电池架和包括该电池架的能量存储装置的制作方法

1.本公开涉及电池架和包括该电池架的能量存储装置。
2.本技术要求2019年8月30日在韩国提交的韩国专利申请第10-2019-0107341号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.二次电池高度适用于各种产品，并且表现出诸如高能量密度等优异的电学性能，因此二次电池不仅常用于便携式设备，还用于由电源驱动的电动车辆(ev)或混合动力电动车辆(hev)。由于二次电池能够大大减少化石燃料的使用，并且在能量消耗期间不会产生副产品，因此二次电池作为提高环境友好性和能量效率的新能源正在引起人们的关注。
4.目前广泛使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单元二次电池单体、即单元电池单体的工作电压约为2.5v至4.5v。因此，如果需要更高的输出电压，可以将多个电池单体串联以构成电池组。另外，根据电池组所需的充电/放电容量，多个电池单体可以并联连接以构成电池组。因而，可以根据所需的输出电压或所要求的充电/放电容量而不同地设定电池组中所包括的电池单体的数量。
5.同时，当多个电池单体被串联或并联连接以构成电池组时，通常先构成包括至少一个电池单体的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其他部件来构成电池架。这里，根据各种电压和容量要求，能量存储系统可以被构造成包括至少一个电池架，所述至少一个电池架包括至少一个电池模块。
6.传统的电池架通常被设置在电池架容器等的空间中，并且包括多个电池模块以及用于容纳所述多个电池模块的电池架壳体。在所述多个电池模块的前部处设置有用于冷却的冷却风扇，并且在所述多个电池模块的后部处设置有用于将电池模块内部的空气排出的空气排出部。
7.当传统的电池架被安装在电池架容器等的空间中时，有必要确保用于冷却电池模块的空气流动路径。由于冷却风扇被安装在电池模块的前部处，并且在电池架壳体的前部处露出，所以工人等在安装期间很容易从视觉上识别冷却风扇，并且在确保电池架壳体的前部处的预定空间的同时安装电池架。
8.然而，电池模块的空气排出部被安装在电池架的后部处，因此工人等在安装期间不容易识别空气排出部，从而在安装电池架时相对难以确保后部处的空间。当然，在安装电池架时，为了确保整个电池架容器中的空间，电池架的后侧经常被安装成与诸如墙壁的结构紧密接触。
9.在安装电池架时，如果在电池架的后侧处没有确保预定的空间，则无法通过在电池模块的后部处的空气排出部顺利地排出空气，这大大降低了电池架的冷却性能。
10.因此，需要找到一种方法来确保安装电池架时的空气流动路径，使得电池架的冷却性能不会以后劣化。


技术实现要素：

11.技术问题
12.因此，本公开涉及提供可以在安装电池架时确保用于冷却的空气流动路径的电池架以及包括该电池架的能量存储系统。
13.另外，本公开也涉及提供可以防止冷却性能劣化的电池架以及包括该电池架的能量存储系统。
14.技术解决方案
15.在本公开的一个方面，提供了一种电池架，该电池架包括：多个电池模块，所述多个电池模块分别具有至少一个电池单体；电池架壳体，该电池架壳体被构造成容纳所述多个电池模块；以及间隔支架，该间隔支架被安装在所述电池架壳体的后部处，并且该间隔支架被构造成在所述电池架壳体的后部处确保预定间隔空间。
16.所述间隔支架可以被可枢转地安装在所述电池架壳体的后部处。
17.所述间隔支架可以被安装在所述电池架壳体的后表面的下端处。
18.所述间隔支架可以在第一位置和第二位置之间枢转，在所述第一位置处，所述间隔支架被布置成沿着所述电池架壳体的竖直方向平行于所述电池架壳体的后表面，在第二位置处，所述间隔支架被布置成沿着所述电池架壳体的水平方向从所述电池架壳体的后表面突出预定长度。
19.在搬运所述电池架时，所述间隔支架可以被布置在所述第一位置处，并且在安装所述电池架时，所述间隔支架可以被布置在所述第二位置处。
20.当所述间隔支架被布置在所述第二位置处时，所述预定间隔空间可以被形成在所述电池架壳体的后部处。
21.所述间隔支架可以从所述第一位置朝着所述第二位置弹性地枢转。
22.多个电池模块中的每一个电池模块可以包括：所述至少一个电池单体；模块壳体，该模块壳体被构造成容纳所述至少一个电池单体；冷却风扇，该冷却风扇被安装在所述模块壳体的前表面处，以引导空气进入所述模块壳体中；以及空气排出部，该空气排出部被设置在所述模块壳体的后表面处，以将通过冷却风扇吸入的空气排出到外部。
23.所述空气排出部可以将所述模块壳体中的空气朝着所述预定间隔空间排出。
24.另外，本公开还提供一种能量存储系统，该能量存储系统包括至少一个根据上述实施例的电池架。
25.有利效果
26.根据上述各种实施例，能够提供可以在安装电池架时确保用于冷却的空气流动路径的电池架以及包括该电池架的能量存储系统。
27.另外，根据上述各种实施例，能够提供可以防止冷却性能劣化的电池架以及包括该电池架的能量存储系统。
附图说明
28.附图示出了本公开的优选实施例，并且与上述公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因而本公开不应被解释成限于附图。
29.图1是用于示出根据本公开实施例的电池架的视图。
30.图2是示出图1的电池架的侧视图。
31.图3是用于示出图2的电池架的主要部分的视图。
32.图4是用于示出根据本公开另一实施例的电池架的视图。
33.图5和图6是用于示出图1所示电池架被搬运时的视图。
34.图7是用于示出图1所示电池架被安装时的视图。
35.图8和图9是用于示出图1所示电池架被冷却时的视图。
36.图10是用于示出根据本公开实施例的能量存储系统的视图。
具体实施方式
37.通过参考附图详细地描述本公开的实施例，本公开将变得更显而易见。应理解，本文中所公开的实施例仅是说明性的，以更好地理解本公开，并且本公开可以通过各种方式修改。另外，为了容易理解本公开，附图不按实际比例绘制，而是可能夸大了一些部件的尺寸。
38.图1是用于示出根据本公开实施例的电池架的视图，图2是示出图1的电池架的侧视图，图3是用于示出图2的电池架的主要部分的视图。
39.参考图1至图3，电池架10可以包括电池模块100、电池架壳体200以及间隔支架300。
40.所述电池模块100可以被设置成多个。多个电池模块100可以被容纳在所述电池架壳体200中，这将稍后说明。具体地，多个电池模块100可以沿着所述电池架壳体200的竖直方向被堆叠在所述电池架壳体200中，这将稍后说明。
41.多个电池模块100中的每个电池模块可以包括电池单体110、模块壳体130、冷却风扇150以及空气排出部170。
42.可以设置一个电池单体110或多个电池单体110。下文中，在该实施例中，将描述设置多个电池单体110的情形。
43.所述多个电池单体110是二次电池，并且可以被设置成袋型二次电池、方形二次电池和圆柱形二次电池中的至少一种。下文中，在本实施例中，将描述多个电池单体110是袋型二次电池的情形。
44.所述模块壳体130中可以容纳多个电池单体110。因而，所述模块壳体130可以具有用于容纳多个电池单体110的容纳空间。
45.所述冷却风扇150可以被安装在所述模块壳体130的前表面处、即所述模块壳体130的前部处。所述冷却风扇150可以将空气引导到所述模块壳体130中，以便冷却多个电池单体110。
46.所述空气排出部170可以被设置在所述模块壳体130的后表面处、即所述模块壳体130的后部处。所述空气排出部170可以通过所述冷却风扇150将被吸入到所述模块壳体130中的空气排出到所述模块壳体130的外部。具体地，所述空气排出部170可以将所述模块壳体130内部的空气朝着预定的间隔空间d排出，这将稍后说明。
47.所述电池架壳体200可以容纳多个电池模块100。具体地，所述电池架壳体200可以将多个电池模块100为容纳使得所述多个电池模块100沿着所述电池架壳体200的竖直方向堆叠。如果多个电池模块100被安装至所述电池架壳体200，则所述电池模块100的冷却风扇
150被布置在所述电池架壳体200的前部处，并且所述电池模块100的空气排出部170可以被布置在所述电池架壳体200的后部处。
48.所述间隔支架300被安装在所述电池架壳体200的后部处，并且在安装所述电池架10时，所述间隔支架300可以引导以确保所述电池架壳体200的后部处的预定间隔空间d。这里，所述间隔空间d优选地具有至少60mm的长度，以确保空气流动路径，并且所述间隔支架300可以被形成为至少确保上述间隔空间d的长度。
49.所述间隔支架300可以被可枢转地安装在所述电池架壳体200的后部处。具体地，所述间隔支架300被安装在所述电池架壳体200的后表面的底端处，并且可以被安装成在所述电池架壳体200的后表面的底端处枢转。
50.考虑到所述间隔支架300的枢转范围，所述间隔支架300可以在第一位置和第二位置之间枢转，在所述第一位置处，所述间隔支架300被布置成在所述电池架壳体200的竖直方向、即所述电池架壳体200的上下方向上平行于所述电池架壳体200的后表面，在第二位置处，所述间隔支架300被布置成沿着所述电池架壳体200的水平方向从所述电池架壳体200的后部突出预定长度。
51.这里，所述间隔支架300可以从所述第一位置朝着所述第二位置弹性地枢转。同时在所述第二位置处，所述间隔支架300被布置成向下倾斜预定角度，使得其端部可以与诸如地面g或墙壁w这样的结构接触。
52.在搬运所述电池架10时，所述间隔支架300可以被布置在所述第一位置处，在所述安装电池架10时，所述间隔支架300可以被布置在所述第二位置处。在所述间隔支架300被布置在所述第二位置处时，可以在所述电池架壳体200的后部处形成预定的间隔空间d。
53.下文中，将更具体地描述所述间隔支架300。
54.所述间隔支架300可以包括支架板310和支架铰链330。
55.所述支架板310具有大致矩形形状，并且可以被形成为沿着所述电池架壳体200的宽度方向具有预定长度。所述支架板310可以被连接到所述电池架壳体200，以能够在所述第一位置和第二位置之间枢转。
56.所述支架板310可以由金属材料制成。同时，可以在所述电池架壳体200的后部处设置磁性构件，以与所述支架板310磁性接触，从而在将所述间隔支架10布置在所述第一位置处时更稳定地固定所述间隔支架10。
57.所述支架铰链330被联接到所述支架板310和电池架壳体200，并且可以被安装在所述电池架壳体200的后表面的底端处。通过所述支架铰链330，工人等可以操纵所述支架板310进行枢转。同时，所述支架铰链330可以具有提供弹性力的弹性构件，使得所述支架板310可以被弹性地枢转。
58.图4是用于示出根据本公开另一实施例的电池架的视图。
59.根据该实施例的电池架20与前述实施例的电池架10类似，所以将不详细地描述与前述实施例的那些特征相同或类似的特征，而将详细地描述与前述实施例不同的特征。
60.参考图4，所述电池架20可以包括电池模块100、电池架壳体200、间隔支架300以及支架控制单元400。
61.电池模块100、电池架壳体200以及间隔支架300与前述实施例大致相同或类似，因而将不再详细地描述。
62.所述支架控制单元400被设置在所述电池架壳体200中，并且可以被电连接到所述间隔支架300。所述支架控制单元400可以控制所述间隔支架300的枢转运动。作为示例，当所述电池架20的电池架壳体200与地面g分离时(参见图1)，所述支架控制单元400可以使得所述间隔支架300枢转为被布置在第一位置处，并且当所述电池架20的电池架壳体200与地面g接触时，所述支架控制单元400可以使所述间隔支架300枢转以被布置在第二位置处。
63.为此，所述支架控制单元400包括：驱动马达，该驱动马达用于驱动所述间隔支架300；检测传感器，该检测传感器用于检测所述电池架壳体200与地面g的接触；控制板，该控制板用于控制驱动马达和检测传感器，等等。
64.以此方式，根据该实施例的电池架20可以通过电自动操作来代替单独的用户手动操作，从而经由支架控制单元400使间隔支架300进行枢转。
65.图5和图6是用于示出图1所示电池架被搬运时的视图，图7是用于示出图1所示电池架被安装时的视图。
66.参考图5和图6，当搬运所述电池架10以用于安装时，工人等可以将所述电池架10提起并移动到安装位置。当搬运所述电池架10时，所述电池架壳体200可以与地面g间隔开预定距离。
67.同时，当搬运所述电池架10时，所述间隔支架300可以在被放置于第一位置处的状态下被布置在所述电池架壳体200的后部处。在该实施例中，由于在所述间隔支架300与电池架壳体200被附接在一起的状态下搬运所述电池架10，所以当所述电池架壳体200被固定以用于安装时，与使用单独的锚固构件等来进行固定的传统情况相比，可以显著提高工作方便性。
68.此外，在该实施例中，在第一位置处，所述间隔支架300在平行于所述电池架壳体200的竖直方向的方向上被布置成与所述电池架壳体200的后表面紧密接触，所以可以最小化由于所述间隔支架300引起的电池架10的尺寸的增大。因而，能够降低所述电池架10的封装体积、最小化成本(诸如运输费用)的升高，并且提高用于搬运电池架10的封装工作的工作效率。
69.参考图7，当所述电池架10在被完全搬运后进行安装时，工人等可以将所述间隔支架300枢转到第二位置，使得所述电池架10在安装所述电池架10的空间中与诸如墙壁w这样的结构间隔预定距离。
70.同时，与前述实施例的电池架20(参见图4)类似，当所述电池架壳体200与地面g接触时，也可以由所述支架控制单元400自动地执行用于将所述间隔支架300朝着第二位置布置的操作。
71.如果所述间隔支架300被布置在上述第二位置处，则可以在所述电池架10的后部处形成预定的间隔空间d。在该实施例中，通过将所述间隔支架300布置在第二位置处，可以更容易确保所述间隔空间d。因而，在安装所述电池架10时，可以更容易且方便地确保用于冷却电池架10的空气流动路径。
72.如果如传统技术中那样使用单独的锚固构件等来安装电池架，则锚固构件可能由于工人等的失误而丢失，并且可能在还未安装锚固构件的状态下执行安装工作。在这种情况下，电池架10的后表面更加极有可能与诸如墙壁w这样的结构紧密接触。通常，这是由于工人等认为，将电池架10的后表面紧密附接到诸如墙壁w这样的结构在结构上更稳定。另
外，如传统技术中那样使用单独的锚固构件等来安装电池架，通常，由于锚固构件的特性，根据安装环境可以不使用电池架。
73.在该实施例中，借助于所述间隔支架300，通过在安装所述电池架10、20时根据工人等的手动操作而枢转，或者通过在所述电池架壳体200被布置在地面g上时自动执行枢转，从而所述间隔支架300可以被更方便地布置在第二位置处。因而，在安装所述电池架10、20时，可以在所述电池架10、20的后部处以更强制的方式容易且方便地确保预定的间隔空间d。
74.图8和图9是用于示出当被冷却时的图1所示电池架的视图。
75.参考图8和图9，为了冷却电池架10的电池模块100，可以通过被设置在所述电池模块100的前部处的冷却风扇150将空气引入电池模块100中。
76.被引入所述电池模块100中的空气可以冷却所述电池模块100的内部，之后，可以通过被设置在所述电池模块100后部处的空气排出部170将空气从所述电池模块100排出。
77.在该实施例中，如果安装所述电池架10，则通过所述间隔支架300在所述电池架10的后部处形成间隔空间d，由此确保空气流动路径。虽然未示出，但是前述实施例的电池架20(参见图4)也确保空气流动路径。
78.因而，在该实施例中，通过穿过所述电池架10的后部与诸如墙壁w这样的结构之间的间隔空间d而形成的空气流动路径，可以在多个电池模块100的空气排出部170处更平稳且有效地将空气排出到电池模块100的外部。
79.因此，由于在安装电池架10、20时，根据该实施例的电池架10、20具有用于确保冷却性能的空气流动路径，所以能够防止电池架10、20的冷却性能劣化，并且提高电池架10、20的冷却性能。
80.图10是用于示出根据本公开实施例的能量存储系统的视图。
81.参考图10，能量存储系统1是能量源，并且可以用于家用或工业用途。所述能量存储系统1可以包括至少一个前述实施例的电池架10或者该实施例中的多个电池架10、20以及用于容纳多个电池架10、20的电池架容器50。
82.由于根据该实施例的能量存储系统1包括前述实施例的电池架10、20，所以能够提供包括前述实施例的电池架10、20的所有优点的能量存储系统1。
83.根据上述各种实施例，能够提供可以在安装电池架10、20时确保用于冷却的空气流动路径的电池架10、20以及包括所述电池架10、20的能量存储系统1。
84.另外，根据上述各种实施例，能够提供可以防止冷却性能劣化的电池架10、20以及包括电池架10、20的能量存储系统1。
85.虽然已经示出并描述了本公开的实施例，但是应理解，本公开不限于所述的具体实施例，并且本领域技术人员可以在本公开的范围内做出各种改变和修改，并且不应从本公开的技术思想和观点单独地理解这些修改。