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KR20180041071A - 메인 프레임과 결합되는 기능성 보조 프레임을 구비한 전력 저장 장치용 랙 시스템 - Google Patents

메인 프레임과 결합되는 기능성 보조 프레임을 구비한 전력 저장 장치용 랙 시스템 Download PDF

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KR20180041071A
KR20180041071A KR1020170132256A KR20170132256A KR20180041071A KR 20180041071 A KR20180041071 A KR 20180041071A KR 1020170132256 A KR1020170132256 A KR 1020170132256A KR 20170132256 A KR20170132256 A KR 20170132256A KR 20180041071 A KR20180041071 A KR 20180041071A
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권용걸
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주식회사 메가테크
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Abstract

본 발명은 복수 개의 막대 형상의 메인 프레임 부재가 결합되어 육면체 형상으로 형성되는 메인 프레임 및 상기 메인 프레임의 전측에 조립되어 결합되고, 상기 메인 프레임에 삽입되는 트레이를 고정하는 보조홀을 구비하는 보조 프레임을 포함하는 전력 저장 장치용 랙 시스템으로서, 상기 메인 프레임은 도장되고 상기 보조 프레임은 도장되지 않으며, 상기 메인 프레임은 메인홀을 구비하고 상기 보조 프레임은 보조홀을 구비하며, 상기 메인홀에 결합되면서 상기 메인 프레임과 전기적으로 연결되는 인서트너트 또는 팝너트를 포함하는 전력 저장 장치용 랙 시스템을 개시한다.

Description

메인 프레임과 결합되는 기능성 보조 프레임을 구비한 전력 저장 장치용 랙 시스템{Rack System for Energy Storage System having functionality Auxiliary Frame Coupled with Main Frame}
본 발명은 전력 저장 장치용 랙 시스템에 관한 것이다.
기후 변화로 인한 냉난방 기기의 보급 확대, 소득 증대와 삶의 질 향상, 각종 서비스의 고도화에 따라 새로운 에너지의 수요가 지속 발생하여 전력의 일시적 중단이나 전력 수급의 차질이 증가되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 상용 전력원의 전력을 미리 저장하여 상용 전력원의 중단과 같은 비상 상황에서 비상 전력을 제공하거나 태양광, 풍력 또는 조력 등 신재생 에너지로 생산한 전력을 저장하여 필요한 시간대에 제공하는 전력 저장 장치(Energy Storage System; ESS)의 필요성이 증가되고 있다. 상기 전력 저장 장치는 상용 전력원의 중단과 같은 비상 상황에서 비상 전력을 제공하는 무정전 전원 장치(uninterruptible power supply; UPS)와, 상용 전원의 전력, 신재생 에너지의 전력을 저장하여 필요한 시간대에 제공하는 협의의 전력 저장 장치로 구분될 수 있다.
상기 전력 저장 장치는 리튬 이차전지와 같이 충방전이 가능한 이차전지에 전력을 충전한 후에 충전된 전력을 공급하는 장치이다. 상기 전력 저장 장치는 건물, 공장, 태양광 발전소 또는 풍력 발전소등의 내부에 고정되는 고정형으로 사용되거나, 트럭과 같은 이동 수단에 실려져서 이동하는 이동형으로 사용될 수 있다. 상기 전력 저장 장치는 적어도 1 대의 랙 시스템을 포함하여 형성된다. 상기 랙 시스템은 복수 개의 이차 전지가 전기적으로 연결된 이차전지 모듈이 내부에 수용되어 형성된다.
상기 전력 저장 장치용 랙 시스템은 필요로 하는 저장 및 공급 전력의 용량, 사용 용도, 사용 분야등에 따라 다양한 크기와 형태를 갖는 구조로 제작된다. 상기 전력 저장 장치용 랙 시스템은 구조에 따라 다양한 크기와 형태로 제작된 메인 프레임과 보조 프레임을 포함하는 프레임 부재가 용접 또는 볼팅에 의하여 상호 연결되어 제작된다. 따라서, 상기 프레임 부재는 전력 저장 장치용 랙 시스템의 구조에 따라 다양한 형태와 크기로 제작되어야 하므로 제조 장치의 설계 및 가공 데이터를 변경해야 하는 번거로움과 제조 기간이 길어질 수 있다. 또한, 상기 프레임 부재는 추가로 다양한 부재가 고정되도록 하기 위한 절곡 및 절단 과정이 증가되어 오차가 누적되어 정밀하게 제작되기 어렵다. 또한, 상기 프레임 부재는 절곡 및 절단 과정에서 발생되는 스크랩(scrap)이 많아 비용이 증가될 수 있다. 또한, 상기 프레임 부재가 다양한 형상과 크기를 가지므로, 현장에서 수급 및 관리에 어려움이 가중된다.
따라서, 상기 프레임 부재를 이용하는 경우에, 전력 저장 장치용 랙 시스템은 높이, 폭, 깊이 및 전체 형상에서 오차가 발생할 수도 있고, 생산성 저하와 제작 기간 증가와 정밀도 저하 또는 제조 원가 상승과 같은 문제가 있을 수 있다.
본 발명은 표준화된 메인 프레임과 별도로 제조되고 메인 프레임에 조립 되어 결합되며 다양한 기능성 부재들이 고정될 수 있는 보조 프레임을 구비한 전력 저장 장치용 랙 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 전력 저장 장치용 랙 시스템은 복수 개의 막대 형상의 메인 프레임 부재가 결합되어 육면체 형상으로 형성되는 메인 프레임 및 상기 메인 프레임의 전측에 조립되어 결합되고, 상기 메인 프레임에 삽입되는 트레이를 고정하는 보조홀을 구비하는 보조 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조 프레임은 상기 메인 프레임의 전측에서 양측에 결합되는 보조 프레임 부재를 포함하며, 상기 보조 프레임 부재는 메인 프레임에 전측에 접촉하는 제 1 보조벽과 상기 제 1 보조벽으로부터 전측으로 연장되는 제 2 보조벽과 상기 제 2 보조벽으로부터 제 1 보조벽과 평행하게 연장되는 제 3 보조벽을 구비하며, 상기 제 2 보조벽은 외측에서 내측으로 관통되는 도입홀을 구비하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 프레임 부재는 제 3 보조벽에서 상기 메인 프레임으로 직각으로 절곡되어 제 2 보조벽과 평행한 평면을 이루도록 형성되는 제 4 보조벽을 더 구비하고, 상기 제 4 보조벽은 내측에서 외측으로 관통되는 힌지홀을 더 포함하며, 상기 힌지홀에는 도어가 결합되는 힌지 블록이 볼트에 의하여 결합될 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임 부재는 상하 방향으로 이격되는 복수 개의 메인 홀을 구비하며, 상기 보조 프레임 부재는 상기 메인 홀에 대응되는 위치에 형성되는 보조홀을 구비하며, 상기 보조 프레임 부재는 상기 보조홀과 상기 메인홀에 삽입되는 볼트나 스크류에 의하여 조립되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임은 도금 처리 강판으로 형성되면서 도장되지 않고 그라운드와 전기적으로 연결되며, 상기 보조 프레임은 도장 처리되어 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 전력 저장 장치용 랙 시스템은 복수 개의 막대 형상의 메인 프레임 부재가 결합되어 육면체 형상으로 형성되는 메인 프레임 및 상기 메인 프레임의 전측에 조립되어 결합되고, 상기 메인 프레임에 삽입되는 트레이를 고정하는 보조홀을 구비하는 보조 프레임을 포함하는 전력 저장 장치용 랙 시스템으로서, 상기 메인 프레임은 도장되고 상기 보조 프레임은 도장되지 않으며, 상기 메인 프레임은 메인홀을 구비하고 상기 보조 프레임은 보조홀을 구비하며, 상기 메인홀에 결합되면서 상기 메인 프레임과 전기적으로 연결되는 인서트너트 또는 팝너트를 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템은 표준화된 메인 프레임과 별도로 제조되고 메인 프레임에 조립되어 결합되며 다양한 용량과 규격에 대응하여 전용화할 수 있는 보조 프레임을 구비하므로 제조 가격을 낮추고 납기를 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템은 하나의 메인 프레임에 트레이가 고정되는 보조홀이 구비된 보조 프레임을 결합하여 제조되므로 다양한 구조와 형식에 신속하게 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템은 메인 프레임과 보조 프레임을 별도로 제조하므로 메인 프레임을 부식 방지 도금처리된 강판으로 제조하면서 도장을 생략하고 보조 프레임만 도장을 하므로 미려한 외관을 유지할 수 있으며 메인 프레임에 대한 접지용 마스킹 과정을 생략하여 도장에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템은 메인 프레임과 트레이를 인서트너트 또는 팝너트를 이용하여 전기적으로 연결하므로 보조 프레임의 도장 과정에서 별도로 접지용 마스킹을 생략하여 도장 공정 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전력 저장 장치용 랙 시스템의 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 메인 프레임의 메인 프레임 부재에 대한 사시도이다.
도 3b는 도 1의 메인 프레임의 다른 실시예에 따른 메인 프레임 부재에 대한 사시도이다.
도 4a는 도 1의 보조 프레임의 전측에서 본 부분 사시도이다.
도 4b는 도 1의 메인 프레임 부재와 보조 프레임 부재의 결합 상태에 데한 수평 단면 확대도이다.
도 5는 도 1의 보조 프레임과 도어가 결합된 상태의 사시도이다.
도 6a는 도 1의 수평 단면도이다.
도 6b는 도 6a의 보조 프레임과 도어의 결합 부분에 대한 부분 확대도이다.
도 7은 도 1의 랙 시스템이 두 개가 결합된 상태에 대한 사시도이다.
이하에서 실시예와 첨부한 도면을 통하여 본 발명의 전력 저장 장치용 랙 시스템에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템의 사시도이다. 도 2는 도 1의 전력 저장 장치용 랙 시스템의 분해 사시도이다. 도 3a는 도 1의 메인 프레임의 메인 프레임 부재에 대한 사시도이다. 도 3b는 도 1의 메인 프레임의 다른 실시예에 따른 메인 프레임 부재에 대한 사시도이다. 도 4a는 도 1의 보조 프레임의 전측에서 본 부분 사시도이다. 도 4b는 도 1의 메인 프레임 부재와 보조 프레임 부재의 결합 상태에 데한 수평 단면 확대도이다. 도 5는 도 1의 보조 프레임과 도어가 결합된 상태의 사시도이다. 도 6a는 도 1의 수평 단면도이다. 도 6b는 도 6a의 보조 프레임과 도어의 결합 부분에 대한 부분 확대도이다. 도 7은 도 1의 랙 시스템이 두 개가 결합된 상태에 대한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템은, 도 1 내지 도 7을 참조하면, 메인 프레임(100)과 보조 프레임(200) 및 도어(300)를 포함하여 형성된다.
상기 전력 저장 장치용 랙 시스템은 메인 프레임(100)이 표준화된 상태로 제조되며, 보조 프레임(200)이 다양한 용량과 규격에 대응하여 전용화되어 별도로 제조되어 메인 프레임(100)의 전측에 조립되어 결합된다. 또한, 상기 전력 저장 장치용 랙 시스템은 메인 프레임(100)과 보조 프레임(200)에 트레이(미도시)가 고정되는 메인홀과 보조홀이 각각 형성되므로, 표준화된 메인 프레임(100)을 사용하면서도 다양한 용량의 리튬 이차전지 모듈이 장착되는 트레이를 고정할 수 있다. 또한, 상기 전력 저장 장치용 랙 시스템은 BMS(Battery Management System) 모듈 또는 스위치 모듈이 장착되는 트레이를 별도의 공간에 고정할 수 있다.
또한, 상기 전력 저장 장치용 랙 시스템은 메인 프레임(100)과 보조 프레임(200)을 별도로 제조하므로 메인 프레임(100)을 부식 방지 도금처리된 강판으로 제조하면서 도장을 생략하고 보조 프레임(200)만 도장을 하므로 도장에 따른 비용을 절감하고 메인 프레임(100)에 별도로 접지용 마스킹을 생략할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템은 메인 프레임과 트레이를 인서트너트 또는 팝너트를 이용하여 전기적으로 연결하므로 보조 프레임의 도장 과정에서 별도로 접지용 마스킹을 생략할 수 있다.
상기 메인 프레임(100)은 복수 개의 막대 형상의 메인 프레임 부재(110)가 결합되어 직육면체 형상을 이루도록 형성된다. 상기 메인 프레임(100)은 일정한 높이와 폭과 깊이를 갖는 표준화된 육면체 형상으로 형성된다. 상기 메인 프레임(100)은 내부에 장착되는 이차전지 모듈의 수량과 형상 등에 따라 표준화된 구조로 형성될 수 있다.
상기 메인 프레임(100)은 여섯 방향이 모두 개방되도록 형성되며, 도어(300)가 결합되는 전측을 제외하고는 별도의 판재에 의하여 각각 차폐되도록 형성될 수 있다.
상기 메인 프레임(100)은 내부에 필요로 하는 전력 용량에 따른 이차전지 모듈과 이차전지 모듈이 안착되는 트레이(미도시)를 수용한다. 따라서, 상기 메인 프레임(100)은 이차전지 모듈을 수용할 수 있는 적정한 체적을 갖도록 형성된다. 상기 트레이는 이차전지 모듈이 안착되는 안착판과 안착판에 형성되는 수직판을 구비하며 수직판에 메인 프레임(100)에 결합되는데 필요한 관통 홀이 형성될 수 있다.
상기 메인 프레임(100)은 복수 개의 메인 프레임 부재(110)를 포함하여 형성된다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 메인 프레임 부재(110)가 볼트 또는 스크류에 의하여 브라켓과 결합되거나 용접에 의하여 결합되어 육면체로 형성된다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 브라켓에 의하여 이웃하는 메인 프레임 부재(110)와 연결된다. 상기 브라켓은 별도의 볼트, 스크류 또는 용접에 의하여 메인 프레임 부재(110)에 결합된다.
상기 메인 프레임 부재(110)는, 도 3a를 참조하면, 내부가 중공이며 길이 방향 또는 축 방향으로 연장되는 막대 형상으로 형성된다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 메인 프레임(100)의 높이에 대응되는 길이로 형성된다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 복수 개의 벽체가 연결되어 내부가 중공이 되도록 복수 개의 벽체가 연결되어 형성될 수 있다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 복수 개의 벽체에 의하여 내부가 중공인 구조로 형성되므로, 길이 방향에 수직인 방향의 강도와 길이 방향에 평행한 방향의 강도가 증가된다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 메인 프레임(100)의 강도를 증가시킨다.
상기 메인 프레임 부재(110)는 길이 방향으로 절개되어 형성되는 절개부(110a)를 구비한다. 상기 절개부(110a)는 메인 프레임 부재(110)에 다른 부재가 결합될 때 치수 오차로 발생되는 뒤틀림이나 변형을 흡수하는 완충 역할을 제공하여 랙 시스템의 조립성을 향상시킬 수 있다.
상기 메인 프레임 부재(110)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 길이 방향에 수직인 단면이 ‘ㄱ’자 형상을 이루는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 메인 프레임 부재(110)는 수평 단면이 사각 형상에서 어느 하나의 모서리 부분이 내측으로 절곡되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 제 1 외벽(111)과 제 2 외벽(112)과 제 1 연결벽(113)과 제 1 내벽(114)과 제 2 연결벽(115) 및 제 2 내벽(116)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 메인 프레임 부재(110)를 구성하는 제1 외벽(111)과 제 2 외벽(112)과 제 1 연결벽(113)과 제 1 내벽(114)과 제 2 연결벽(115) 및 제 2 내벽(116)은 일체로 형성될 수 있다, 즉, 상기 메인 프레임 부재(110)는 하나의 판재가 다단계로 절곡되면서 제1 외벽(111)과 제 2 외벽(112)과 제 1 연결벽(113)과 제 1 내벽(114)과 제 2 연결벽(115) 및 제 2 내벽(116)을 구비하도록 형성된다.
상기 제1 외벽(111)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 1 외벽(111)은 메인 프레임(100)의 높이에 대응되는 길이로 형성된다. 상기 제 1 외벽(111)은 메인 프레임(100)에서 메인 프레임(100)의 외측을 향하도록 위치한다.
상기 제 2 외벽(112)은 제 1 외벽(111)에 대응되는 폭과 길이를 갖는 판상으로 형성된다. 상기 제 2 외벽(112)은 제 1 외벽(111)과 직각을 이루도록 일측단이 제 1 외벽(111)의 타측단과 결합된다. 상기 제 2 외벽(112)은 조립되었을 때 메인 프레임(100)의 외측을 향하도록 위치한다.
상기 제 1 연결벽(113)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 1 연결벽(113)은 제 2 외벽(112)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 1 연결벽(113)은 제 1 외벽(111)과 동일한 길이로 형성된다. 상기 제 1 연결벽(113)은 제 1 외벽(111)과 직각을 이루도록 타측단이 제 1 외벽(111)의 일측단과 결합된다. 상기 제 1 연결벽(113)은 제 2 외벽(112)과 평행하게 제 1 외벽(111)과 결합된다.
상기 제 1 내벽(114)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 1 내벽(114)은 제 1 외벽(111)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 1 내벽(114)은 제 1 외벽(111)과 동일한 길이로 형성된다. 상기 제 1 내벽(114)은 제 1 연결벽(113)과 직각을 이루도록 타측단이 제 1 연결벽(113)의 일측단과 결합된다. 상기 제 1 내벽(114)은 제 1 외벽(111)과 평행하게 제 1 연결벽(113)과 결합된다.
상기 제 2 연결벽(115)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 2 연결벽(115)은 제 1 외벽(111)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 2 연결벽(115)은 제 2 외벽(112)과 동일한 길이로 형성된다. 상기 제 2 연결벽(115)은 제 2 외벽(112)과 직각을 이루도록 일측단이 제 2 외벽(112)의 타측단과 결합된다. 상기 제 2 연결벽(115)은 제 1 외벽(111)과 평행하도록 제 2 외벽(112)과 결합된다.
상기 제 2 내벽(116)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 2 내벽(116)은 제 2 외벽(112)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 2 내벽(116)은 제 2 외벽(112)과 동일한 길이로 형성된다. 상기 제 2 내벽(116)은 제 2 연결벽(115)과 직각을 이루도록 일측단이 제 2 연결벽(115)의 타측단과 결합된다. 상기 제 2 내벽(116)은 제 2 외벽(112)과 평행하도록 제 2 연결벽(115)과 결합된다.
상기 절개부(110a)는 제 1 내벽(114)과 제 2 내벽(116)이 서로 직각을 이루고 단부가 서로 이격되면서 형성된다. 상기 절개부(110a)는 소정 폭으로 형성되며, 메인 프레임 부재(110)에 다른 부재가 결합될 때 치수 오차로 발생되는 뒤틀림이나 변형을 흡수하는 완충 역할을 제공한다.
상기 메인 프레임 부재(110)는 외측에서 내측으로 관통되는 메인홀(118)이 각 벽들에 형성된다. 상기 메인홀(118)은 복수 개가 메인 프레임 부재(110)의 길이 방향을 따라 상하로 소정 간격으로 이격되어 형성된다. 상기 메인홀(118)은 메인 프레임(100)의 내부에 설치되는 이차전지 모듈용 트레이의 상하 이격 간격 등에 따라 이격되는 거리와 개수가 조정될 수 있다. 상기 메인홀(118)은 메인 프레임(100)의 구조에 따라 각 벽들중에 어느 하나의 벽 또는 전체 벽들에 형성될 수 있다. 상기 메인홀(118)은 트레이의 관통홀을 관통하는 볼트가 체결될 수 있다. 상기 볼트는 트레이를 메인 프레임 부재(110)에 고정한다. 상기 메인홀(118)은 메인 프레임 부재(110)를 연결하는 브라켓을 고정하는 볼트 또는 스크류가 삽입되어 체결될 수 있다.
다른 실시예로서 본 발명의 메인 프레임 부재(120)는, 도 3b에서 보는 바와 같이, 내부가 중공이며, 길이 방향에 수직인 단면이 ‘ㅁ’자 형상을 이루는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 메인 프레임 부재(120)는 외벽(121)과 제 1 연결벽(123)과 제 1 내벽(124)과 제 2 연결벽(125) 및 제 2 내벽(126)을 포함하여 형성된다. 상기 메인 프레임 부재(120)는 길이 방향으로 절개되어 형성되는 절개부(120a)를 구비한다. 상기 메인 프레임 부재(120)를 구성하는 외벽(121)과 제 1 연결벽(123)과 제 1 내벽(124)과 제 2 연결벽(125) 및 제 2 내벽(126)은 일체로 형성될 수 있다, 즉, 상기 메인 프레임 부재(120)는 하나의 판재가 다단계로 절곡되면서 외벽(121)과 제 1 연결벽(123)과 제 1 내벽(124)과 제 2 연결벽(125) 및 제 2 내벽(126)을 구비하도록 형성된다.
상기 외벽(121)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 외벽(121)은 메인 프레임(100)의 높이에 대응되는 길이로 형성된다. 상기 외벽(121)은 조립되었을 때 메인 프레임(100)의 외측을 향하도록 위치한다.
상기 제 1 연결벽(123)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 1 연결벽(123)은 외벽(121)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 1 연결벽(123)은 외벽(121)과 동일한 길이로 형성된다. 상기 제 1 연결벽(123)은 외벽(121)과 직각을 이루도록 타측단이 외벽(121)의 일측단과 결합된다.
상기 제 1 내벽(124)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 1 내벽(124)은 외벽(121)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 1 내벽(124)은 외벽(121)의 폭의 절반보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 1 내벽(124)은 제 1 연결벽(123)과 직각을 이루도록 타측단이 제 1 연결벽(123)의 일측단과 결합된다. 상기 제 1 내벽(124)은 외벽(121)과 평행하도록 제 1 연결벽(123)과 결합된다.
상기 제 2 연결벽(125)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 2 연결벽(125)은 외벽(121)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 2 연결벽(125)은 외벽(121)과 동일한 길이로 형성된다. 상기 제 2 연결벽(125)은 외벽(121)과 직각을 이루도록 일측단이 외벽(121)의 타측단과 결합된다.
상기 제 2 내벽(126)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 2 내벽(126)은 외벽(121)보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 2 내벽(126)은 외벽(121)의 폭의 절반보다 작은 폭으로 형성된다. 상기 제 2 내벽(126)은 제 2 연결벽(125)과 직각을 이루도록 일측단이 제 2 연결벽(125)의 타측단과 결합된다. 상기 제 2 내벽(126)은 외벽(121)과 평행하도록 제 2 연결벽(125)과 결합된다.
상기 절개부(120a)는 제 1 내벽(124)과 제 2 내벽(126)이 서로 직각을 이루고 단부가 서로 이격되면서 형성된다. 상기 절개부(120a)는 소정 폭으로 형성되며, 메인 프레임 부재(120)에 다른 부재가 결합될 때 치수 오차로 발생되는 뒤틀림이나 변형을 흡수하는 완충 역할을 제공한다.
상기 메인 프레임 부재(120)는 외측에서 내측으로 관통되는 메인홀(128)이 각 벽들에 형성된다. 상기 메인홀(128)은 복수 개가 메인 프레임 부재(120)의 축 방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 형성된다. 상기 메인홀(128)은 메인 프레임(100)의 내부에 설치되는 이차전지 모듈용 트레이의 상하 이격 간격 등에 따라 이격되는 거리와 개수가 조정될 수 있다.
상기 메인 프레임 부재(110)는 ‘ㄱ’자 또는 ‘ㅁ’자 형상이면서 절개부(110a)를 구비하여 높은 단면 계수와 높은 강성을 갖는다. 상기 메인 프레임 부재(110)에 의하여 형성되는 메인 프레임(100)은 지진이나 이동형 전력 저장 장치의 이동시 발생되는 고충격과 진동에 대하여 전력 저장 장치를 보호할 수 있다.
상기 메인 프레임 부재(110)는 절개부(110a)를 구비하므로 자동화된 절곡 방법만으로 용이하게 제조 가능하며, 강관의 제조시 적용되는 용접과 같은 부수적인 작업이 필요없다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 절개부(110a)를 구비하여 메인 프레임(100)으로 조립될 때 서로 용이하게 조립될 있다.
상기 메인 프레임 부재(110)는 바람직하게는 도금 강판이 절곡되어 형성된다. 상기 메인 프레임(100)은 전력 저장용 랙 시스템이 설치되었을 때 외부로 노출되지 않는 부분이므로 어느 정도의 내부식성만 충족된다면 추가적인 도장이 필요없게 된다. 상기 메인 프레임(100)의 도장을 위해서는 전용 도장 설비가 필요하며, 도장 비용이 소요된다. 또한, 상기 메인 프레임(100)은 전기적으로 그라운드에 연결되어야 하므로 도장 과정에서 그라운드 연결 위치를 마스킹하는 것이 요구된다. 상기 마스킹 과정도 도장 공정의 비용을 증가시킨다. 그러나 상기 메인 프레임 부재(110)가 도금 강판으로 제조되는 형성되는 경우에, 메인 프레임(100)은 내부식성을 가지게 되므로 별도의 도장이 필요하지 않게 된다. 상기 메인 프레임 부재(110)는 아연 도금과 같은 금속 도금에 의한 도금 강판으로 형성될 수 있다.
상기 보조 프레임(200)은 적어도 2개의 보조 프레임 부재(210)를 포함하여 형성된다. 상기 보조 프레임(200)은 메인 프레임(100)의 전측에서 양측에 결합되어 형성된다. 상기 보조 프레임(200)은 볼트나 스크류에 의하여 메인 프레임 부재(110)에 조립되어 결합된다. 상기 보조 프레임 부재(200)는 전체적으로 도장되므로 메인 프레임과 결합될 때 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 보조 프레임(200)은 메인 프레임(100)과 별도로 제작되어 메인 프레임(100)에 결합되므로 외관과 내부식성을 위하여 메인 프레임(100)과 달리 도장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 보조 프레임은(200)은 메인 프레임(100)과 반드시 전기적으로 연결될 필요가 없으므로 도장 공정에서 별도의 접지용 마스킹을 할 필요가 없다. 상기 보조 프레임(200)은 도금 강판 또는 도금되지 않은 강판으로 형성된다.
상기 보조 프레임 부재(210)는 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 벽체가 연결되어 형성된다. 상기 보조 프레임 부재(210)는 일측으로 개방된 개방부(210a)를 구비하여 형성된다. 예를 들면, 상기 보조 프레임(200)은 대략 길이 방향에 수직인 수평 단면이 ‘ㄷ’자 형상과 같이 일측으로 개방된 형상으로 형성될 수 있다. 상기 보조 프레임 부재(210)는 메인 프레임(100)의 높이에 대응되는 길이로 형성된다. 상기 보조 프레임 부재(210)는 메인 프레임(100)의 전측에서 양측에 위치하는 메인 프레임 부재(110)에 조립되어 결합된다.
상기 보조 프레임 부재(210)는 제 1 보조벽(211)과 제 2 보조벽(212) 및 제 3 보조벽(213)을 포함하여 형성된다. 상기 보조 프레임 부재(210)는 제 4 보조벽(214)을 더 포함하여 형성된다. 상기 보조 프레임 부재(210)를 구성하는 제 1 보조벽(211)과 제 2 보조벽(212)과 제 3 보조벽(213) 및 제 4 보조벽(214)은 일체로 형성될 수 있다, 즉, 상기 보조 프레임 부재(210)는 하나의 판재가 다단계로 절곡되면서 제 1 보조벽(211)과 제 2 보조벽(212)과 제 3 보조벽(213) 및 제 4 보조벽(214)을 구비하도록 형성된다. 이하에서는 상기 보조 프레임 부재(210)중에서 메인 프레임(100)의 전측에서 우측에 위치하는 메인 프레임 부재(110)에 결합되는 보조 프레임 부재(210)를 기준으로 설명한다.
상기 제 1 보조벽(211)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바 형상으로 형성된다. 상기 제 1 보조벽(211)은 메인 프레임(100)에서 전측에 위치하는 메인 프레임 부재(110)에 후면이 접촉되면서 결합된다. 즉, 상기 제 1 보조벽(211)은 메인 프레임 부재(110)의 제 1 외벽(111)과 제 2 외벽(112)중에서 메인 프레임(100)의 전측을 향하는 벽체에 결합된다. 상기 제 1 보조벽(211)은 보조 프레임 부재(210)가 결합되는 메인 프레임 부재(110)의 제 1 외벽(111) 또는 제 2 외벽(112)의 폭에 대응되는 폭으로 형성된다.
상기 제 1 보조벽(211)은 전측에서 후측으로 관통되는 보조홀(211a)을 구비하여 형성된다. 상기 보조홀(211a)은 복수 개가 제 1 보조벽(211)에서 상하 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 보조홀(211a)은 보조 프레임 부재(210)가 결합되는 메인 프레임 부재(110)의 제 1 외벽(111) 또는 제 2 외벽(112)에 형성되는 메인홀(118)에 대응되는 위치에 형성된다. 상기 보조홀(211a)은 메인홀(118)에 대응되는 개수 또는 작은 개수로 형성된다. 상기 보조홀(211a)의 일부에 제 1 보조벽(211)을 메인 프레임(100)에 고정하기 위한 볼트 또는 스크류가 삽입된다. 즉, 상기 제 1 보조벽(211)은 보조홀(211a)에 삽입되는 볼트나 스크류에 의하여 메인 프레임(100)에 결합된다. 또한, 상기 보조홀(211a)의 또 다른 일부에 메인 프레임(100)에 수용되는 트레이를 고정하기 위한 인서트너트 또는 팝너트 및 볼트가 삽입된다. 즉, 상기 보조홀(211a)중에서 메인 프레임(100)에 수용되는 트레이의 높이에 대응되는 위치에 있는 보조홀(211a)은 트레이를 고정하는데 사용된다. 또한, 상기 보조홀(211a)은 BMS(Battery Management System) 모듈 또는 스위칭 모듈이 장착되는 트레이를 고정하는데 사용될 수 있다.
상기 제 2 보조벽(212)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바로 형성된다. 상기 제 2 보조벽(212)은 제 1 보조벽(211)과 동일한 길이로 형성될 수 있다. 상기 제 2 보조벽(212)은 일측단이 제 1 보조벽(211)의 타측단과 결합되어 형성된다. 즉, 상기 제 2 보조벽(212)은 제 1 보조벽(211)으로부터 메인 프레임(100)의 전측으로 절곡되어 형성된다. 상기 제 2 보조벽(212)은 제 1 보조벽(211)으로부터 직각으로 절곡되므로 메인 프레임(100)의 측면과 동일 평면을 이루도록 위치한다.
상기 제 2 보조벽(212)은 외측에서 내측으로 관통되는 도입홀(212a)을 포함한다. 상기 도입홀(212a)은 메인 프레임(100)의 외부에서 메인 프레임(100)의 내부로 인입되는 신호선 또는 전력선이 관통하는 경로를 제공할 수 있다. 상기 도입홀(212a)은 상하 방향으로 이격되는 복수 개로 형성될 수 있다.
상기 제 3 보조벽(213)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바로 형성된다. 상기 제 3 보조벽(213)은 제 2 보조벽(212)과 동일한 길이로 형성될 수 있다. 상기 제 3 보조벽(213)은 일측단이 제 2 보조벽(212)의 타측단과 결합되어 형성된다. 즉, 상기 제 3 보조벽(213)은 제 2 보조벽(212)으로부터 제 1 보조벽(211)과 평행하도록 절곡되어 형성된다. 상기 제 3 보조벽(213)은 제 2 보조벽(212)으로부터 직각으로 절곡되므로 메인 프레임(100)의 전면과 평행한 평면을 이루도록 위치한다. 상기 제 3 보조벽(213)은 보조 프레임 부재(210)에 결합되는 도어(300)가 열릴 때 도어(300)의 측면과 접촉하면서 도어(300)가 90도 이상으로 불필요하게 많이 열리지 않도록 지지한다.
상기 제 4 보조벽(214)은 소정 폭과 길이를 갖는 판상의 바로 형성된다. 상기 제 4 보조벽(214)은 제 3 보조벽(213)과 동일한 길이로 형성될 수 있다. 상기 제 4 보조벽(214)은 일측단이 제 3 보조벽(213)의 타측단과 결합되어 형성된다. 상기 제 4 보조벽(214)은 제 3 보조벽(213)으로부터 메인 프레임(100)의 내측 방향으로 직각으로 절곡되어 형성된다. 상기 제 4 보조벽(214)은 제 3 보조벽(213)으로부터 직각으로 절곡되므로 제 2 보조벽(212)과 평행한 평면을 이루도록 위치한다.
상기 제 4 보조벽(214)은 내측에서 외측으로 관통되는 힌지홀(214a)을 포함한다. 상기 힌지홀(214a)에는 도어(300)가 결합되는 힌지 블록(220)이 결합된다. 상기 힌지홀(214a)은 제 4 보조벽(214)의 상부와 하부에 각각 적어도 1개씩 형성될 수 있다. 상기 힌지 블록(220)은 랙 시스템에서 사용되는 일반적인 힌지 블록으로 형성될 수 있다. 상기 제 4 보조벽(214)에는 도어(300)가 힌지 블록(220)을 통하여 회동 가능하게 결합된다.
상기 도어(300)는 랙 시스템에 사용되는 일반적인 도어로 형성된다. 상기 도어(300)는 메인 프레임(100)의 전측에 대응되는 면적으로 형성된다. 상기 도어(300)는 힌지 블록에 의하여 보조 프레임(200)에 결합된다. 상기 도어(300)는 보조 프레임(200)의 제 4 보조벽(214)에 고정되는 힌지 블록에 결합된다. 상기 힌지 블록은 힌지홀(214a)에 볼트에 의하여 고정된다. 상기 도어(300)는 도금 강판 또는 도금되지 않은 강판으로 형성된다. 상기 도어(300)는 메인 프레임(100)과 별도로 제작되어 메인 프레임(100)에 결합되므로 메인 프레임(100)과 달리 도장되어 형성될 수 있다.
다음은 메인 프레임과 보조 프레임 및 트레이의 결합 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 메인 프레임(100)의 전측에 위치하는 메인 프레임 부재(110)의 메인홀(118)과 보조 프레임 부재(210)의 보조홀(211a)을 관통하도록 일부의 보조홀(211a)의 전측에서 볼트나 스크류가 삽입된다.
또한, 상기 메인 프레임(100)의 전측에 위치하는 메인 프레임 부재(110)의 메인홀(118)과 보조 프레임 부재(210)의 보조홀(211a)을 관통하도록 또 다른 일부 보조홀(211a)의 전측에서 인서트너트 또는 팝너트(230)가 삽입된다. 상기 인서트너트나 팝너트(230)의 헤드부는 보조 프레임 부재(210)의 전면에 위치한다. 상기 인서트너트 또는 팝너트(230)의 나사부와 변형부는 메인홀(118)과 보조홀(211a)에 삽입된다. 상기 인서트너트 또는 팝너트(230)는 별도의 공구를 사용하여 메인 프레임 부재(110) 및 보조 프레임 부재(210)에 체결한다. 상기 인서트너트 또는 팝너트(230)는 헤드부가 보조 프레임 전면과 접촉되고, 기둥부는 변형되면서 메인 프레임 부재(110)의 후면에 접촉된다. 따라서, 상기 인서트너트 또는 팝너트(230)는 메인 프레임 부재(110)와 보조 프레임 부재(210)에 고정된다. 또한, 상기 인서트너트 또는 팝너트(230)는 도장이 되지 않은 메인 프레임 부재(110)와 전기적으로 연결된다. 상기 인서트너트 또는 팝너트(230)는 도장된 보조 프레임 부재(210)의 전면 및 후면과 전기적으로 연결되지 않고도 매인 프레임(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다음으로, 상기 메인 프레임(100)에 이차전지 모듈이 장착된 트레이가 삽입된다. 상기 트레이에는 보조홀(211a)에 대응되는 위치에 형성되는 트레이홀이 구비된다. 상기 트레이홀을 관통하여 볼트가 삽입되며, 인서트너트 또는 팝너트(230)와 체결된다. 상기 트레이는 보조 프레임(200)에 고정된다. 한편, 상기 트레이는 트레이홀 주변이 미도장된 상태로 형성되며, 미도장 부위에 인서트너트 또는 팝너트(230)의 헤드부가 접촉된다. 상기 트레이는 인서트너트 또는 팝너트(230)와 볼트를 통하여 메인 프레임(100)과 전기적으로 연결되며, 메인 프레임(100)과 동일한 접지에 연결된다. 상기 보조 프레임 부재(210)는 메인 프레임(100)과 트레이를 반드시 전기적으로 연결할 필요가 없으므로, 보조홀(211a) 주변이 도장되어도 관계가 없다. 따라서, 상기 보조 프레임 부재(210)는 도장 과정에서 보조홀(211a) 주변에 대한 마스킹 공정이 필요없게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전력 저장 장치용 랙 시스템를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 메인 프레임
110: 메인 프레임 부재
200: 보조 프레임
210: 보조 프레임 부재
300: 도어

Claims (6)

  1. 복수 개의 막대 형상의 메인 프레임 부재가 결합되어 육면체 형상으로 형성되는 메인 프레임 및
    상기 메인 프레임의 전측에 조립되어 결합되고, 상기 메인 프레임에 삽입되는 트레이를 고정하는 보조홀을 구비하는 보조 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치용 랙 시스템.
  2. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 프레임은 상기 메인 프레임의 전측에서 양측에 결합되는 보조 프레임 부재를 포함하며,
    상기 보조 프레임 부재는 메인 프레임에 전측에 접촉하는 제 1 보조벽과 상기 제 1 보조벽으로부터 전측으로 연장되는 제 2 보조벽과 상기 제 2 보조 벽으로부터 제 1 보조벽과 평행하게 연장되는 제 3 보조벽을 구비하며,
    상기 제 2 보조벽은 외측에서 내측으로 관통되는 도입홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치용 랙 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 프레임 부재는 제 3 보조벽에서 상기 메인 프레임으로 직각으로 절곡되어 제 2 보조벽과 평행한 평면을 이루도록 형성되는 제 4 보조벽을 더 구비하고,
    상기 제 4 보조벽은 내측에서 외측으로 관통되는 힌지홀을 더 포함하며,
    상기 힌지홀에는 도어가 결합되는 힌지 블록이 볼트에 의하여 결합되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치용 랙 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 메인 프레임 부재는 상하 방향으로 이격되는 복수 개의 메인홀을 구비하며,
    상기 보조 프레임 부재는 상기 메인홀의 일부에 대응되는 위치에 형성되는 보조홀을 구비하며,
    상기 보조 프레임 부재는 상기 보조홀과 상기 메인홀에 삽입되는 볼트 또는 스크류에 의하여 조립되어 결합되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치용 랙 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 프레임은 도금 처리 강판으로 형성되면서 도장되지 않고 그라운드와 전기적으로 연결되며,
    상기 보조 프레임은 도장 처리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치용 랙 시스템.
  6. 복수 개의 막대 형상의 메인 프레임 부재가 결합되어 육면체 형상으로 형성되는 메인 프레임 및 상기 메인 프레임의 전측에 조립되어 결합되고, 상기 메인 프레임에 삽입되는 트레이를 고정하는 보조홀을 구비하는 보조 프레임을 포함하는 전력 저장 장치용 랙 시스템으로서,
    상기 메인 프레임은 도장되고 상기 보조 프레임은 도장되지 않으며, 상기 메인 프레임은 메인홀을 구비하고 상기 보조 프레임은 보조홀을 구비하며, 상기 메인홀에 결합되면서 상기 메인 프레임과 전기적으로 연결되는 인서트너트 또는 팝너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치용 랙 시스템.
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