WO2023214745A1 - 배수 구조를 구비한 배터리 랙 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 - Google Patents

배수 구조를 구비한 배터리 랙 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 Download PDF

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WO2023214745A1
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battery
rack
guide unit
rack case
battery module
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PCT/KR2023/005827
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김지훈
김요환
박홍재
양문석
윤성한
이승준
이지원
이현민
이형욱
조태신
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
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    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices

Definitions

  • the present invention relates to a battery rack and an energy storage system including the same, and more specifically, to a battery rack with a drainage structure to prevent fire extinguishing water introduced into a battery module in which a thermal event has occurred from flowing into other surrounding battery modules. It relates to an energy storage system including this.
  • lithium secondary batteries include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, and nickel zinc batteries.
  • lithium secondary batteries are attracting attention for their advantages of free charging and discharging, very low self-discharge rate, and high energy density as they have little memory effect compared to nickel-based secondary batteries.
  • lithium secondary batteries can be classified into can-type secondary batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type secondary batteries in which the electrode assembly is built in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
  • Secondary batteries may be used alone, but in general, a single secondary battery has a voltage of only about 2.5V to 4.5V, so when a higher output voltage is required, multiple secondary batteries are connected in series and/or parallel to each other. Construct the battery module. Additionally, the battery module may be used alone or two or more of them may be electrically connected to each other in series and/or parallel to form a higher level device such as a battery rack or battery pack.
  • a battery rack is configured to store power during off-peak times and use the stored power during peak times. Energy storage systems are attracting attention.
  • an industrial energy storage system includes battery racks consisting of a rack case and a large number of battery modules stored in the rack case along the vertical direction, an air conditioning device for managing the temperature of the battery racks and the battery racks, and fire prevention. It may be configured to include a container that can accommodate a fire extinguishing device, etc.
  • the rack case is in the form of a frame that is open up, down, left, and right, and the battery modules are stacked in multiple stages on the rack case without a proper drainage structure, so the fire extinguishing system as described above After the fire extinguishing water is injected into the battery module, it can easily flow into the inside of other surrounding battery modules when it is flushed out from the outside of the battery module. In this case, other surrounding battery modules may suffer water damage, resulting in damage that renders normal battery modules unusable.
  • the present invention was created to solve the above problems, and includes a battery rack with a drainage structure that can prevent fire extinguishing water introduced into a battery module in which a thermal event occurred from flowing into other surrounding battery modules, and a battery rack including the same. It is intended to provide an energy storage system.
  • the battery rack according to the present invention includes a plurality of battery modules; A rack case provided to accommodate the plurality of battery modules by inserting them at predetermined heights, and having accommodating parts in a closed structure on the top, bottom, left, and right sides except the front and rear; a fire-fighting water supply pipe connected to each of the battery modules stored in the receiving portions to supply fire-fighting water in the event of a fire; and is provided on at least one of the front outer surface and the rear outer surface of the rack case, so that when fire extinguishing water is introduced into the battery module, the fire extinguishing water discharged to the outside of the battery module is positioned at a predetermined distance from the outer surface of the rack case. It may include a drainage guide unit that guides the drainage of the fire extinguishing water so that it falls on.
  • the drain guide unit may be coupled to the outer surface of the rack case at a position lower than the battery module located at the top and higher than the battery module located at the bottom of the two battery modules adjacent to each other vertically.
  • the drain guide unit may be provided to protrude from the outer surface of the rack case so that a plate surface forms a predetermined angle with the outer surface of the rack case.
  • the drain guide unit may be rotatably coupled to the outer surface of the rack case.
  • the drain guide unit may be turned upward to cover the receiving portion located at the top of the drain guide unit.
  • the drain guide unit may be provided so that the receiving portion at the top of the drain guide unit can be opened by turning downward.
  • the drain guide unit includes a drain guide plate provided in the form of a plate hinged to an outer surface of the rack case; And it may include a stopper that limits rotation of the drain guide plate so that the drain guide plate forms a predetermined angle with respect to the outer surface of the rack case.
  • the stopper may be provided in the form of a protrusion protruding from a corner area of the drain guide plate close to the rotation axis so as to contact the outer surface of the rack case at the predetermined angle.
  • the drain guide unit may further include a magnet provided at a corner area opposite the rotation axis of the drain guide plate so that the drain guide plate can be rotated upward and fixed to the outer surface of the rack case in parallel.
  • the drain guide unit includes: a first drain guide unit provided on the front outer surface of the rack case; And it may include a second drain guide unit provided on the rear outer surface of the rack case.
  • the receiving portion is provided so that the left and right widths of the rear open end are narrower than the left and right widths of the front open ends, and the fire water supply pipe passes through the rear outer side of the rack case and is connected to each of the battery modules. It can be easily arranged.
  • the first drain guide unit may be sized to cover the front open end of each of the accommodating parts, and the second drain guide unit may be sized to cover the rear open end of each of the accommodating parts. there is.
  • the battery module is provided with a blowing fan on the front of the module housing and has an air conditioning hole on the rear of the module housing, and is inserted into the accommodation unit so that the air conditioning hole is exposed to the outside through a rear open end of the accommodation unit. It can be.
  • the rear of the module housing may be configured so that the lower portion of the air conditioning hole is shielded by the rear outer surface of the rack case.
  • an energy storage system including one or more of the above-described battery racks may be provided.
  • the fire extinguishing water when fire extinguishing water is injected into a battery module in which a thermal event has occurred among the battery modules constituting a battery rack, even if the fire extinguishing water overflows from the battery module and is discharged to the outside, it may not flow into other surrounding battery modules. there is. Therefore, even if fire extinguishing water is inevitably poured into the battery rack, it is possible to prevent flooding damage to other battery modules except for the battery module in which the thermal event occurred.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an area of a battery rack according to the prior art.
  • Figure 2 is a battery rack according to an embodiment of the present invention, a perspective view schematically showing the battery rack before inserting the battery module.
  • Figure 3 is a battery rack according to an embodiment of the present invention, a perspective view schematically showing the battery rack after inserting a battery module.
  • Figure 4 is a front view of the battery rack of Figure 3.
  • Figure 5 is a rear view of the battery rack of Figure 3.
  • Figure 6 is a side view of the battery rack of Figure 3.
  • Figure 7 is a battery module according to an embodiment of the present invention, a view showing the rear of the battery module provided with an air conditioning hole and a water injection valve.
  • FIG. 8 is a partially exploded view of the battery module of FIG. 7.
  • Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the battery module of Figure 7.
  • Figure 10 is a diagram for explaining an example of fire extinguishing water being introduced and drained into a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 11 is a diagram schematically showing an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a battery rack according to an embodiment of the present invention, and is a perspective view schematically showing the battery rack before inserting a battery module
  • Figure 3 is a battery rack according to an embodiment of the present invention, and is a battery rack after inserting a battery module. It is a perspective view schematically showing
  • FIG. 4 is a front view of the battery rack of FIG. 3
  • FIG. 5 is a rear view of the battery rack of FIG. 3.
  • the battery rack 100 includes a plurality of battery modules 110, a rack case 120, a fire water supply pipe 130, and a drainage guide unit 140. may include.
  • Each battery module 110 includes secondary batteries 111 and a module housing 112 accommodating the secondary batteries 111 and may be configured to store and emit electrical energy.
  • the secondary batteries 111 may be connected to each other in series and/or parallel within the module housing 112, depending on the capacity and output required for the battery module 110.
  • each battery module 110 may be provided with a cooling fan 114 and an air conditioning hole 116 as means for dissipating heat generated during charging and discharging.
  • the cooling fan 114 may be provided on the front part of the module housing 112 and the air conditioning hole 116 may be provided on the rear part of the module housing 112.
  • the cooling fan 114 operates, external air enters the interior of the battery module 110 through the air conditioning hole 116 at the rear of the battery module 110, absorbs heat from the secondary batteries 111, and absorbs heat from the battery module 110.
  • the cooling fan 114 may be provided at the rear of the battery module 110 and the air conditioning hole 116 may be provided at the front of the battery module 110.
  • each battery module 110 is designed to supply fire extinguishing water directly inside the module housing 112 in preparation for situations in which a thermal event such as thermal runaway, ignition, or explosion occurs in the secondary battery 111 during charging and discharging. It can be configured.
  • the fire extinguishing water supply pipe 130 may be connected to the rear of each battery module 110 and may be configured to inject fire extinguishing water into the corresponding battery module 110 when a thermal event occurs. A more detailed explanation of this will be provided later.
  • the rack case 120 may be provided in a substantially rectangular parallelepiped shape so that the plurality of battery modules 110 can be inserted and accommodated therein at predetermined heights.
  • the rack case 120 may be made of a rigid material to sufficiently protect the battery modules 110 from shock or vibration, and may preferably be made of a material with excellent mechanical rigidity, even if it is a metal or non-metal type.
  • the rack case 120 according to the present invention is provided with a plurality of accommodation parts 121 along the vertical direction and is configured to accommodate the battery module 110 in each of the accommodation parts 121.
  • Each receiving portion 121 may have a structure in which the up, down, left and right (+Z, -Z, -X, +X) directions, excluding the front (-Y) and rear (+Y), are blocked.
  • the rack case 120 according to the present invention can be said to have a structure in which the top, bottom, left, and right sides are closed, unlike the conventional rack case (1, see FIG. 1) that is open in the front, rear, top, bottom, and left and right sides.
  • the rack case 1 with the top, bottom, left, and right sides open is injected into the battery module 2 when fire extinguishing water is injected into the specific battery module 2.
  • the rack case 120 prevents flooding damage to other battery modules 110 and guides the drainage of the fire extinguishing water forward or backward when extinguishing a fire using fire extinguishing water.
  • the top, bottom, left, and right sides of the receiving portion 121 may be closed and only the front and back may be open.
  • a drain guide unit 140 may be provided on at least one of the front and rear outer surfaces of the rack case 120 so that it can be dropped.
  • the drain guide unit 140 may be provided to protrude at an angle from the outer surface of the rack case 120 so that the plate surface forms a predetermined angle with the outer surface of the rack case.
  • the drain guide unit 140 is provided in a form that protrudes outward at a predetermined angle based on the outer surface of the rack case 120, which is perpendicular to the ground, and is used to protect the water from the fire extinguishing water falling from above from the receiving portion located below it. It is configured to perform the same role as an eaves that protects and obscures the battery module 110 in (121).
  • This drain guide unit 140 also serves to block venting gas or flame ejected from the battery module 110 when the battery module 110 is ignited from moving to the battery module 110 located above or below the battery module 110. can do.
  • the drain guide unit 140 is lower than the upper battery module 110 and higher than the lower battery module 110 among the two battery modules 110 adjacent to each other vertically. It can be coupled to the outer surface of the rack case 120 at a high position. That is, a plurality of drain guide units 140 are provided along the vertical direction, and may be configured to be coupled to the outer surface of the rack case 120 at each height between the upper battery module 110 and the lower battery module 110. there is. For example, in this embodiment, seven battery modules 110 are stacked in the vertical direction in the battery rack 100. In this case, the drainage guide unit 140 is 6 on the front outer surface 120F of the rack case 120. It can be configured to be coupled to the rear outer surface (120R) of the rack case (120). Then, even if a thermal event occurs in any of the seven battery modules 110 and fire extinguishing water is injected, the other battery modules 110 except for the relevant battery module 110 suffer flooding damage due to the fire extinguishing water. You may not wear it.
  • the drain guide unit 140 when looking at the front part of the rack case 120, the drain guide unit 140 is provided to partially cover the front of the front open end of the receiving part 121 located below it. In this case, if an attempt is made to directly insert the battery module 110 into the receiving part 121 in a horizontal state, it cannot be inserted into the receiving part 121 due to interference with the drain guide unit 140.
  • the eaves length of the drain guide unit 140 may be shortened so that the drain guide unit 140 does not interfere when the battery module 110 is inserted into the receiving portion 121. .
  • the length of the eaves of the drainage guide unit 140 is made long in order to allow the drainage of fire water by the drainage guide unit 140 more effectively.
  • the battery rack 100 has the drain guide unit 140 capable of rotating. It is prepared to do so.
  • the drain guide unit 140 is rotated to place the battery module 110 on the outer surface of the rack case 120. It is designed to be attached.
  • the drain guide unit 140 is provided so that it can be turned upward to cover the receiving portion 121 at the top of the drain guide unit 140. Conversely, when the drain guide unit 140 is turned downward, the receiving portion 121 at the top of the drain guide unit 140 can be opened. At this time, the drainage guide unit 140 turned downward may function as an eaves for the receiving portion 121 located below it, as shown in FIG. 3.
  • the battery module 110 when the battery module 110 is stored in the rack case 120, for example, as shown in FIG. 2, the battery module 110 is placed in the receiving portion 121 at the bottom of the rack case 120. ) is inserted, then the drain guide unit 140 located directly above the lowermost receiving portion 121 is turned downward by a predetermined angle. At this time, the receiving portion 121 located second from the bottom of the rack case 120 is opened. The battery module 110 is inserted into the opened second accommodating part 121. In this pattern, the battery modules 110 are sequentially inserted from the receiving part 121 located at the bottom of the rack case 120 to the receiving part 121 located at the top. Then, the battery modules 110 are stored in the rack case 120, and as shown in FIG. 3, each drain guide unit 140 forms a predetermined angle with the outer surface of the rack case 120 and the rack case 120 It may be provided in a protruding form from the outer surface of the.
  • This drain guide unit 140 may include a drain guide plate 141 and a stopper 142.
  • the drain guide plate 141 may be provided in the form of a plate that is coupled to the outer surface of the rack case 120 with a hinge 143.
  • the drain guide plate 141 is sized to cover the receiving portion 121 above it when rotated upward and attached to the outer surface of the rack case 120. If it is made of a rigid material, such as plastic or metal, Any material is fine.
  • the drain guide plate 141 may be provided with a magnet 144 in a corner area opposite to the corner area where the hinge 143 is coupled, as shown in the enlarged view of FIG. 2. The magnet 144 can be used to rotate the drain guide plate 141 upward and fix it to the outer surface of the rack case 120.
  • the drain guide unit 140 has a stopper 142 integrated with the drain guide plate 141 as shown in FIG. 3, so that when the drain guide plate 141 rotates in the downward direction (-Z direction) , rotation may stop at a certain angle.
  • the drain guide plate 141 forms a predetermined angle ⁇ with respect to the outer surface of the rack case 120, one surface of the stopper 142 is configured to come into contact with the outer surface of the rack case. Therefore, the rotation of the drainage guide plate 141 is restricted.
  • the predetermined angle ⁇ may be determined in the range of, for example, 30 degrees to 60 degrees. Therefore, the drainage guide unit 140 can function as an eaves for the receiving part 121 located below it.
  • the stopper 142 is the drain guide plate ( 141) may be provided in the form of a protrusion protruding from the corner area.
  • the protrusion shape preferably has a cross-sectional shape of approximately a right triangle and may be provided to extend as long as the length corresponding to the left and right widths ( ⁇ X direction) of the drain guide plate 141.
  • this stopper 142 the drain guide plate 141 rotates downward and stops when the inclined surface of the right triangle shape contacts the outer surface of the rack case 120.
  • the drainage guide plate 141 may form an eaves structure that protrudes obliquely at a predetermined angle with respect to the outer surface of the rack case 120.
  • the drainage guide unit 140 includes a first drainage guide unit 140A provided on the front outer surface 120F of the rack case 120 as shown in FIG. 4 and a rack case (as shown in FIG. 5). It includes a second drain guide unit 140B provided on the rear outer surface 120R of 120).
  • the first drain guide unit 140A is provided in a size capable of covering the front open end of each of the accommodating parts 121, and the second drain guide unit 140B is provided to cover each of the accommodating parts 121. It can be provided in a size that can cover the rear open end.
  • the receiving portion 121 It is provided in a size that can cover the front open end, and similarly, when the second drain guide unit 140B is rotated upward (+Z direction) and attached to the rear outer surface of the rack case 120, it is accommodated. It may be provided in a size that can cover the rear open end of the portion 121.
  • the first drain guide unit 140A and the second drain correspondingly The size of the guide unit 140B may also be provided differently.
  • each receiving portion 121 of the rack case 120 is provided so that the left and right widths ( ⁇ In other words, as shown in FIG. 5, the left and right widths of the rear open end of the receiving portion 121 are provided to have a width equal to 'L1'.
  • This is to arrange the fire water supply pipe 130 and the second drainage guide unit 140B on the rear outer surface 120R of the rack case 120 so as not to interfere with each other. In other words, interference with the second drainage guide unit 140B can be avoided by arranging the fire extinguishing water supply pipe 130 in the remaining portion 'L2' in FIG. 5.
  • the fire water supply pipe 130 is configured to supply fire water to each battery module 110 in an emergency.
  • the battery module passes through the rear outer surface of the rack case 120 and is located inside the receiving portion 121. It may be configured to be connected to (110).
  • the fire water supply pipe 130 includes a main pipe 131 disposed along the vertical direction with respect to the rack case 120 and a plurality of connection nozzles 132 crossing from the main pipe 131. ), and each connection nozzle 132 may be provided to pass through the rear outer surface of the rack case 120 and connect to the water injection valve 117 provided on the rear of the battery module 110.
  • each of the connection nozzles 132 may be inserted into the rack case 120 through a hole (not shown) provided on the rear outer surface of the rack case 120.
  • the battery module 110 includes a module housing 112, secondary batteries 111 accommodated inside the module housing 112, an air conditioning hole 116 on the rear of the module housing 112, and A cooling fan 114 may be provided on the front of the water injection valve 117 and the module housing 112.
  • the cooling fan 114 is placed on the front side of the rack case 120, and the air conditioning hole 116 and the water valve 117 are It may be placed on the rear side of the rack case 120.
  • the lower side of the air conditioning hole 116 may be shielded by the rear outer surface of the rack case 120. That is, as indicated by 'K1' in Figures 5 and 6, the rack case 120 has a wall protruding from the bottom surface of each receiving part 121 at the rear open end of each receiving part 121. It can be provided. The wall serves to prevent fire extinguishing water from escaping to the rear of the receiving portion 121.
  • the module housing 112 has an internal space capable of accommodating a cell stack formed by stacking secondary batteries 111 in one direction, and includes a bottom plate, a top plate, left and right side plates 112a, It may be provided in the form of a box with a substantially rectangular parallelepiped shape consisting of a front plate 113 and a rear plate 115.
  • the six plates may be provided to be able to be assembled and disassembled from each other, or some of the six plates may be manufactured integrally and others may be manufactured individually so that they can be partially assembled and disassembled.
  • a pouch-type secondary battery 111 may be employed as the secondary battery 111.
  • a cell stack is made by stacking a plurality of pouch-type secondary batteries 111 in one direction, and the cell stack is stored inside the module housing 112.
  • the cell stack may be placed in the module housing 112 so that the longitudinal direction of the pouch-type secondary battery 111 intersects the side plate 112a of the module housing 112.
  • the cell stack has a front and rear portion, respectively, with left and right side plates ( 112a) may be arranged to face each other with a predetermined gap between them.
  • a space for air flow and a space for arranging the fire extinguishing unit 118 can be secured inside the module housing 112.
  • the fire extinguishing unit 118 may include a pipe-shaped unit body 118a and a plurality of spray nozzles 118b.
  • the unit body 118a may be provided in the form of a pipe with one end connected to the water injection valve 117 and extending long along the longitudinal direction of the module housing 112. Additionally, a plurality of spray nozzles 118b may be provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the unit body 118a and may be provided with discharge ports facing the cell stack.
  • each spray nozzle 118b may include a glass bulb (not shown) that blocks an outlet through which fire extinguishing water is normally discharged, but opens the outlet when thermal damage is applied.
  • the glass bulb may contain a predetermined liquid or gas inside and be broken by volume expansion of the liquid or gas when heated. With this configuration, for example, when the temperature inside the battery module 110 rises above 70 to 100 degrees Celsius or a flame or high-temperature venting gas causes thermal damage to the glass bulb, the material inside the glass bulb The expansion may cause the glass bulb to break and open the outlet of the injection nozzle 118b. Then, the fire extinguishing water inside the unit body 118a may be discharged toward the cell stack through the outlet of the spray nozzle 118b.
  • one end of the water injection valve 117 is connected to the connection nozzle 132 of the fire water supply pipe 130 on the outside of the rear plate 115, and the water injection valve is installed on the inside of the rear plate 115.
  • the other end of (117), that is, an outlet coupled with a glass bulb, may be arranged.
  • the above-described fire extinguishing unit 118 may be omitted inside the module housing 112.
  • fire extinguishing water is supplied into the battery module 110 only to the battery module 110 in which a thermal event occurred among each battery module 110 included in the battery rack 100. You can.
  • a thermal event occurs inside the battery module 110, and after the fire extinguishing water is injected, the fire water is drained to the outside. Let us explain the mechanism.
  • the spray nozzle inside the second battery module 110 The outlet of (118b) is opened. Then, due to the pressure difference, the fire extinguishing water enters the inside of the battery module 110 from the supply pipe through the water valve 117 of the second battery module 110, moves along the unit body 118a, and exits the outlet of each spray nozzle. It is discharged.
  • the module housing 112 of the battery module 110 does not have a completely sealed structure. That is, the module housing 112 may have gaps due to reasons such as the air conditioning hole 116, the cooling fan 114, and assembly tolerances. Therefore, fire extinguishing water introduced into the battery module 110 may leak out of the battery module 110 through the above-mentioned parts. If the fire extinguishing water leaked out of the battery module 110 flows into other normal battery modules 110, serious flooding damage may be caused to the battery modules 110.
  • the battery rack 100 is configured to accommodate each battery module 110 in the receiving parts 121, which are structured in a closed structure on the top, bottom, left, and right sides except the front and rear, so that other normal batteries can be stored in the battery rack 100 according to the present invention.
  • the module 110 is configured to prevent water damage. For example, even if fire extinguishing water leaks from the second battery module 110, the extinguishing water is drained only to the front and rear sides of the rack case 120, as shown in FIG. 10. Therefore, it is very unlikely that other normal battery modules 110 will suffer water damage.
  • the flow of the fire extinguishing water is further guided outward along the drain guide unit 140 to the front and outside of the rack case 120.
  • Fire extinguishing water may fall at a predetermined distance from the side or rear outer surface.
  • the drain guide units 140 are arranged in multiple stages up and down along the height direction of the rack case 120, and the drain guide units 140 located relatively lower are used to prevent fire extinguishing falling from the height of the second battery module 110. Since each battery module 110 is protected from water, the possibility that other normal battery modules 110 below the second battery module 110 will suffer water damage is further reduced.
  • each receiving part 121 there is a wall protruding from the bottom surface of each receiving part 121 at the rear open end of each receiving part 121, so that inside the receiving part 121, As indicated by 'F1' in FIG. 10, fire extinguishing water may be blocked by the wall and move to the front of the receiving portion 121. Therefore, most of the fire water can be drained to the front side of the rack case 120.
  • the battery rack 100 it is possible to prevent fire extinguishing water introduced into the battery module 110 where a thermal event has occurred from flowing into other surrounding battery modules 110.
  • the energy storage system 200 may be configured to include one or more of the battery racks 100 described above.
  • the energy storage system 200 includes a plurality of battery racks 100, a container 210 accommodating the plurality of battery racks 100, and a fire extinguishing water supply pipe for each battery rack 100. It may include a connection pipe 220 connected to (130).
  • the energy storage system 200 includes an air conditioning device for managing the internal temperature of the container 210 and a master battery management system for integrated control of the battery racks 100. It may further include the like.

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 랙은 복수 개의 배터리 모듈; 소정 높이마다 상기 복수 개의 배터리 모듈을 각각 삽입하여 수납할 수 있도록 마련되고, 전방과 후방을 제외한 상하좌우 방면이 막힌 구조로 이루어진 수용부들을 구비한 랙 케이스; 화재시 소화수 공급을 위해 상기 수용부들에 수납된 각 상기 배터리 모듈에 연결되는 소화수 공급배관; 및 상기 랙 케이스의 전방 외측면 및 후방 외측면 중 적어도 한 쪽면에 구비되어, 상기 배터리 모듈에 소화수를 투입시 상기 배터리 모듈의 외부로 토출되는 소화수가 상기 랙 케이스의 외측면으로부터 소정 간격 떨어진 위치에 낙하되도록, 소화수의 배수를 가이드하는 배수 가이드 유닛을 포함할 수 있다.

Description

배수 구조를 구비한 배터리 랙 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
본 발명은 배터리 랙 및 이를 포함한 에너지 저장 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈에 투입된 소화수가 주변의 다른 배터리 모듈들에 유입되는 것을 방지하기 위한 배수 구조가 적용된 배터리 랙 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2022년 05월 02일자로 출원된 한국 특허출원 번호 10-2022-0054389호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 널리 사용되는 이차 전지로는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
이차 전지는 단독으로 사용되기도 하나, 일반적으로 하나의 이차 전지는 전압이 약 2.5V ~ 4.5V에 불과하기 때문에, 더 높은 출력 전압이 요구될 경우 복수 개의 이차 전지들을 서로 직렬 및/또는 병렬 연결하여 배터리 모듈을 구성한다. 그리고, 배터리 모듈은, 단독으로 사용되거나 또는 둘 이상이 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되어, 배터리 랙이나 배터리 팩 등과 같은 보다 상위 수준의 장치를 구성할 수 있다.
한편, 최근 들어, 전력 부족이나 친환경 에너지 등과 같은 이슈가 부각되면서, 다수의 배터리 랙들을 포함하여 오프피크(off-peak) 때의 전력을 저장하였다가 피크(peak) 때에 저장된 전력을 사용할 수 있도록 구성된 에너지 저장 시스템이 주목받고 있다.
일예로써, 산업용 에너지 저장 시스템은, 랙 케이스 및 상기 랙 케이스에 상하 방향을 따라 수납되는 많은 개수의 배터리 모듈들로 이루어진 배터리 랙들과 상기 배터리 랙들 및 배터리 랙들의 온도를 관리하기 위한 공조 장치, 화재 예방을 위한 소화 장치 등을 수용할 수 있는 컨테이너를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 최근에는 에너지 저장 시스템의 화재 안전 대책으로서, 배터리 랙에 탑재된 특정 배터리 모듈의 내부에서 배터리 셀들의 열폭주 현상이 발생할 경우, 다른 배터리 모듈들로 열이 확산되기 전에 소화수를 상기 특정 배터리 모듈 내부로 투입해 화재를 진압할 수 있도록 설계된 소화 시스템이 에너지 저장 시스템에 도입되고 있다.
그런데, 기존의 배터리 랙은, 도 1에 도시된 바와 같이, 랙 케이스가 상하 좌우로 개방된 프레임 형태이고 배터리 모듈은 마땅한 배수 구조 없이 상기 랙 케이스에 다단으로 적층되어 있기 때문에, 상기와 같은 소화 시스템에 의해 소화수가 배터리 모듈의 내부로 투입된 후 해당 배터리 모듈의 외부 세어 나오면 주변의 다른 배터리 모듈의 내부로 쉽게 유입될 수 있다. 이 경우, 주변의 다른 배터리 모듈들이 침수 피해를 입게 되어 정상 배터리 모듈들도 사용할 수 없게 되는 손실이 야기될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈에 투입된 소화수가 주변의 다른 배터리 모듈들에 유입되는 것을 방지할 수 있는 배수 구조를 구비한 배터리 랙 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 배터리 랙은, 복수 개의 배터리 모듈; 소정 높이마다 상기 복수 개의 배터리 모듈을 각각 삽입하여 수납할 수 있도록 마련되고, 전방과 후방을 제외한 상하좌우 방면이 막힌 구조로 이루어진 수용부들을 구비한 랙 케이스; 화재시 소화수 공급을 위해 상기 수용부들에 수납된 각 상기 배터리 모듈에 연결되는 소화수 공급배관; 및 상기 랙 케이스의 전방 외측면 및 후방 외측면 중 적어도 한 쪽면에 구비되어, 상기 배터리 모듈에 소화수를 투입시 상기 배터리 모듈의 외부로 토출되는 소화수가 상기 랙 케이스의 외측면으로부터 소정 간격 떨어진 위치에 낙하되도록, 소화수의 배수를 가이드하는 배수 가이드 유닛을 포함할 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 상하로 인접한 2개씩의 상기 배터리 모듈들 중 상부에 위치한 배터리 모듈보다 낮고 하부에 위치한 배터리 모듈보다 높은 위치에서 상기 랙 케이스의 외측면에 결합되게 마련될 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 판면이 상기 랙 케이스의 외측면과 소정 각도를 이루도록 상기 랙 케이스의 외측면에서 돌출되게 마련될 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 상기 랙 케이스의 외측면에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 윗 방향으로 돌려, 상기 배수 가이드 유닛의 상부에 위치한 상기 수용부를 커버할 수 있게 마련될 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 아랫 방향으로 돌려, 상기 배수 가이드 유닛의 상부에 있는 상기 수용부를 개방시킬 수 있게 마련될 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 상기 랙 케이스의 외측면에 힌지 결합된 판상체 형태로 마련되는 배수 가이드판; 및 상기 배수 가이드판이 상기 랙 케이스의 외측면에 대해 미리 정해진 각도를 이루도록 상기 배수 가이드판의 회전을 제한하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 스토퍼는, 상기 미리 정해진 각도에서 상기 랙 케이스의 외측면과 접촉하도록 회전축에 가까운 상기 배수 가이드판의 모서리 영역에서 돌출된 돌기 형태로 마련될 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 윗 방향으로 돌려서 상기 배수 가이드판이 상기 랙 케이스의 외측면에 나란하게 고정되도록 상기 배수 가이드판의 회전축 반대편 모서리 영역에 구비되는 자석을 더 포함할 수 있다.
상기 배수 가이드 유닛은, 상기 랙 케이스의 전방 외측면에 구비되는 제1 배수 가이드 유닛; 및 상기 랙 케이스의 후방 외측면에 구비되는 제2 배수 가이드 유닛을 포함할 수 있다.
상기 랙 케이스에서, 상기 수용부는 후방 측 개방단의 좌우 폭이 전방 측 개방단의 좌우 폭보다 좁게 마련되고, 상기 소화수 공급배관은 상기 랙 케이스의 후방 외측면을 통과하여 각 상기 배터리 모듈에 접속되게 마련될 수 있다.
상기 제1 배수 가이드 유닛은 각 상기 수용부의 전방 측 개방단을 커버할 수 있는 크기로 마련되고, 상기 제2 배수 가이드 유닛은 각 상기 수용부의 후방 측 개방단을 커버할 수 있는 크기로 마련될 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 모듈 하우징의 전면에 송풍팬을 구비하며 상기 모듈 하우징의 후면에 공조 구멍을 구비하고, 상기 수용부의 후방 측 개방단을 통해 상기 공조 구멍이 외부로 노출되도록 상기 수용부에 삽입 배치될 수 있다.
상기 배터리 모듈을 상기 수용부에 삽입한 때, 상기 모듈 하우징의 후면은 상기 공조 구멍 아래쪽이 상기 랙 케이스의 후방 외측면에 의해 차폐되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 상술한 배터리 랙을 하나 이상 포함하는 에너지 저장 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 랙을 구성하는 배터리 모듈들 중 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈에 소화수를 투입한 때, 해당 배터리 모듈에서 소화수가 넘쳐서 외부로 토출되더라도 주변의 다른 배터리 모듈들에 유입되지 않을 수 있다. 따라서 불가피하게 배터리 랙에 소화수를 투입하더라도 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈을 제외한 다른 배터리 모듈들의 침수 피해를 막을 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 랙의 일 영역을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙으로서, 배터리 모듈 삽입 전 배터리 랙을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙으로서, 배터리 모듈 삽입 후 배터리 랙을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 배터리 랙의 정면도이다.
도 5는 도 3의 배터리 랙의 배면도이다.
도 6은 도 3의 배터리 랙의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈로서, 공조 구멍과 주수밸브가 구비되어 있는 배터리 모듈의 후방을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 배터리 모듈의 부분 분해도이다.
도 9는 도 7의 배터리 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙에 소화수가 투입되고 배수되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
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 아니 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 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙으로서, 배터리 모듈 삽입 전 배터리 랙을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙으로서, 배터리 모듈 삽입 후 배터리 랙을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 배터리 랙의 정면도이며, 도 5는 도 3의 배터리 랙의 배면도이다.
이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100)은, 복수 개의 배터리 모듈(110), 랙 케이스(120), 및 소화수 공급배관(130) 및 배수 가이드 유닛(140)을 포함할 수 있다.
각각의 배터리 모듈(110)은, 이차전지(111)들과 상기 이차전지(111)들을 수용하는 모듈 하우징(112)을 포함하고 전기 에너지를 저장 및 방출하도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 이차전지(111)들은, 배터리 모듈(110)에 요구되는 용량 및 출력에 따라, 모듈 하우징(112) 내부에서 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 각각의 배터리 모듈(110)은 충방전시 발생하는 열을 방열시키기 위한 수단으로서 쿨링 팬(114)과 공조 구멍(116)을 구비할 수 있다. 예컨대, 상기 쿨링 팬(114)은 모듈 하우징(112)의 전면부에 마련되고 상기 공조 구멍(116)은 모듈 하우징(112)의 후면부에 마련될 수 있다. 상기 쿨링 팬(114)이 작동되면, 외부 공기가 배터리 모듈(110) 후면부의 공조 구멍(116)을 통해 배터리 모듈(110)의 내부로 들어와 이차전지(111)들의 열을 흡수하고 배터리 모듈(110) 전면부의 쿨링 팬(114)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 본 실시예와 반대로 쿨링 팬(114)이 배터리 모듈(110) 후면에 마련되고 공조 구멍(116)이 배터리 모듈(110)의 전면에 마련될 수도 있다.
또한, 각각의 배터리 모듈(110)은 충방전시 이차전지(111)에 열폭주, 발화, 폭발 등과 같은 열적 이벤트가 발생하는 상황을 대비하여 모듈 하우징(112) 내부에 직접 소화수를 공급할 수 있도록 구성될 수 있다. 예컨대 소화수 공급배관(130)이 각각의 배터리 모듈(110)의 후면에 연결되고 열적 이벤트가 발생한 때, 해당 배터리 모듈(110)에 소화수가 투입되도록 구성될 수 있다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.
랙 케이스(120)는, 도 3과 같이, 소정 높이마다 상기 복수 개의 배터리 모듈(110)을 각각 내부에 삽입하여 수납할 수 있도록 대략 직육면체 형태로 마련될 수 있다. 또한, 상기 랙 케이스(120)는 충격이나 진동으로부터 배터리 모듈(110)들을 충분히 보호할 수 있도록 강성 재질로서 바람직하게는 금속 계열이나 비금속 계열이라도 기계적 강성이 우수한 재질로 마련될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 랙 케이스(120)는 상하 방향을 따라 복수 개의 수용부(121)를 구비하고 상기 수용부(121)들에 배터리 모듈(110)이 각각 수납될 수 있도록 구성된다. 각각의 수용부(121)는 전방(-Y)과 후방(+Y)을 제외한 상하좌우(+Z,-Z,-X,+X) 방면이 막힌 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 랙 케이스(120)는, 종래의 랙 케이스(1, 도 1 참조)가 전,후,상하좌우로 개방된 구조로 마련된 것과 다르게, 상하좌우가 막힌 구조라 할 수 있다.
본 출원명세서의 배경기술에서 전술한 바 있듯이, 도 1과 같이, 상하좌우가 개방된 형태의 랙 케이스(1)는 특정 배터리 모듈(2)의 내부에 소화수를 주입했을 때, 배터리 모듈(2)에서 소화수가 밖으로 새어 나오면 해당 배터리 모듈(2) 아래에 배치되어 있는 배터리 모듈(2)이 침수 피해를 입게 된다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 발명에 따른 랙 케이스(120)는 소화수를 이용한 화재 진압시, 다른 배터리 모듈(110)들의 침수 피해를 방지하고 소화수의 배수를 전방 또는 후방으로 가이드하기 위해 각각의 수용부(121)의 상하좌우 방면이 막혀 있고 전방과 후방만 개방된 형태로 구성될 수 있다.
그리고 배터리 모듈(110)의 외부로 토출된 소화수가 랙 케이스(120)의 전방 또는 후방으로 이동하여 랙 케이스(120) 밖으로 낙하할 때, 상기 랙 케이스(120)의 외측면으로부터 소정 간격 떨어진 위치에 낙하될 수 있도록, 상기 랙 케이스(120)의 전방 외측면 및 후방 외측면 중 적어도 한 쪽면에 배수 가이드 유닛(140)이 구비될 수 있다.
이러한 배수 가이드 유닛(140)은, 도 3과 같이, 판면이 상기 랙 케이스의 외측면과 소정 각도를 이루도록 랙 케이스(120)의 외측면에서 소정 각도 경사지게 돌출되게 마련될 수 있다. 이를테면, 배수 가이드 유닛(140)은, 지면에 대해 수직인 랙 케이스(120)의 외측면을 기준으로 바깥쪽으로 소정 각도 비스듬히 돌출된 형태로 제공되어 그 위에서 낙하하는 소화수로부터 그 아래에 위치한 수용부(121) 속의 배터리 모듈(110)을 보호하고 가려주는 처마와 같은 역할을 수행하도록 구성된다. 이러한 배수 가이드 유닛(140)은 배터리 모듈(110)의 발화시 상기 배터리 모듈(110)에서 분출되는 벤팅 가스 내지 화염이 그 상부 또는 하부에 위치한 배터리 모듈(110)로 옮겨가는 것을 차단하는 역할도 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 배수 가이드 유닛(140)은 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상하로 인접한 2개씩의 배터리 모듈(110)들 중 상부 배터리 모듈(110)보다 낮고 하부 배터리 모듈(110)보다 높은 위치에서 랙 케이스(120)의 외측면에 결합될 수 있다. 즉, 배수 가이드 유닛(140)은 상하 방향을 따라 복수 개가 구비되며, 상기 상부 배터리 모듈(110)과 상기 하부 배터리 모듈(110) 사이 높이마다 랙 케이스(120)의 외측면에 결합되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 본 실시예는 배터리 랙(100)에는 7개의 배터리 모듈(110)들이 상하 방향으로 적층되어 있는데, 이 경우 배수 가이드 유닛(140)은 랙 케이스(120)의 전방 외측면(120F)에 6개가 결합되고, 랙 케이스(120)의 후방 외측면(120R)에 6개가 결합되도록 구성될 수 있다. 그러면 상기 7개의 배터리 모듈(110)들 중 어떤 배터리 모듈(110)에 열적 이벤트가 발생해 소화수를 투입하더라도 해당 배터리 모듈(110)을 제외한 다른 배터리 모듈(110)들은 상기 소화수로 인한 침수 피해를 입지 않을 수 있다.
도 3을 참조하면, 랙 케이스(120)의 전면부를 보면 배수 가이드 유닛(140)이 그 아래에 위치한 수용부(121)의 전방 측 개방단의 앞쪽을 부분적으로 가리도록 마련되어 있다. 이 경우, 배터리 모듈(110)을 수평 상태로 수용부(121)에 바로 삽입하려고 하면 배수 가이드 유닛(140)에 간섭되어서 상기 수용부(121)에 삽입할 수 없다. 물론, 본 실시예와 달리, 배터리 모듈(110)을 수용부(121)에 삽입할 때 배수 가이드 유닛(140)이 간섭되지 않을 정도로 상기 배수 가이드 유닛(140)의 처마 길이를 짧게 구성할 수도 있다. 그러나 본 실시예는 배수 가이드 유닛(140)에 의한 소화수의 배수가 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 하기 위해 상기 배수 가이드 유닛(140)의 처마 길이를 길게 구성되어 있다.
이 경우, 배터리 모듈(110)을 수용부(121)에 삽입하기 어려워지는 문제점이 있음으로 이를 해결하기 위한 방편으로 본 실시예에 따른 배터리 랙(100)은 상기 배수 가이드 유닛(140)이 회전 가능하게 마련되어 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(110)을 랙 케이스(120)의 수용부(121)에 삽입하기 전에는 배수 가이드 유닛(140)을 회전시켜 상기 랙 케이스(120)의 외측면에 부착할 수 있게 구성되어 있다.
상기 배수 가이드 유닛(140)은 윗 방향으로 돌려 해당 배수 가이드 유닛(140)의 상부에 있는 수용부(121)를 커버할 수 있게 마련된다. 반대로, 상기 배수 가이드 유닛(140)을 아랫 방향으로 돌리면 해당 배수 가이드 유닛(140)의 상부에 있는 수용부(121)를 개방시킬 수 있게 마련될 수 있다. 이때, 아랫 방향으로 돌려진 상기 배수 가이드 유닛(140)은, 도 3과 같이, 그것의 하부에 위치한 수용부(121)에 대해서 처마로 기능할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하면, 배터리 모듈(110)을 랙 케이스(120) 속에 수납할 때, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이, 랙 케이스(120)의 최하단의 수용부(121)에 배터리 모듈(110)을 삽입한 다음, 상기 최하단의 수용부(121) 바로 위에 있는 배수 가이드 유닛(140)을 아랫 방향으로 소정 각도만큼 돌린다. 이때 상기 랙 케이스(120)의 아래에서 두번째에 위치한 수용부(121)가 개방된다. 이렇게 개방된 상기 두번째 수용부(121)에 배터리 모듈(110)을 삽입한다. 이 같은 패턴으로 상기 랙 케이스(120)의 최하단에 위치한 수용부(121)부터 최상단에 위치한 수용부(121)까지 배터리 모듈(110)들을 순서대로 삽입한다. 그러면, 랙 케이스(120)에 배터리 모듈(110)들이 수납되고, 도 3과 같이, 각 배수 가이드 유닛(140)이 상기 랙 케이스(120)의 외측면과 소정 각도를 이루고 상기 랙 케이스(120)의 외측면에서 돌출된 형태로 마련될 수 있다.
이러한 배수 가이드 유닛(140)은 배수 가이드판(141)과 스토퍼(142)를 포함할 수 있다.
상기 배수 가이드판(141)은 랙 케이스(120)의 외측면에 힌지(143) 결합되는 판상체 형태로 마련될 수 있다. 상기 배수 가이드판(141)은 위로 회전시켜 랙 케이스(120)의 외측면에 부착했을 때 그 위의 수용부(121)가 커버될 수 있는 사이즈로 마련되고, 강성을 갖는 재질이라면 플라스틱이나 메탈 등 어떠한 재질이라도 무방하다. 그리고 상기 배수 가이드판(141)은 힌지(143) 결합된 모서리 영역에 반대되는 모서리 영역에, 도 2의 확대도에 표시한 바와 같이 자석(144)을 구비할 수 있다. 상기 자석(144)은 배수 가이드판(141)을 위로 회전시켜 랙 케이스(120)의 외측면에 고정하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
또한, 상기 배수 가이드 유닛(140)은, 도 3과 같이 배수 가이드판(141)에 스토퍼(142)가 일체화되어 있어, 상기 배수 가이드판(141)이 아랫 방향(-Z방향)으로 회전할 때, 소정 각도에서 회전이 멈출수 있다.
즉, 상기 배수 가이드판(141)이 상기 랙 케이스(120)의 외측면에 대해 미리 정해진 각도(θ)를 이루게 될 때, 스토퍼(142)의 일면이 상기 랙 케이스의 외측면과 대면 접촉하도록 구성되어 있어 배수 가이드판(141)의 회전이 제한된다. 여기서 상기 미리 정해진 각도(θ)는 예컨대, 30도~60도 범위에서 결정될 수 있다. 그러므로 상기 배수 가이드 유닛(140)이 그것의 하부에 위치한 수용부(121)에 대해 처마로 기능할 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 스토퍼(142)는 도 3의 확대 표시 부분에 도시한 바와 같이 상기 미리 정해진 각도(θ)에서 상기 랙 케이스(120)의 외측면과 접촉하도록 회전축에 가까운 상기 배수 가이드판(141)의 모서리 영역에서 돌출된 돌기 형태로 마련될 수 있다.
상기 돌기 형태는 바람직하게는 단면이 대략 직각 삼각형 형상이고 배수 가이드판(141)의 좌우(±X방향) 폭에 대응하는 길이만큼 길게 연장되게 마련될 수 있다. 이러한 스토퍼(142)에 의하면, 배수 가이드판(141)은 아랫 방향으로 돌아가다가 직각 삼각형 형상의 빗면이 랙 케이스(120)의 외측면에 맞닿을 때 멈추게 된다. 이에 따라 배수 가이드판(141)은 랙 케이스(120)의 외측면에 대해 미리 정해진 각도로 경사지게 돌출된 처마 구조를 이루게 될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 배수 가이드 유닛(140)은, 도 4와 같이 랙 케이스(120)의 전방 외측면(120F)에 구비되는 제1 배수 가이드 유닛(140A)과 도 5와 같이 랙 케이스(120)의 후방 외측면(120R)에 구비되는 제2 배수 가이드 유닛(140B)을 포함한다.
상기 제1 배수 가이드 유닛(140A)은 각 상기 수용부(121)의 전방 측 개방단을 커버할 수 있는 크기로 마련되고, 상기 제2 배수 가이드 유닛(140B)은 각 상기 수용부(121)의 후방 측 개방단을 커버할 수 있는 크기로 마련될 수 있다. 이를테면, 전술한 바 있듯이, 제1 배수 가이드 유닛(140A)은, 도 2처럼 윗 방향(+Z방향)으로 회전시켜 랙 케이스(120)의 전방 외측면에 부착했을 때, 수용부(121)의 전방 측 개방단이 커버될 수 있는 크기로 마련되고, 마찬가지로 제2 배수 가이드 유닛(140B)은, 윗 방향(+Z 방향)으로 회전시켜 랙 케이스(120)의 후방 외측면에 부착했을 때, 수용부(121)의 후방 측 개방단이 커버될 수 있는 크기로 마련될 수 있다.
즉, 도 4와 도 5에 도시된 것처럼 수용부(121)의 전방 측 개방단의 크기와 후방 측 개방단의 크기가 상이할 경우, 이에 대응하게 제1 배수 가이드 유닛(140A)과 제2 배수 가이드 유닛(140B)의 크기도 상이하게 마련될 수 있다.
특히, 본 실시예에서 랙 케이스(120)의 각 수용부(121)는 후방 측 개방단의 좌우 폭(±X 방향)이 전방 측 개방단의 좌우 폭보다 좁게 마련된다. 다시 말하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 수용부(121)의 후방 측 개방단의 좌우 폭은 'L1' 만큼의 폭을 갖도록 마련된다. 이는 랙 케이스(120)의 후방 외측면(120R)에 소화수 공급배관(130)과 상기 제2 배수 가이드 유닛(140B)이 서로 간섭되지 않게 배치하기 위함이다. 즉, 도 5에서 'L2' 만큼 남는 부분에 소화수 공급배관(130)을 배치해 제2 배수 가이드 유닛(140B)과의 간섭을 피할 수 있다.
상기 소화수 공급배관(130)은 각 배터리 모듈(110)에 비상시 소화수를 공급하기 위한 구성으로서, 상기 랙 케이스(120)의 후방 외측면을 통과하여 상기 수용부(121) 내부에 위치한 배터리 모듈(110)에 접속되게 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 소화수 공급배관(130)은 도 6과 같이, 랙 케이스(120)에 대해 상하 방향을 따라 배치되는 주배관(131)과 상기 주배관(131)에서 교차하게 분기되는 다수의 접속 노즐(132)들을 포함하고, 각각의 접속 노즐(132)이 랙 케이스(120)의 후면 외측면을 통과해 배터리 모듈(110)의 후면에 구비되는 주수 밸브(117)에 접속하도록 마련될 수 있다. 참고로, 상기 각각의 접속 노즐(132)은 랙 케이스(120)의 후면 외측면에 마련되는 통공(미도시)을 통해 상기 랙 케이스(120)의 안쪽으로 삽입될 수 있다.
이어서 도 7 내지 도 9를 참조하여, 이차전지(111)들의 열 폭주 내지 발화시 배터리 모듈(110) 내부로 소화수를 투입하기 위한 배터리 모듈(110)의 구성에 대해 살펴보기로 한다.
전술한 바 있듯이, 배터리 모듈(110)은 모듈 하우징(112), 상기 모듈 하우징(112)의 내부에 수용되는 이차전지(111)들, 상기 모듈 하우징(112)의 후면에 공조 구멍(116)과 주수 밸브(117) 및 상기 모듈 하우징(112)의 전면에 쿨링 팬(114)을 구비할 수 있다.
따라서 배터리 모듈(110)을 랙 케이스(120)의 수용부(121)에 삽입하면 쿨링 팬(114)은 랙 케이스(120)의 전방 측에 배치되고 공조 구멍(116)과 주수 밸브(117)는 랙 케이스(120)의 후방 측에 배치될 수 있다. 이러한 배터리 모듈(110)은 랙 케이스(120)의 수용부(121)에 삽입 배치된 때, 공조 구멍(116)의 아래쪽이 랙 케이스(120)의 후방 외측면에 의해 차폐될 수 있다. 즉, 도 5와 도 6에 'K1'으로 표시한 바와 같이, 랙 케이스(120)는 각 수용부(121)의 후방 측 개방단에 상기 각 수용부(121)의 바닥면에서 돌출된 벽체를 구비할 수 있다. 상기 벽체는 소화수가 수용부(121)의 후방 측으로 빠져 나가는 것을 막는 역할을 한다.
상기 모듈 하우징(112)은 내부에 이차전지(111)들을 일 방향으로 적층하여 형성한 셀 적층체를 수용할 수 있는 내부 공간을 갖고, 바틈 플레이트, 탑 플레이트, 좌측 및 우측 사이드 플레이트(112a), 프런트 플레이트(113) 및 리어 플레이트(115)로 구성된 대략 직육면체 형상의 박스 형태로 마련될 수 있다. 여기서 상기 6개의 플레이트들은 서로 조립 및 분해 가능하게 마련되거나 상기 6개의 플레이트들 중 일부는 일체형으로 제작하고 나머지는 개별 제작하여 부분적으로 조립 및 분해 가능하게 마련될 수도 있다.
상기 이차전지(111)로는 파우치형 이차전지(111)가 채용될 수 있다. 다수의 파우치형 이차전지(111)를 일 방향으로 적층하여 셀 적층체를 만들고, 상기 셀 적층체를 모듈 하우징(112)의 내부에 수납한다.
상기 셀 적층체는 상기 파우치형 이차전지(111)의 길이 방향이 모듈 하우징(112)의 사이드 플레이트(112a)와 교차하도록 상기 모듈 하우징(112) 속에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 도 9와 같이, 이차전지(111)들의 적층 방향과 교차하는 방향을 각각 셀 적층체의 전면 방향과 후면 방향이라고 하면, 셀 적층체는 전면부와 후면부가 각각 좌측 및 우측 사이드 플레이트(112a)와 소정 간격을 사이에 두고 마주보게 배치될 수 있다. 이 같이, 셀 적층체를 모듈 하우징(112) 내부에 배치함으로써, 모듈 하우징(112) 내부에 공기 유동 공간과 소화 유닛(118)을 배치할 수 있는 공간이 확보될 수 있다.
상기 소화 유닛(118)은, 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 파이프 형태의 유닛 본체(118a)와 다수의 분사 노즐(118b)을 포함할 수 있다.
상기 유닛 본체(118a)는 일단이 주수 밸브(117)에 연결되고 모듈 하우징(112)의 길이 방향을 따라 길게 연장된 파이프 형태로 마련될 수 있다. 그리고 다수의 분사 노즐(118b)은 상기 유닛 본체(118a)의 길이 방향을 따라 소정 간격마다 구비되고 배출구가 상기 셀 적층체를 향하도록 마련될 수 있다.
자세히 도시하지 않았으나, 각각의 분사 노즐(118b)은 평상시 소화수가 토출될 배출구를 막고 있다가 열적 데미지가 가해지면 상기 배출구를 개방하도록 마련된 유리 벌브(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 유리 벌브는, 내부에 소정의 액체나 기체를 수용하고 있다가 열을 받으면 액체나 기체의 부피 팽창에 의해 깨지도록 구성될 수 있다. 이 같은 구성으로, 예컨대 배터리 모듈(110) 내부의 온도가 섭씨 70도 내지 100도 이상으로 상승하거나 화염이나 고온의 벤팅 가스가 유리 벌브에 열적 데미지를 가하게 되는 상황이 되면 상기 유리 벌브 내부의 물질이 팽창하여 유리 벌브가 파손되어 분사 노즐(118b)의 배출구가 개방될 수 있다. 그러면 유닛 본체(118a) 내부의 소화수가 상기 분사 노즐(118b)의 배출구를 통해 셀 적층체를 향해 토출될 수 있다.
본 실시예와 달리, 리어 플레이트(115)의 바깥쪽에서 주수 밸브(117)의 일단과 소화수 공급배관(130)의 접속 노즐(132)이 연결되도록 하고, 리어 플레이트(115)의 안쪽에 주수 밸브(117)의 타단, 즉 유리 벌브가 결합된 배출구가 배치되도록 할 수도 있다. 이 경우, 전술한 소화 유닛(118)은 모듈 하우징(112) 내부에서 생략될 수 있다.
상기와 같은 소화수 주수 방식에 의하면, 배터리 랙(100)에 포함된 각각의 배터리 모듈(110)들 중 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈(110)에 한해서 그 배터리 모듈(110) 내부에 소화수가 공급될 수 있다.
이하에서는 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(100) 구성에 의할 때, 배터리 모듈(110) 내부에 열적 이벤트가 발생하여 소화수가 주수된 후 소화수가 외부로 배수되는 메커니즘을 설명하기로 한다.
예컨대, 도 10에 도시된 배터리 랙(100)에 포함된 배터리 모듈(110)들 중 위에서 2번째 배터리 모듈(110)에 열적 이벤트가 발생하면, 상기 2번째 배터리 모듈(110) 내부에 있는 분사 노즐(118b)의 배출구가 개방된다. 그러면 압력차에 의해 소화수가 공급배관에서 상기 2번째 배터리 모듈(110)의 주수 밸브(117)를 통해 배터리 모듈(110)의 내부로 들어가고 유닛 본체(118a)를 따라 이동하며 각 분사 노즐의 배출구에서 토출된다.
이처럼 다수의 배터리 모듈(110)들 중 열적 이벤트가 발생한 2번째 배터리 모듈(110)의 내부에 직접 소화수를 투입시킴으로써 보다 신속하고 효과적으로 상기 2번째 배터리 모듈(110)의 화재 상황이나 열 폭주 상황을 초기에 진압할 수 있다. 그 결과, 다른 배터리 모듈(110)들로의 열 폭주 내지 화염의 전파를 차단할 수 있고, 더 나아가 배터리 랙(100)을 포함한 에너지 저장 시스템(200) 전체의 소손을 막을 수 있다.
한편, 배터리 모듈(110)의 모듈 하우징(112)은 완전히 밀폐된 구조로 이루어져 있지않다. 즉, 모듈 하우징(112)은 공조 구멍(116)이나 쿨링 팬(114), 조립 공차 등과 같은 이유로 틈새가 있을 수 있다. 따라서 배터리 모듈(110) 내부로 투입된 소화수는 상기와 같은 부분들을 통해 배터리 모듈(110)의 외부로 새어나올 수 있다. 이렇게 배터리 모듈(110) 밖으로 유출된 소화수가 다른 정상적인 배터리 모듈(110)들로 흘러들어가면 해당 배터리 모듈(110)들에 심각한 침수 피해를 입힐 수 있다.
이에 본 발명에 따른 배터리 랙(100)은 상술한 바와 같이, 전방과 후방을 제외한 상하좌우 방면이 막힌 구조로 이루어진 수용부(121)들에 각 배터리 모듈(110)이 수납되게 구성되어 다른 정상 배터리 모듈(110)에 침수 피해가 없도록 구성되어 있다. 예컨대 상기 2번째 배터리 모듈(110)에서 소화수가 새어나오더라도 도 10과 같이, 랙 케이스(120)의 전방 측과 후방 측으로만 소화수의 배수가 이루어진다. 따라서 다른 정상 배터리 모듈(110)들이 침수 피해를 입게될 가능성은 매우 낮다.
더욱이, 소화수가 상기 2번째 배터리 모듈(110)이 있는 수용부(121) 밖으로 배수될 때, 배수 가이드 유닛(140)을 따라 소화수의 흐름이 바깥쪽으로 더 가이드되어 랙 케이스(120)의 전방 외측면 또는 후방 외측면으로부터 소정 간격 떨어진 위치에서 소화수가 낙하될 수 있다. 또한, 랙 케이스(120)의 높이 방향을 따라 배수 가이드 유닛(140)들이 상하로 다단으로 배치되어 있고, 상대적으로 아랫쪽에 있는 배수 가이드 유닛(140)들이 2번째 배터리 모듈(110) 높이에서 떨어지는 소화수로부터 각 배터리 모듈(110)들을 보호하고 있어 상기 2번째 배터리 모듈(110) 아래에 있는 다른 정상 배터리 모듈(110)들이 침수 피해를 입게될 가능성은 더욱 낮아지게 된다.
또한, 본 실시예의 랙 케이스(120)의 경우, 각 수용부(121)의 후방 측 개방단에 상기 각 수용부(121)의 바닥면에서 돌출된 벽체가 있어, 수용부(121) 내부에서, 도 10의 'F1' 표시와 같이, 소화수가 상기 벽체에 막혀 수용부(121)의 전방 측으로 이동할 수 있다. 따라서 대부분의 소화수는 랙 케이스(120)의 전방 측으로 배수될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 배터리 랙(100)에 의하면, 열적 이벤트가 발생한 배터리 모듈(110)에 투입된 소화수가 주변의 다른 배터리 모듈(110)들에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(200)은, 상술한 배터리 랙(100)을 하나 이상 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 도 11과 같이, 에너지 저장 시스템(200)은 복수 개의 배터리 랙(100)과, 상기 복수 개의 배터리 랙(100)을 수용하는 컨테이너(210) 및 각 배터리 랙(100)의 소화수 공급배관(130)과 연결된 연결배관(220)을 포함할 수 있다.
도면의 편의상 미도시 하였으나, 상기 에너지 저장 시스템(200)은 컨테이너(210)의 내부 온도를 관리하기 위한 공조 장치, 배터리 랙(100)들을 통합적으로 제어하기 위한 마스터 배터리 관리 장치(Master Battery Management System) 등을 더 포함할 수 있다.
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.
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.

Claims (15)

  1. 배터리 랙에 있어서,
    복수 개의 배터리 모듈;
    소정 높이마다 상기 복수 개의 배터리 모듈을 각각 삽입하여 수납할 수 있도록 마련되고, 전방과 후방을 제외한 상하좌우 방면이 막힌 구조로 이루어진 수용부들을 구비한 랙 케이스;
    화재시 소화수 공급을 위해 상기 수용부들에 수납된 각 상기 배터리 모듈에 연결되는 소화수 공급배관; 및
    상기 랙 케이스의 전방 외측면 및 후방 외측면 중 적어도 한 쪽면에 구비되어, 상기 배터리 모듈에 소화수를 투입시 상기 배터리 모듈의 외부로 토출되는 소화수가 상기 랙 케이스의 외측면으로부터 소정 간격 떨어진 위치에 낙하되도록, 소화수의 배수를 가이드하는 배수 가이드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은,
    상하로 인접한 2개씩의 상기 배터리 모듈들 중 상부에 위치한 배터리 모듈보다 낮고 하부에 위치한 배터리 모듈보다 높은 위치에서 상기 랙 케이스의 외측면에 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은,
    판면이 상기 랙 케이스의 외측면과 소정 각도를 이루도록 상기 랙 케이스의 외측면에서 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은,
    상기 랙 케이스의 외측면에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은,
    윗 방향으로 돌려, 상기 배수 가이드 유닛의 상부에 위치한 상기 수용부를 커버할 수 있게 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은,
    아랫 방향으로 돌려, 상기 배수 가이드 유닛의 상부에 있는 상기 수용부를 개방시킬 수 있게 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은
    상기 랙 케이스의 외측면에 힌지 결합된 판상체 형태로 마련되는 배수 가이드판; 및
    상기 배수 가이드판이 상기 랙 케이스의 외측면에 대해 미리 정해진 각도를 이루도록 상기 배수 가이드판의 회전을 제한하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스토퍼는, 상기 미리 정해진 각도에서 상기 랙 케이스의 외측면과 접촉하도록 회전축에 가까운 상기 배수 가이드판의 모서리 영역에서 돌출된 돌기 형태로 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은,
    윗 방향으로 돌려서 상기 배수 가이드판이 상기 랙 케이스의 외측면에 나란하게 고정되도록 상기 배수 가이드판의 회전축 반대편 모서리 영역에 구비되는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배수 가이드 유닛은,
    상기 랙 케이스의 전방 외측면에 구비되는 제1 배수 가이드 유닛; 및
    상기 랙 케이스의 후방 외측면에 구비되는 제2 배수 가이드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 랙 케이스에서, 상기 수용부는 후방 측 개방단의 좌우 폭이 전방 측 개방단의 좌우 폭보다 좁게 마련되고,
    상기 소화수 공급배관은 상기 랙 케이스의 후방 외측면을 통과하여 각 상기 배터리 모듈에 접속된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 배수 가이드 유닛은 각 상기 수용부의 전방 측 개방단을 커버할 수 있는 크기로 마련되고,
    상기 제2 배수 가이드 유닛은 각 상기 수용부의 후방 측 개방단을 커버할 수 있는 크기로 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은, 모듈 하우징의 전면에 송풍팬을 구비하며 상기 모듈 하우징의 후면에 공조 구멍을 구비하고, 상기 수용부의 후방 측 개방단을 통해 상기 공조 구멍이 외부로 노출되도록 상기 수용부에 삽입된 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리 모듈을 상기 수용부에 삽입한 때, 상기 모듈 하우징의 후면은 상기 공조 구멍 아래쪽이 상기 랙 케이스의 후방 외측면에 의해 차폐되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 배터리 랙을 포함하는 에너지 저장 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013065419A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Mitsubishi Motors Corp バッテリーパック
CN104001297A (zh) * 2014-05-21 2014-08-27 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 一种自带自动报警及灭火系统的锂离子电池消防试验柜
KR200482382Y1 (ko) * 2015-11-03 2017-01-17 한국단자공업 주식회사 전기적 연결장치의 수분차단구조
KR20210004189A (ko) * 2019-07-03 2021-01-13 주식회사 엘지화학 방염 플레이트를 구비한 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
KR20210112163A (ko) * 2020-03-04 2021-09-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 랙 및 이러한 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013065419A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Mitsubishi Motors Corp バッテリーパック
CN104001297A (zh) * 2014-05-21 2014-08-27 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 一种自带自动报警及灭火系统的锂离子电池消防试验柜
KR200482382Y1 (ko) * 2015-11-03 2017-01-17 한국단자공업 주식회사 전기적 연결장치의 수분차단구조
KR20210004189A (ko) * 2019-07-03 2021-01-13 주식회사 엘지화학 방염 플레이트를 구비한 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
KR20210112163A (ko) * 2020-03-04 2021-09-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 랙 및 이러한 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치

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