特表 2023-552097 バッテリーラック及びそれを含む電力貯蔵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-14

(54)【発明の名称】バッテリーラック及びそれを含む電力貯蔵装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20231207BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20231207BHJP

   H01M 50/298 20210101ALI20231207BHJP

   H01M 50/251 20210101ALI20231207BHJP

   H01M 50/502 20210101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401F

H01M50/342 201

H01M50/298

H01M50/204 101

H01M50/251

H01M50/502

H01M50/204 401H

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023530716

(86)(22)【出願日】2022-07-14

(85)【翻訳文提出日】2023-05-19

(86)【国際出願番号】 KR2022010320

(87)【国際公開番号】W WO2023287234

(87)【国際公開日】2023-01-19

(31)【優先権主張番号】10-2021-0093532

(32)【優先日】2021-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ミン－ソク・クォン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－ジュン・シン

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H012BB08

5H012CC10

5H012JJ03

5H040AA37

5H040AS01

5H040AT01

5H040AT02

5H040AT04

5H040AY05

5H040AY08

5H040DD06

5H040NN01

5H043AA04

5H043CA03

5H043CA04

5H043CA09

5H043FA33

5H043GA12

(57)【要約】

本発明の一実施例によるバッテリーラックは、所定の期間や所定の容量が使用された少なくとも一つのバッテリーパックと、少なくとも一つのバッテリーパックを収容し、少なくとも一つのバッテリーパックよりも高い高さを有するバッテリーパックフレームと、を含み、少なくとも一つのバッテリーパックには、少なくとも一つのバッテリーパックの内部を開放可能なサービスプラグが備えられることを特徴とする。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーラックであって、
所定の期間や所定の容量が使用された少なくとも一つのバッテリーパックと、
前記少なくとも一つのバッテリーパックを収容し、前記少なくとも一つのバッテリーパックよりも高い高さを有するバッテリーパックフレームと、を含み、
前記少なくとも一つのバッテリーパックには、
前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部を開放可能なサービスプラグが備えられることを特徴とする、バッテリーラック。

【請求項2】

前記バッテリーパックフレームには、
前記少なくとも一つのバッテリーパックの異常状況の発生時、前記少なくとも一つのバッテリーパックが所定の高さまで冷却水に浸るように、内部に冷却水が注入されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーラック。

【請求項3】

前記サービスプラグは、
前記異常状況の発生時、前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると、前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部を開放して前記冷却水が前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部へ直接的に注入されるようにガイドすることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーラック。

【請求項4】

前記サービスプラグは、
前記少なくとも一つのバッテリーパックの上面に備えられることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーラック。

【請求項5】

前記バッテリーパックフレームの上部には、
前記冷却水の注水のための少なくとも一つの注水パイプが配置されることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーラック。

【請求項6】

前記少なくとも一つの注水パイプには、
前記少なくとも一つのバッテリーパック側へ前記冷却水を噴射する少なくとも一つのスプリンクラーが備えられることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーラック。

【請求項7】

前記サービスプラグは、
前記少なくとも一つのスプリンクラーの近くに配置されることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーラック。

【請求項8】

前記バッテリーパックフレームには、
前記少なくとも一つのバッテリーパックと電気的に接続するための少なくとも一つのケーブルが貫通する少なくとも一つのケーブル貫通部が形成されることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーラック。

【請求項9】

前記少なくとも一つのケーブル貫通部には、
前記冷却水の流出を防止するための少なくとも一つのケーブル封止部材が取り付けられることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーラック。

【請求項10】

前記バッテリーパックは、
電気自動車またはハイブリッド自動車で使用されたバッテリーパックであることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーラック。

【請求項11】

前記バッテリーパックは、複数備えられ、
前記複数のバッテリーパックは、
相互に電気的に接続するように前記バッテリーラックの高さ方向に沿って相互に積層されることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーラック。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の少なくとも一つのバッテリーラックを含むことを特徴とする、電力貯蔵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーラック、それを含む電力貯蔵装置に関する。

【0002】

本出願は、２０２１年７月１６日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００９３５３２号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

製品群に応じた適用性が高く、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。

【0004】

現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数のバッテリーセルを直列に接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量に応じて複数のバッテリーセルを並列に接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数は、要求される出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定可能である。

【0005】

なお、複数のバッテリーセルを直列・並列に接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックやバッテリーラックを構成する方法が一般的である。一方、このようなバッテリーラックを少なくとも一つ以上備えてエネルギー源として電力貯蔵装置を構成する。

【0006】

一方、従来の電気自動車などに使用されたバッテリーパックの場合、通常、所定の期間や所定の容量が使用された後には、自動車などの走行性能低下によって廃棄された。廃棄されるバッテリーパックの場合、通常、酸化コバルト、リチウム、マンガン、ニッケルなどを含んでいることから、環境汚染や火事、感電などの問題がある。

【0007】

このように電気自動車などに使用されてから廃棄されるバッテリーパック、即ち、電気車の廃バッテリーパックの約７０～８０％は、自動車のエネルギー源ではない他の分野ではリサイクルが可能であり得る。特に、このような電気車の廃バッテリーパックをＥＳＳと呼ばれる電力貯蔵装置（ＥＳＳ、Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に再使用され得る。このように再使用される電気車の廃バッテリーパックは、リユースバッテリーパックとも呼ばれる。

【0008】

そこで、所定の期間や所定の容量が使用されたバッテリーパック、即ち、リユースバッテリーパックを電力貯蔵装置などの他の分野においてより安定的に再使用可能な方案が求められる。特に、このような所定の期間や所定の容量が使用されたバッテリーパックの場合、過熱などによる火事などの危険性がより大きいため、このようなバッテリーパックを収容するバッテリーパックフレームのような構造物の設計や火事防止などのメカニズムがより重要な要素となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、所定の期間や所定の容量が使用された再使用のためのバッテリーパックをより安定的に収容すると共に、過熱のような異常状況による火事の発生時にも安全性が確保可能なバッテリーラック及びそれを含む電力貯蔵装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を達成するために、本発明は、バッテリーラックであって、所定の期間や所定の容量が使用された少なくとも一つのバッテリーパックと、前記少なくとも一つのバッテリーパックを収容し、前記少なくとも一つのバッテリーパックよりも高い高さを有するバッテリーパックフレームと、を含み、前記少なくとも一つのバッテリーパックには、前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部を開放可能なサービスプラグが備えられることを特徴とするバッテリーラックを提供する。

【0011】

前記バッテリーパックフレームには、前記少なくとも一つのバッテリーパックの異常状況の発生時、前記少なくとも一つのバッテリーパックが所定の高さまで冷却水に浸るように、内部に冷却水が注入され得る。

【0012】

前記サービスプラグは、前記異常状況の発生時、前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると、前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部を開放して前記冷却水が前記少なくとも一つのバッテリーパックの内部へ直接的に注入されるようにガイドし得る。

【0013】

前記サービスプラグは、前記少なくとも一つのバッテリーパックの上面に備えられ得る。

【0014】

前記バッテリーパックフレームの上部には、前記冷却水の注水のための少なくとも一つの注水パイプが配置され得る。

【0015】

前記少なくとも一つの注水パイプには、前記少なくとも一つのバッテリーパック側へ前記冷却水を噴射する少なくとも一つのスプリンクラーが備えられ得る。

【0016】

前記サービスプラグは、前記少なくとも一つのスプリンクラーの近くに配置され得る。

【0017】

前記バッテリーパックフレームには、前記少なくとも一つのバッテリーパックと電気的に接続するための少なくとも一つのケーブルが貫通する少なくとも一つのケーブル貫通部が形成され得る。

【0018】

前記少なくとも一つのケーブル貫通部には、前記冷却水の流出を防止するための少なくとも一つのケーブル封止部材が取り付けられ得る。

【0019】

前記バッテリーパックは、電気自動車またはハイブリッド自動車で使用されたバッテリーパックであり得る。

【0020】

前記バッテリーパックは、複数備えられ、前記複数のバッテリーパックは、相互に電気的に接続するように前記バッテリーラックの高さ方向に沿って相互に積層され得る。

【0021】

なお、本発明は、電力貯蔵装置であって、前述した実施例による少なくとも一つのバッテリーラックを含むことを特徴とする電力貯蔵装置を提供する。

【発明の効果】

【0022】

以上のような多様な実施例によって、所定の期間や所定の容量が使用された再使用のためのバッテリーパックをより安定的に収容すると共に、過熱のような異常状況による火事の発生時にも安全性が確保可能なバッテリーラック及びそれを含む電力貯蔵装置を提供することができる。

【0023】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施例によるバッテリーラックを説明するための図である。

【図2】図１のバッテリーラックのバッテリーパックを説明するための図である。

【図3】図１のバッテリーラックのバッテリーパックフレームを説明するための図である。

【図4】図３のバッテリーパックフレームの他の実施例による支持フレームを説明するための図である。

【図5】図１のバッテリーラックの主要部を説明するための図である。

【図6】図１のバッテリーラックのバッテリーパックの過熱による異常状況の発生時、火事の拡散防止のための冷却水の注水メカニズムを説明するための図である。

【図7】図１のバッテリーラックのバッテリーパックの過熱による異常状況の発生時、火事の拡散防止のための冷却水の注水メカニズムを説明するための図である。

【図8】図７の冷却水の注水時、異常状況が発生したバッテリーパックの下部に配置されたバッテリーパック側への冷却水の流入防止メカニズムを説明するための図である。

【図9】図７の冷却水の注水時、異常状況が発生したバッテリーパックの下部に配置されたバッテリーパック側への冷却水の流入防止メカニズムを説明するための図である。

【図10】本発明の一実施例による電力貯蔵装置を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張または省略されるか、概略的に示されることがある。

【0026】

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーラックを説明するための図である。

【0027】

図１を参照すると、バッテリーラック１０は、少なくとも一つのバッテリーパック１００と、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００を収容する少なくとも一つのバッテリーパックフレーム２００と、を含み得る。ここで、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００は、異常状況の発生時、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の内部を開放して冷却水が前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の内部に直接的に注入されるようにガイドするサービスプラグ１５０を備え得る。前記サービスプラグ１５０については、下記の関連説明でより具体的に説明する。

【0028】

前記少なくとも一つのバッテリーパック１００は、所定の期間や所定の容量が使用されたバッテリーパックであり得る。具体的には、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００は、電気自動車またはハイブリッド自動車で使用されたバッテリーパックであり得る。このような前記少なくとも一つのバッテリーパックは、リユースバッテリーパックとも呼ばれる。

【0029】

前記バッテリーパック１００は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が備えられ得る。以下、本実施例において、前記バッテリーパック１００は、複数個が備えられることに限定して説明する。

【0030】

以下、前記バッテリーパック１００についてより具体的に説明する。

【0031】

図２は、図１のバッテリーラックのバッテリーパックを説明するための図である。

【0032】

図２を参照すると、前記バッテリーパック１００は、バッテリーセル１１０、パックケース１３０及びサービスプラグ１５０を含み得る。

【0033】

前記バッテリーセル１１０は、二次電池であって、パウチ型二次電池、角形二次電池または円筒形二次電池として備えられ得る。以下、本実施例において、前記バッテリーセル１１０は、二次電池であって、パウチ型二次電池であることに限定して説明する。

【0034】

前記バッテリーセル１１０は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が備えられ得る。以下、本実施例において、前記バッテリーセル１１０は複数で備えられ、相互に電気的に接続されるバッテリーセル組立体として備えられることに限定して説明する。

【0035】

前記パックケース１３０は、前記複数のバッテリーセル１１０及び前記バッテリーパック１００を構成する各種電装品及び冷却ユニットなどを収容し得る。このために、前記パックケース１３０には、前述した前記バッテリーパック１００を構成する構成部品などを収容可能な収容空間が設けられ得る。

【0036】

前記サービスプラグ１５０は、前記バッテリーパック１００の点検や管理時、作業者などの感電事故などを防止するために、使用者の操作によって前記バッテリーパック１００の電気的接続が遮断可能なものであって、前記パックケース１３０に取り付けられて前記バッテリーセル１１０や前記バッテリーパック１００の電装品などと電気的に接続され得る。

【0037】

このような前記サービスプラグ１５０は、異常状況の発生時、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の内部を開放して前記冷却水が前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の内部に直接的に注入されるようにガイドし得る。

【0038】

前記サービスプラグ１５０は、前記作業者などの使用者の操作などの容易さのために、前記バッテリーパック１００の上面、即ち、前記パックケース１３０の上部に備えられ得る。また、前記サービスプラグ１５０は、前記異常状況時、前記バッテリーパック１００の内部への冷却水の注入が円滑になるように、前記パックケース１３０の上面において後述する注水パイプ４００の下部の近くに備えられ得る。具体的には、前記サービスプラグ１５０は、後述する注水パイプ４００の少なくとも一つのスプリンクラー４５０の近くに配置され得る。

【0039】

前記サービスプラグ１５０の上部には、前記バッテリーパック１００の内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると、前記バッテリーパック１００のパックケース１３０の内部が外部と連通するように前記サービスプラグ１５０の内部を開放できるプラグカバー１５５が備えられ得る。前記プラグカバー１５５は、前記バッテリーパック１００の内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると、前記サービスプラグ１５０の内部を開放するように動作し得る。このような前記プラグカバー１５５の開放動作は、パッシブ方式またはアクティブ方式で行われ得る。例えば、前記プラグカバー１５５は、予め設定された所定の圧力で開放される回動構造またはバルブ構造で設けられるか、または前記バッテリーパック１００の電装制御部と接続して、予め設定された所定の圧力で前記電装制御部の制御によって動作する回動構造またはバルブ構造で設けられ得る。これは例示であるだけであり、前記プラグカバー１５５の開閉構造は、前記バッテリーパック１００の内部圧力が所定の圧力以上になったときに前記サービスプラグ１５０を開放させ得る他の方式の構造であってもよい。

【0040】

前記少なくとも一つのバッテリーパックフレーム２００は、所定の期間や所定の容量が使用された前記少なくとも一つのバッテリーパック１００を収容し、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００よりも高い高さを有し得る。

【0041】

前記少なくとも一つのバッテリーパックフレーム２００は、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の過熱による異常状況の発生時、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００が所定の高さまで冷却水に浸るように、内部に冷却水Ｃが満たされ得る。

【0042】

前記少なくとも一つのバッテリーパックフレーム２００は、前記所定の期間や所定の容量が使用された前記少なくとも一つのバッテリーパック１００をより安定的に収容すると共に、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の過熱などによる異常状況による火事などの危険状況の発生時、前記内部に満たされる冷却水Ｃによって前記火事などの危険状況をより迅速に鎮圧可能である。

【0043】

前記バッテリーパックフレーム２００は複数で備えられ、前記複数のバッテリーパックフレーム２００は、前記バッテリーラック１０の高さ方向に沿って相互に積層されるように配置され得る。

【0044】

以下、このような前記少なくとも一つのバッテリーパックフレーム２００について具体的に接続する。

【0045】

図３は、図１のバッテリーラックのバッテリーパックフレームを説明するための図である。

【0046】

図３を参照すると、前記バッテリーパックフレーム２００は、上部が露出しており、内部に前記少なくとも一つのバッテリーパック１００を収容できる収容空間を備え得る。

【0047】

前記バッテリーパックフレーム２００の上部には、前記冷却水Ｃの注水のための少なくとも一つの注水パイプ４００（図５参照）が配置され得る。前記少なくとも一つの注水パイプ４００については、下記の関連説明でより具体的に説明する。

【0048】

また、前記バッテリーパックフレーム２００の上部には、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００の過熱による異常状況の発生時、煙を感知できる少なくとも一つの煙感知センサー５００（図５参照）が備えられ得る。前記少なくとも一つの煙感知センサー５００については、下記の関連説明でより具体的に説明する。

【0049】

また、前記前記バッテリーパックフレーム２００の上部には、前記少なくとも一つの煙感知センサー５００（図５参照）が取り付けられ、前記少なくとも一つの煙感知センサー５００を支持するためのセンサー支持台６００が備えられ得る。前記センサー支持台６００については、下記の関連説明でより具体的に説明する。

【0050】

前記バッテリーパックフレーム２００は、水槽フレーム２１０及び支持フレーム２５０を含み得る。

【0051】

前記水槽フレーム２１０は、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００を収容し、上部が露出しており、内部に前記冷却水Ｃ（図７参照）が満たされる収容空間が設けられ得る。

【0052】

前記水槽フレーム２１０は、少なくとも一つのケーブル貫通部２１２と、少なくとも一つのケーブル封止部材２１４と、クーリングインレット貫通部２１５と、クーリングアウトレット貫通部２１６と、インレット封止部材２１７と、アウトレット封止部材２１８と、を含み得る。

【0053】

前記少なくとも一つのケーブル貫通部２１２は、前記バッテリーパックフレーム２００の一側、具体的には、前記水槽フレーム２１０の一側に形成され、前記前記少なくとも一つのバッテリーパック１００と電気的に接続するための少なくとも一つのケーブル７００が貫通され得る。

【0054】

前記少なくとも一つのケーブル封止部材２１４は、前記少なくとも一つのケーブル貫通部２１２による前記冷却水Ｃの流出を防止するためのものであって、前記少なくとも一つのケーブル貫通部２１２に取り付けられ得る。

【0055】

また、前記少なくとも一つのケーブル封止部材２１４は、前記少なくとも一つのケーブル貫通部２１２に取り付けられ得る。前記少なくとも一つのケーブル封止部材２１４は、前記水槽フレーム２１０内に冷却水Ｃ（図７参照）が満たされるとき、前記冷却水Ｃが前記ケーブル貫通部２１２から前記水槽フレーム２１０の外部へ流出されることを防止することができる。

【0056】

前記クーリングインレット貫通部２１５は、前記バッテリーパックフレーム２００の一側、具体的には、前記水槽フレーム２１０の一側に形成され、前記バッテリーパック１００の冷却のためのクーリングインレット８００が貫通され得る。

【0057】

前記クーリングアウトレット貫通部２１６は、前記バッテリーパックフレーム２００の一側、具体的には、前記水槽フレーム２１０の一側に形成され、前記バッテリーパック１００の冷却のためのクーリングアウトレット９００が貫通され得る。

【0058】

前記インレット封止部材２１７は、前記クーリングインレット貫通部２１５に取り付けられ得る。前記インレット封止部材２１７は、前記水槽フレーム２１０内に冷却水Ｃ（図７参照）が満たされるとき、前記冷却水Ｃが前記クーリングインレット貫通部２１５から前記水槽フレーム２１０の外部への流出されることを防止することができる。

【0059】

前記アウトレット封止部材２１８は、前記クーリングアウトレット貫通部２１６に取り付けられ得る。前記アウトレット封止部材２１８は、前記水槽フレーム２１０内に冷却水Ｃ（図７参照）が満たされるとき、前記冷却水Ｃの前記クーリングアウトレット貫通部２１６による前記水槽フレーム２１０の外部への流出を防止することができる。

【0060】

前記支持フレーム２５０は、前記水槽フレーム２１０の底部に備えられ、前記水槽フレーム２１０の底面の縁より外側へ突出した縁部を有し得る。即ち、前記支持フレーム２５０は、前記水槽フレーム２１０の底部の面積よりも広い面積を有するように形成され得る。

【0061】

なお、前記支持フレーム２５０は、前記バッテリーパックフレーム２００の剛性を確保できる。また、前記支持フレーム２５０は、前記水槽フレーム２１０の外部へ前記冷却水Ｃ（図８参照）が溢れたとき、隣接するバッテリーパックフレーム２００の水槽フレーム２１０の内部への前記冷却水Ｃの浸透などを防止できる。

【0062】

図４は、図３のバッテリーパックフレームの他の実施例による支持フレームを説明するための図である。

【0063】

図４を参照すると、バッテリーパックフレーム２０５は、水槽フレーム２１０及び支持フレーム２５５を含み得る。

【0064】

前記水槽フレーム２１０は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。

【0065】

前記支持フレーム２５５の縁部には、前記水槽フレーム２１０から冷却水Ｃ（図９参照）が流出する場合、前記冷却水Ｃが流れ落ちることを防止するように所定の高さを有する立ち上がり部２５７が形成され得る。

【0066】

前記立ち上がり部２５７によって、前記支持フレーム２５５の縁部には、前記冷却水Ｃを所定の高さに二次に収容可能な冷却水追加収容空間が形成され得る。また、前記支持フレーム２５５の縁部に形成される冷却水追加収容空間の一側には、前記冷却水Ｃの排水のための排水パイプが連結され得る。

【0067】

以下、前記バッテリーラック１０のその他の主要構成について具体的に説明する。

【0068】

図５は、図１のバッテリーラックの主要部を説明するための図である。

【0069】

図５を参照すると、前記バッテリーラック１０は、ラックフレーム３００と、注水パイプ４００と、煙感知センサー５００と、センサー支持台６００と、少なくとも一つのケーブル７００と、クーリングインレット８００と、クーリングアウトレット９００と、をさらに含み得る。

【0070】

前記ラックフレーム３００は、前記複数のバッテリーパックフレーム２００を支持すると共に前記複数のバッテリーパックフレーム２００の垂直方向への積層をガイドし得る。

【0071】

前記注水パイプ４００は、複数で備えられ、各々のバッテリーパックフレーム２００の上部に配置され得る。前記注水パイプ４００は、前記バッテリーラック１０の外部に備えられる冷却水タンク（図示せず）に連結され得る。

【0072】

各々の注水パイプ４００には、前記少なくとも一つのバッテリーパック１００側へ前記冷却水Ｃを噴射する少なくとも一つのスプリンクラー４５０が備えられ得る。

【0073】

前記少なくとも一つのスプリンクラー４５０は、前記バッテリーパックフレーム２００の上部において前記バッテリーパック１００の上部に配置され得る。前記スプリンクラー４５０は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が備えられ得る。以下、本実施例では、前記スプリンクラー４５０が複数で備えられることに限定して説明する。

【0074】

前記煙感知センサー５００は、前記バッテリーパック１００の過熱などによる火事状況の発生時、火事状況を感知するために前記バッテリーパック１００から出る煙を感知し得る。

【0075】

前記煙感知センサー５００は、前記バッテリーパック１００の外部へ最も先に煙が漏れる可能性の高い前記バッテリーパック１００の前記サービスプラグ１５０の上部に配置され得る。

【0076】

前記センサー支持台６００は、前記煙感知センサー５００をより安定的に支持するためのものであって、所定の長さの棒状で備えられ、前記バッテリーパックフレーム２００の前記水槽フレーム２１０に取り付けられ得る。

【0077】

前記少なくとも一つのケーブル７００は、前記バッテリーパック１００内の電装品などと外部の電装ユニットとの接続のためのものであって、前記バッテリーパック１００と接続され得る。

【0078】

前記少なくとも一つのケーブル７００は、前記バッテリーパックフレーム２００の前記水槽フレーム２１０の前記ケーブル貫通部２１２を貫通して前記水槽フレーム２１０内で前記バッテリーパック１００と接続され得る。

【0079】

前記少なくとも一つのケーブル７００の外面は、前記水槽フレーム２１０内に前記冷却水Ｃ（図７参照）が満たされるとき、電気的ショート防止のために防水シーリング材がコーティングされ得る。

【0080】

前記クーリングインレット８００は、前記バッテリーパック１００の冷却のためのものであって、外部冷却ユニットと前記バッテリーパック１００を接続し得る。前記クーリングインレット８００は、前記水槽フレーム２１０の前記クーリングインレット貫通部２１５を貫通して前記水槽フレーム２１０内で前記バッテリーパック１００と接続され得る。

【0081】

前記クーリングアウトレット９００は、前記バッテリーパック１００の冷却のためのものであって、外部冷却ユニットと前記バッテリーパック１００を接続し得る。前記クーリングアウトレット９００は、前記水槽フレーム２１０の前記クーリングインレット貫通部２１５を貫通して前記水槽フレーム２１０内で前記バッテリーパック１００と接続され得る。

【0082】

以下では、本実施例による前記バッテリーラック１０のバッテリーパック１００の過熱による異常状況の発生時、火事拡散防止メカニズムについて具体的に説明する。

【0083】

図６及び図７は、図１のバッテリーラックのバッテリーパックの過熱による異常状況の発生時、火事の拡散防止のための冷却水注水メカニズムを説明するための図である。

【0084】

図６及び図７を参照すると、前記バッテリーラック１０において、前記バッテリーパック１００において少なくとも一つの特定のバッテリーパック１００で異常状況が発生し得る。前記バッテリーパック１００の場合、所定の期間や所定の容量が使用されたリユースバッテリーパック１００であることから、過熱などによる異常状況が発生することがあり、これによって、火事などにつながる危険がある。

【0085】

本実施例の場合、特定のバッテリーパック１００、例えば、前記バッテリーラック１０の最上層に配置されたバッテリーパック１００で過熱などによる異常状況によって火事などが発生したとき、このような火事状況が発生した特定のバッテリーパック１００に対してより迅速に火事鎭圧を行うと共に、隣接するバッテリーパック１００側への熱伝播をより速やかに遮断することができる。

【0086】

具体的には、異常状況によって、前記バッテリーパック１００が過熱して煙や火炎などが発生する場合、前記煙感知センサー５００は煙などを感知し、異常状況を迅速に感知し得る。前記煙感知センサー５００で前記煙などが感知されると、前記異常状況が発生したバッテリーパック１００の上部に配置された前記注水パイプ４００の前記スプリンクラー４５０から冷却水Ｃが前記異常状況の発生したバッテリーパック１００側へ迅速に噴射され得る。

【0087】

この際、前記バッテリーパック１００のサービスプラグ１５０のプラグカバー１５５は、前記バッテリーパック１００の内部圧力が所定の圧力以上に上昇すると、開放されることで前記バッテリーパック１００の内部を外部と連通し得る。

【0088】

これによって、前記開放されたサービスプラグ１５０によって、前記スプリングクーラー４５０から噴射される冷却水Ｃが前記バッテリーパック１００の内部へ直接的に投入されることで、より迅速に火事を鎮圧し、隣接するバッテリーパック１００側への熱伝播をより迅速に遮断可能である。

【0089】

前記スプリンクラー４５０による前記冷却水Ｃの噴射は、前記バッテリーパック１００の火事状況をより確実に遮断できるように前記バッテリーパック１００が前記バッテリーパックフレーム２００の前記水槽フレーム２１０内に浸るまで持続され得る。

【0090】

図８及び図９は、図７の冷却水の注水時、異常状況が発生したバッテリーパックの下部に配置されたバッテリーパック側への冷却水流入防止メカニズムを説明するための図である。

【0091】

図８を参照すると、前記スプリンクラー４５０による前記冷却水Ｃの噴射時、前記冷却水Ｃが前記バッテリーパックフレーム２００の前記水槽フレーム２１０の外部へあふれ得る。

【0092】

本実施例の場合、前記バッテリーパックフレーム２００の前記支持フレーム２５０が前記水槽フレーム２１０より外側へ突出するように設けられることで、前記冷却水Ｃが前記水槽フレーム２１０の外部へあふれても、隣接するバッテリーパック１００、具体的には、下部に配置されるバッテリーパック１００側へ前記冷却水Ｃが入れないようにすることができる。

【0093】

これによって、本実施例の場合、前記支持フレーム２５０によって、前記火事状況などが発生していない他のバッテリーパック１００などの前記冷却水Ｃによって発生し得る破損などを効果的に防止可能である。

【0094】

図９を参照すると、前記バッテリーパックフレーム２０５の前記支持フレーム２５５に前記立ち上がり部２５７が備えられる場合、前記冷却水Ｃが前記水槽フレーム２１０の外部へあふれる場合、前記立ち上がり部２５７による内部空間へ前記冷却水Ｃが二次的に収容され得る。

【0095】

これによって、前記冷却水Ｃが前記水槽フレーム２１０の外部へあふれても、前記立ち上がり部２５７による前記内部空間内に前記冷却水Ｃが所定の高さにさらに収容されることで、前記冷却水Ｃが流れ落ちる時間をより遅延させることができる。また、前記遅延時間の間、前記スプリンクラー４５０の冷却水Ｃの噴射を中断することによって、前記冷却水Ｃが流れ落ちること等をより確実に防止することができる。

【0096】

ここで、前記立ち上がり部２５７による内部空間には、別の追加排水パイプなどがさらに連結されることが可能であり、この際、前記冷却水Ｃは、追加排水パイプなどによって排出されることで、より確実に下方のバッテリーパック１００側への浸透危険を防止することができる。

【0097】

図１０は、本発明の一実施例による電力貯蔵装置を説明するための図である。

【0098】

図１０を参照すると、電力貯蔵装置１は、前述した実施例の少なくとも一つのバッテリーラック１０と、前記少なくとも一つのバッテリーラック１０を収容するラックコンテナ５０と、を含み得る。

【0099】

前記バッテリーラック１０は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が備えられ得る。以下、本実施例においては、前記バッテリーラック１０が複数備えられることに限定して説明する。

【0100】

また、前記複数のバッテリーラック１０は、前記所定の期間や所定の容量が使用されたバッテリーパック１００から構成されたバッテリーラック１０と通常のバッテリーパックから構成されたバッテリーラックとの組立体として備えられることも可能である。

【0101】

前記ラックコンテナ５０は、前記複数のバッテリーラック１０を収容するためのものであって、前記複数のバッテリーラック１０を収容するための収容空間を備え得る。

【0102】

このように、本実施例による前記電力貯蔵装置１は、所定の期間や所定の容量が使用された前記バッテリーパック１００（図１参照）、即ち、電気自動車やハイブリッド自動車などに使用されたバッテリーパック１００からも前記電力貯蔵装置１を構成し得る。

【0103】

このように、本実施例による前記電力貯蔵装置１は、通常廃棄される前記自動車などに使用されたバッテリーパック１００を活用して前記電力貯蔵装置１が構成可能であるので、資源の再使用によってコストを節減することができ、廃棄されるバッテリーパック１００による環境汚染などの問題を解決することができる。

【0104】

以上のような多様な実施例によって、所定の期間や所定の容量が使用された再使用のためのバッテリーパック１００をより安定的に収容すると共に、過熱のような異常状況による火事の発生時にも安全性の確保が可能なバッテリーパックフレーム２００、それを含むバッテリーラック１０及び電力貯蔵装置１を提供することができる。

【0105】

以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。

【符号の説明】

【0106】

１ 電力貯蔵装置
１０ バッテリーラック
５０ ラックコンテナ
１００ リユースバッテリーパック
１００ バッテリーパック
１１０ バッテリーセル
１３０ パックケース
１５０ サービスプラグ
１５５ プラグカバー
２００ バッテリーパックフレーム
２０５ バッテリーパックフレーム
２１０ 水槽フレーム
２１２ ケーブル貫通部
２１４ ケーブル封止部材
２１５ クーリングインレット貫通部
２１６ クーリングアウトレット貫通部
２１７ インレット封止部材
２１８ アウトレット封止部材
２５０ 支持フレーム
２５５ 支持フレーム
２５７ 上がり部
３００ ラックフレーム
４００ 注水パイプ
４５０ スプリングクーラー
４５０ スプリンクラー
５００ 煙感知センサー
６００ センサー支持台
７００ ケーブル
８００ クーリングインレット
９００ クーリングアウトレット
Ｃ 冷却水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】