 and the first fastening hole 38 of the enclosure bracket 37 may be aligned, and fastening members such as screws or bolts may be connected to the lower fastening hole 94 and the first fastening hole. It can be inserted into (38).
  • the coupler 9 may be temporarily fastened at a height where the lower fastening hole 94 matches the first fastening hole 38.
  • the coupler 9 When the lower fastening hole 94 of the coupler 9 is located at a height consistent with the first fastening hole 38, the coupler 9 can be inserted into the rack 4' without interfering with the insertion of the rack 4'. It can be inserted into and accommodated in the space S2 of the enclosure 3'.
  • the operator can align the rack 4' so that the rack bracket 47 is located below the enclosure bracket 37.
  • the worker can loosen fastening members such as screws or bolts inserted into the lower fastening hole 94 and the first fastening hole 38, and the coupler 9 can be lowered.
  • the upper part of the rack bracket 47 may be inserted into the interior of the coupler 9.
  • the worker aligns the first fastening hole 38 of the enclosure bracket 37 with the upper fastening hole 92 of the coupler 9, and then attaches fastening members such as screws or bolts to the first fastening hole 38 and the upper fastening hole 38.
  • fastening members such as screws or bolts
  • the worker aligns the second fastening hole 48 of the rack bracket 47 and the lower fastening hole 94 of the coupler 9, and inserts fastening members such as screws or bolts into the second fastening hole 48.
  • fastening members such as screws or bolts

Landscapes

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  • Electrochemistry (AREA)
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  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리 모듈; 및 내부에 복수개의 배터리 모듈이 수용되는 랙 일체형 인클로저를 포함하고, 랙 일체형 인클로저는 외형을 형성하고 내부에 복수개의 배터리가 수용되는 공간이 형성된 인클로저부 및 인클로저부에 일체로 형성된 랙부를 포함하고, 랙부는 공간에 상하로 가로 지르게 배치되고 전후 방향으로 서로 이격된 복수개의 선반 서포터; 선반 서포터에 상하 방향으로 서로 이격되게 배치된 복수개의 선반 및 복수개의 선반 서포터를 연결하는 수평 서포터를 포함할 수 있다.

Description

에너지 저장 시스템
본 발명은 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템은 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 저장 및 관리하는　시스템으로서, 발전소, 송배전시설, 가정, 공장, 기업 등에서 활용된다.
에너지 저장 시스템은 에너지를 저장하는 방법에 따라 리튬전지(LiB), 레독스 플로 전지(redox　flow　battery), 나트륨 유황 전지(NaS),　슈퍼 커패시터　등 이차전지를 이용하는 배터리 방식과, 플라이휠(flywheel), 압축 공기 저장(CAES:　Compressed　Air　Energy　Storage) 등을 이용하는 비배터리 방식으로 구분된다.
이중 배터리 방식의 에너지 저장 시스템은, 복수개의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 복수개의 배터리 모듈은 인클로저 내부에 수용된 랙에 상하로 적층될 수 있다.
랙을 이용한 에너지 저장 시스템의 일 예는 대한민국 공개특허공보 10-2020-0100407 A(2020년08월26일 공개)에 개시된 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치가 있다. 위 선행문헌에서, 배터리 랙은 각각 하나 이상의 이차 전지를 구비하여 에너지를 저장 및 방출하고, 상호 전기적으로 연결되며, 하부면이 수평 면에 대하여 기울어진 형태로 상하 방향으로 적층된 다수의 배터리 모듈 및 상기 다수의 배터리 모듈을 수용하며, 상기 다수의 배터리 모듈의 하위 측면에 대면되는 부분에 제공되어 적어 도 하나의 배터리 모듈로부터 가해지는 열 또는 압력에 의해 개방되도록 구성된 탈출부를 구비하는 랙 케이스를 포함한다.
본 발명은 구조 안전성이 향상된 에너지 저장 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리 모듈; 및 내부에 복수개의 배터리 모듈이 수용되는 랙 일체형 인클로저를 포함하고, 랙 일체형 인클로저는 외형을 형성하고 내부에 복수개의 배터리 모듈이 수용되는 공간이 형성된 인클로저부 및 인클로저부에 일체로 형성된 랙부를 포함하고, 랙부는 공간을 상하로 가로 지르게 배치되고 전후 방향으로 서로 이격된 복수개의 선반 서포터; 선반 서포터에 상하 방향으로 서로 이격되게 배치된 복수개의 선반 및 복수개의 선반 서포터를 연결하는 수평 서포터를 포함할 수 있다.
선반은 선반 서포터에 좌측에 배치된 좌측 선반과, 선반 서포터의 우측에 배치된 우측 선반을 포함하고, 좌측 선반과 우측 선반은 좌우 방향으로 이격될 수 있다.
인클로저부는 베이스와, 베이스의 상측에 상기 베이스와 상하 방향으로 이격된 탑 플레이트와, 베이스와 탑 플레이를 연결하는 수직 프레임을 포함할 수 있고, 선반 서포터의 하부는 베이스에 연결될 수 있으며, 선반 서포터의 상부는 수평 서포터에 연결될 수 있다.
복수개의 선반 서포터는 전후 방향으로 이격된 프론트 서포터 및 리어 서포터와, 프론트 서포터 및 리어 서포터 각각과 전후 방향으로 이격된 센터 서포터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리 모듈; 내부에 공간이 형성된 인클로저; 및 공간에 수용되고, 복수개의 배터리 모듈이 수용되는 랙을 포함하고, 인클로저의 탑 플레이트에는 인클로저 브래킷이 하측으로 돌출되고, 랙의 어퍼 플레이트에는 랙 브래킷이 상측으로 돌출되며, 인클로저 브래킷과, 랙 브래킷은 커플러에 의해서 연결될 수 있다.
인클로저의 탑 플레이트와, 랙의 어퍼 플레이트는 상하 방향으로 이격될 수 있다.
인클로저의 탑 플레이트와, 랙의 어퍼 플레이트 사이에는 커플러의 높이 보다 큰 간격이 형성될 수 있다.
인클로저 브래킷에는 제1 체결공이 형성될 수 있고, 랙 브래킷에는 제 2 체결공이 형성될 수 있으며, 커플러에는 제1체결공과 일치되는 어퍼 체결공과, 제2체결공과 일치되는 로어 체결공이 형성될 수 있다.
어퍼 체결공과, 로어 체결공은 상하 방향으로 이격될 수 있다.
랙이 상기 공간에 수용되었을 때, 인클로저 브래킷의 하단과, 랙 브래킷의 상단은 상하 방향으로 이격될 수 있다.
실시 예들에 따르면, 인클로저부와 랙부가 일체로 형성되고, 랙부의 선반 서포터 및 수평 서포터에 의해 상하 방향 뿐만 아니라 수평 방향으로 지지되므로, 상,하,좌,우의 뒤틀림이 최소화되고, 조립 안전성이 향상될 수 있다.
또한, 인클로저에 형성된 인클로저 브래킷과, 랙에 형성된 랙 브래킷이 커플러에 의해 고정되므로, 인클로저와 랙이 상,하 고정될 수 있고, 랙이 인클로저에 안정적으로 지지될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 사시도,
도 2은 일 실시예에 따른 랙 일체형 인클로저의 사시도,
도 3은 일 실시예에 따른 랙 일체형 인클로저에 배터리 모듈이 배치된 일 예가 도시된 도,
도 4는 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 사시도,
도 5는 다른 실시예에 따른 인클로저의 정면도,
도 6는 다른 실시예에 따른 랙을 인클로저 내부에 배치했을 때의 도,
도 7는 도 6에 도시된 커플러를 랙 브라켓과 인클로저 브라켓에 체결했을 때의 도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 사시도이고, 도 2은 일 실시예에 따른 랙 일체형 인클로저의 사시도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 랙 일체형 인클로저에 배터리 모듈이 배치된 일 예가 도시된 도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리 모듈(1) 및 랙 일체형 인클로저(2)를 포함할 수 있다.
복수개의 배터리 모듈(1)은 랙 일체형 인클로저(2) 내부에 상하로 적층될 수 있다. 복수개의 배터리 모듈(1) 각각은 랙 일체형 인클로저(2)에 안착되어 지지될 수 있고, 상하 방향(Z)으로 일렬로 적층될 수 있다. 배터리 모듈(1)은 좌우 방향(Y)으로 복수열 배치될 수 있다.
랙 일체형 인클로저(2)의 내부에는 복수개의 배터리 모듈(1)이 수용될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 랙 일체형 인클로저(2)는 인클로저부(3) 및 랙부(4)를 포함할 수 있다. 인클로저부(3) 및 랙부(4)는 일체로 형성될 수 있다.
인클로저부(3)는 랙 일체형 인클로저(2)의 외형을 형성할 수 있다. 인클로저부(3)의 내부에 복수개의 배터리 모듈(1)이 수용되는 공간(S1)이 형성될 수 있다.
인클로저부(3)는 전후 방향(X)의 폭 보다 좌우 방향(Y)의 길이가 더 길게 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인클로저부(3)는 베이스(31)와, 탑 플레이트(32)와, 수직 프레임(33)을 포함할 수 있다.
탑 플레이트(32)는 베이스(31)의 상측에 배치될 수 있다. 탑 플레이트(32)는 베이스(31)와 상하 방향(Z)으로 이격되게 배치될 수 있다.
수직 프레임(33)은 베이스(31)와 탑 플레이트(32)를 연결할 수 있다. 수직 프레임(33)은 베이스(31) 상에 제공되어 탑 플레이트(32)를 지지할 수 있다. 수직 프레임(33)은 베이스(31)의 상측에 복수개 제공될 수 있다.
각각의 수직 프레임(33)은 프론트 수직 프레임(33A)과 리어 수직 프레임(33B)을 포함할 수 있다. 리어 수직 프레임(33B)은 프론트 수직 프레임(33A)과 전후 방향(X)으로 이격될 수 있다.
인클로저부(3)는 프론트 수직 프레임(33A)과 리어 수직 프레임(33B)을 연결하는 사이드 플레이트(34)를 더 포함할 수 있다.
프론트 수직 프레임(33A)과 리어 수직 프레임(33B) 및 사이드 플레이트(34)는 인클로저부(3)의 좌측 및 우측에 각각 제공될 수 있다.
프론트 수직 프레임(33A)은 좌우 방향(Y)으로 이격된 좌측 프론트 수직 프레임과, 우측 프론트 수직 프레임을 포함할 수 있다.
리어 수직 프레임(33B)은 좌우 방향(Y)으로 이격된 좌측 리어 수직 프레임과, 우측 리어 수직 프레임을 포함할 수 있다.
사이드 플레이트(34)는 좌우 방향(Y)으로 이격된 좌측 플레이트와, 우측 리어 플레이트를 포함할 수 있다.
랙부(4)는 인클로저부(3)와 일체로 형성될 수 있다. 랙부(4)는 인클로저부(3)의 내측에 형성될 수 있다.
랙부(4)는 복수개의 선반 서포터(6)와, 복수개의 선반(7)과, 수평 서포터(8)를 포함할 수 있다.
각각의 선반 서포터(6)는 공간(S1)을 상하 방향(Z)으로 가로 지르게 배치될 수 있다. 선반 서포터(6)의 하부는 베이스(31)에 연결되고, 선반 서포터(6)의 상부는 수평 서포터(8)에 연결될 수 있다.
복수개의 선반 서포터(6)는 전후 방향(X)으로 서로 이격될 수 있다.
각각의 선반 서포터(6)는 프론트 서포터(61), 센터 서포터(62) 및 리어 서포터(63)를 포함할 수 있다.
프론트 서포터(61) 및 리어 서포터(63)는 전후 방향(X)으로 이격될 수 있다.
센터 서포터(62)는 프론트 서포터(61) 및 리어 서포터(62)의 사이에 위치될 수 있다. 센터 서포터(62)는 프론트 서포터(61) 및 리어 서포터(62) 각각과 전후 방향(X)으로 이격될 수 있다.
프론트 서포터(61), 센터 서포터(62) 및 리어 서포터(63)는 하나의 선반 서포터 군을 구성할 수 있다. 인클로저(3)의 내부에는 복수개의 선반 서포터 군이 배치될 수 있으며, 복수개의 선반 서포터 군은 좌우 방향(Y)으로 이격될 수 있다.
복수개의 배터리 모듈(1)은 복수개의 선반 서포터 군 사이에 수용될 수 있다.
복수개의 선반(7)은 선반 서포터(6)에 상하 방향(Z)으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 선반(7)은 선반 서포터(6)에 좌측에 배치된 좌측 선반(71)과, 선반 서포터의 우측에 배치된 우측 선반(72)을 포함할 수 있다.
좌측 선반(71)과 우측 선반(72)은 좌우 방향으로 이격될 수 있다.
좌측 선반(71)과 우측 선반(72)은 복수개의 선반 서포터 군 별로 각각 제공될 수 있다. 복수개의 선반 서포터 군 중 어느 한 군의 우측 선반(72)과, 복수개의 선반 서포터 군 중 다른 한 군의 좌측 선반(71)에는 배터리 모듈(1)이 배치될 수 있다.
수평 서포터(8)는 복수개의 선반 서포터(6)를 연결할 수 있다. 수평 서포터(8)는 인클로저(3)의 내부에 전후 방향(X)으로 배치될 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 인클로저(3)는 어퍼 프레임(35)을 더 포함할 수 있다.
어퍼 프레임(35)은 인클로저(3)의 탑 플레이트(32)의 하부에 형성될 수 있다. 어퍼 프레임(35)은 프론트 어퍼 프레임(35A)과, 리어 어퍼 프레임(35B)를 포함할 수 있다. 프론트 어퍼 프레임(35A)과, 리어 어퍼 프레임(35B)은 전후 방향(X)으로 이격될 수 있다.
수평 서포터(8)는 어퍼 프레임(35)에 연결될 수 있다. 수평 서포터(8)의 선단은 프론트 어퍼 프레임(35A)에 연결될 수 있고, 수평 서포터(8)의 후단은 리어 어퍼 프레임(35B)에 연결될 수 있다. 수평 서포터(8)는 프론트 어퍼 프레임(35A)과 리어 어퍼 프레임(35B) 사이에 배치될 수 있다.
인클로저(3)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이너 프레임(36)을 더 포함할 수 있다.
이너 프레임(36)은 인클로저(3)의 수직 프레임(33)의 일측에 배치될 수 있다.
이너 프레임(36)의 하단은 베이스(31)에 연결될 수 있다. 이너 프레임(36)의 상단은 어퍼 프레임(35)에 연결될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 사시도이고, 도 5는 다른 실시예에 따른 인클로저의 정면도이며, 도 6는 다른 실시예에 따른 랙을 인클로저 내부에 배치했을 때의 도이고, 도 7는 도 6에 도시된 커플러를 랙 브라켓과 인클로저 브라켓에 체결했을 때의 도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 복수개의 배터리 모듈(1)과, 인클로저(3')와, 랙(4') 및 커플러(9)를 포함할 수 있다.
인클로저(3')의 내부에는 공간(S2, 도 5 참조)이 형성될 수 있고, 공간(S2)에는 복수개의 랙(4')이 수용될 수 있다. 인클로저(3')는 베이스(31)와, 탑 플레이트(32)와, 수직 프레임(33)을 포함할 수 있다. 인클로저(3')는 어퍼 프레임(35)과, 이너 프레임(36)을 더 포함할 수 있다.
베이스(31)와, 탑 플레이트(32)와, 수직 프레임(33)과, 어퍼 프레임(35)과, 이너 프레임(36)은 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 동일하거나 유사하므로, 중복된 설명은 생략된다.
인클로저(3')의 탑 플레이트(32)에는 인클로저 브래킷(37)이 하측으로 돌출될 수 있다. 인클로저 브래킷(37)은 랙(4')과 고정될 수 있다. 인클로저 브래킷(37)은 랙(4')을 향해 돌출될 수 있다. 인클로저 브래킷(37)은 공간(S2)을 향해 돌출될 수 있다.
인클로저(3')는 탑 플레이트(32)에 인클로저 브래킷(37)가 더 형성되는 것을 제외하면, 인클로저(3')의 구성은 도 1 내지 도 3에 도시된 인클로저(3)의 구성과 동일하거나 유사할 수 있다.
랙(4')은 인클로저(3')와는 별도로 제조된 후, 인클로저(3')의 공간(S2)으로 삽입되어 수용될 수 있고, 인클로저(3')와 결합될 수 있다. 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 인클로저(3') 내부에 수용된 복수개의 랙(4')을 포함할 수 있다.
랙(4')에는 복수개의 배터리 모듈(1)이 수용될 수 있다. 복수개의 배터리 모듈(1)은 랙(4') 내부에 상하로 적층될 수 있다. 복수개의 배터리 모듈(1) 각각은 랙(4')에 안착되어 지지될 수 있고, 상하 방향(Z)으로 일렬로 적층될 수 있다. 배터리 모듈(1)은 랙(4')의 내부에 좌우 방향(Y)으로 복수열 배치될 수 있다.
랙(4')은 로어 바디(41)와, 어퍼 플레이트(42)와, 한 쌍의 사이드 바디(43)(44)을 포함할 수 있다. 랙(4')의 내부에는 복수개의 배터리 모듈(1)이 수용되는 공간이 형성될 수 있다.
랙(4')은 내부에 공간이 형성된 육면체 형상일 수 있다.
랙(4')을 인클로저(3')의 공간(S2)으로 삽입했을 때, 랙(4')의 로어 바디(41)는 베이스(31)에 안착될 수 있다.
랙(4')을 인클로저(3')의 공간(S2)으로 삽입했을 때, 랙(4')의 어퍼 플레이트(42)는 인클로저(3')의 탑 플레이트(32)와 상하 방향(Z)으로 이격될 수 있다.
인클로저(3')의 탑 플레이트(32)와, 랙(4')의 어퍼 플레이트(42) 사이에는 커플러(9)의 높이 보다 큰 간격(G)이 형성될 수 있다.
랙(4')의 어퍼 플레이트(42)에는 랙 브래킷(47)이 상측으로 돌출될 수 있다.
랙 브래킷(47)은 커플러(9)에 의해서 인클로저(3')와 연결될 수 있다. 랙 브래킷(47)은 인클로저(4')를 향해 돌출될 수 있다. 랙 브래킷(47)은 인클로저 브래킷(37)을 향해 돌출될 수 있다.
랙(4')이 인클로저(3')의 공간(S2)에 수용되었을 때, 인클로저 브래킷(37)의 하단과, 랙 브래킷(47)의 상단은 상하 방향(Z)으로 이격될 수 있다.
커플러(9)의 높이(상하방향(Z) 길이)는 인클로저(3')의 탑 플레이트(32)와, 랙(4')의 어퍼 플레이트(42) 사이에 형성된 간격(G)의 높이(상하방향(Z) 길이) 보다 짧을 수 있다.
커플러(9)는 인클로저 브래킷(37)과 랙 브래킷(47)을 연결할 수 있다. 커플러(9)는 중공 형상으로 형성될 수 있다. 인클로저 브래킷(37)의 하부는 커플러(9) 내부로 삽입될 수 있으며, 랙 브래킷(47)의 상부는 커플러(9) 내부로 삽입될 수 있다.
인클로저 브래킷(37)과, 랙 브래킷(47) 및 커플러(9) 각각은 직육면체 형상 등과 같이 다각형으로 형성될 수 있다.
스크류나 볼트 등의 체결부재에 의해서 커플러(9)와 인클로저 브래킷(37)이 서로 고정될 수 있다. 인클로저 브래킷(37)에는 체결부재가 삽입되는 제1 체결공(38, 도 6)이 형성될 수 있다.
스크류나 볼트 등의 체결부재에 의해서 커플러(9)와 랙 브래킷(47)이 서로 고정될 수 있다. 랙 브래킷(47)에는 체결부재가 삽입되는 제 2 체결공(48, 도 6 참조)이 형성될 수 있다.
커플러(9)에는 제1체결공(38)과 일치되는 어퍼 체결공(92, 도 7 참조)과, 제2체결공(48)과 일치되는 로어 체결공(94, 도 7 참조)이 형성될 수 있다.
어퍼 체결공(92)과, 로어 체결공(94)은 상하 방향(Z)으로 이격될 수 있다.
커플러(9)는 인클로저(3')의 공간(S2)에 수용되기 전, 인클로저 브래킷(37)에 체결될 수 있다. 커플러(9)의 로어 체결공(94)과 인클로저 브래킷(37)의 제1체결공(38)은 일치될 수 있고, 스크류나 볼트 등의 체결부재는 로어 체결공(94) 및 제1체결공(38)에 삽입될 수 있다. 커플러(9)는 로어 체결공(94)이 제1체결공(38)과 일치되는 높이에 임시로 체결될 수 있다.
커플러(9)의 로어 체결공(94)이 제1체결공(38)에 일치되는 높이에 위치할 경우, 커플러(9)가 랙(4')의 삽입을 방해하지 않으면서 랙(4')이 인클로저(3')의 공간(S2)으로 삽입되어 수용될 수 있다.
작업자는 랙 브래킷(47)이 인클로저 브래킷(37)의 하측에 위치되게 랙(4')을 얼라인할 수 있다. 작업자는 로어 체결공(94)과 제1체결공(38)에 삽입되어 있던 스크류나 볼트 등의 체결부재를 풀 수 있으며, 커플러(9)는 하강될 수 있다.
커플러(9)의 하강시, 랙 브래킷(47)의 상부는 커플러(9)의 내부로 삽입될 수 있다.
작업자는 인클로저 브래킷(37)의 제1체결공(38)과 커플러(9)의 어퍼 체결공(92)을 일치시킨 상태에서, 스크류나 볼트 등의 체결부재를 제1체결공(38)과 어퍼 체결공(92)에 삽입함으로써 인클로저 브래킷(37)과 커플러(9)를 서로 고정시킬 수 있다.
그리고, 작업자는 랙 브래킷(47)의 제2체결공(48)과 커플러(9)의 로어 체결공(94)을 일치시킨 상태에서, 스크류나 볼트 등의 체결부재를 제2체결공(48)과 로어 체결공(94)에 삽입함으로써 랙 브래킷(47)과 커플러(9)를 서로 고정시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 복수개의 배터리 모듈; 및
    내부에 복수개의 배터리 모듈이 수용되는 랙 일체형 인클로저를 포함하고,
    상기 랙 일체형 인클로저는
    외형을 형성하고 내부에 상기 복수개의 배터리 모듈이 수용되는 공간이 형성된 인클로저부; 및
    상기 인클로저부에 일체로 형성된 랙부를 포함하고,
    상기 랙부는
    상기 공간을 상하로 가로 지르게 배치되고 전후 방향으로 서로 이격된 복수개의 선반 서포터;
    상기 선반 서포터에 상하 방향으로 서로 이격되게 배치된 복수개의 선반 및
    상기 복수개의 선반 서포터를 연결하는 수평 서포터를 포함하는 에너지 저장 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선반은
    상기 선반 서포터에 좌측에 배치된 좌측 선반과,
    상기 선반 서포터의 우측에 배치된 우측 선반을 포함하고,
    상기 좌측 선반과 우측 선반은 좌우 방향으로 이격된 에너지 저장 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인클로저부는
    베이스와,
    상기 베이스의 상측에 상기 베이스와 상하 방향으로 이격된 탑 플레이트와,
    상기 베이스와 탑 플레이를 연결하는 수직 프레임을 포함하고,
    상기 선반 서포터의 하부는 상기 베이스에 연결되며,
    상기 선반 서포터의 상부는 상기 수평 서포터에 연결된 에너지 저장 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 선반 서포터는 전후 방향으로 이격된 프론트 서포터 및 리어 서포터와,
    상기 프론트 서포터 및 리어 서포터 각각과 전후 방향으로 이격된 센터 서포터를 포함하는 에너지 저장 시스템.
  5. 복수개의 배터리 모듈;
    내부에 공간이 형성된 인클로저; 및
    상기 공간에 수용되고, 상기 복수개의 배터리 모듈이 수용되는 랙을 포함하고,
    상기 인클로저의 탑 플레이트에는 인클로저 브래킷이 하측으로 돌출되고,
    상기 랙의 어퍼 플레이트에는 랙 브래킷이 상측으로 돌출되며,
    상기 인클로저 브래킷과, 랙 브래킷은 커플러에 의해서 연결되는 에너지 저장 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인클로저의 탑 플레이트와, 상기 랙의 어퍼 플레이트는 상하 방향으로 이격되고,
    상기 인클로저의 탑 플레이트와, 상기 랙의 어퍼 플레이트 사이에는 상기 커플러의 높이 보다 큰 간격이 형성된 에너지 저장 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 인클로저 브래킷에는 제1 체결공이 형성되고,
    상기 랙 브래킷에는 제 2 체결공이 형성되며,
    상기 커플러에는 상기 제1체결공과 일치되는 어퍼 체결공과, 상기 제1체결공 또는 상기 제2체결공과 일치되는 로어 체결공이 형성된 에너지 저장 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 어퍼 체결공과, 로어 체결공은 상하 방향으로 이격된 에너지 저장 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 랙이 상기 공간에 수용되었을 때, 상기 인클로저 브래킷의 하단과, 상기 랙 브래킷의 상단은 상하 방향으로 이격된 에너지 저장 시스템.
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