用于儲能電池模塊的托架系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于儲能電池模塊的托架系統。根據本發明，托架系統包括：托架組件，該托架組件被構造成允許限定整個容納區域，多個電池模塊被以堆疊方式容納在該容納區域中；以及多個導軌框架，該導軌框架被以堆疊方式連接到托架組件使得電池模塊的底表面的邊緣被支撐，其中，電池模塊中的每個電池模塊的底表面設有導軌緊固部，該導軌緊固部具有相對于導軌框架縱向布置的并且位于聯接突起相應地與導軌框架接觸的位置處的彈性聯接突起，并且當電池模塊被安裝時，電池模塊垂直壓配到導軌框架中，因此將導軌緊固部連接到導軌框架。
【專利說明】用于儲能電池模塊的托架系統
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種用于儲能電池模塊的托架系統，并且更具體地涉及一種如下用于儲能電池模塊的托架系統，該儲能電池模塊的托架系統允許單元電池模塊的簡單組裝并且允許建立電網，諸如智能電網或者工業使用或家庭使用的備用電源的儲能系統所需的高電壓大容量儲能系統中的提高的冷卻效率。
[0002]本申請要求于2011年4月25日在韓國提交的韓國專利申請第10-號的優先權，通過引用將其全部公開并入本文。
【背景技術】
[0003]通常，智能電網被視為下一代電網，該電網將信息技術(IT)應用到現有的電力系統使得智能電網實時觀測和控制電網并且通過電力提供商和消費者之間的雙向通信優化電網的工作效率。此外，智能電網可以與近來需求量很大的電器，諸如可再生能源發電系統或電動車輛的充電系統聯合使用，并且可以通過實時提供消費者的電力使用信息提高電力利用率，因此降低不必要的電力設施投資和溫室氣體的排放。近來，由于電網的現代化和引發電網的廣泛研究的可再生能源的擴張，智能電網獲得眾多關注。
[0004]與智能電網相關的關鍵技術之一是儲能系統。儲能系統通過在非高峰期期間存儲電力并且在高峰期期間使用存儲的電力來提供負載均衡，因此有助于電力設備的有效利用。常規地，將夜間剩余電力轉變為水的動能并且存儲動能的抽水蓄能發電以及將多個鉛酸電池單元串聯或并聯地彼此組合的化學蓄能方法是常用的。
[0005]然而，抽水蓄能發電需要巨大的結構成本，因為它需要大量的水以及特定地理條件。在鉛酸電池單元的情況下，由于蓄能密度低，不能建立高電壓且大容量的儲能系統，與此同時，隨著具有高能量密度的鋰離子電池的發展，通過使用化學蓄能方法，高電壓大容量的儲能系統現在是可能的。
[0006]使用化學蓄能方法的蓄能系統包括構造為具有高能量密度的鋰離子電池的電池模塊，并且預定數目的電池模塊彼此電連接并且以多層級(stage)的形式裝載在托架系統中。
[0007]為了裝載電池模塊，托架系統應該維持一定的溫度和濕度、通風良好以及有利于簡單維護和維修。
[0008]裝載有電池模塊的常規儲能系統的托架系統將在下文參照【專利附圖】

【附圖說明】。
[0009]圖1是示出了常規電池模塊的托架系統的示意透視圖。
[0010]如圖1中所示，常規托架系統10包括:具有框架11和面板12的托架組件13 ;以及多個擱板14，預定數目的電池模塊I以多層級的形式安裝在擱板14上。多個擱板14被固定到托架組件13的框架11以具有多層級的形式。
[0011]在常規托架系統10中，因為每個電池模塊I的底部直接接觸擱板14，所以電池模塊I的底部不能通風。此外，在常規托架系統10中，電池模塊I被定位成與在擱板14中形成的聯接孔15配合，并且通過使用聯接構件16諸如螺栓將電池模塊I與擱板14固定在一起。然而，該結構需要擴大空間，并且組裝該常規托架系統10是不方便的。

【發明內容】

[0012]摶術問是頁
[0013]考慮到現有技術中的問題而設計了本公開，并且因此本公開的目的是提供儲能電池模塊的托架系統，該托架系統允許電池模塊被簡單地組裝在托架系統中并且確保了通過電池模塊的底表面的空氣路徑。
_4] 技術方案
[0015]為了實現上述目的，本公開提供一種用于儲能電池模塊的托架系統，該托架系統包括:托架組件，該托架組件被構造成具有能夠限定整個容納區域的形式，多個電池模塊以多層級的形式被容納在容納區域中；以及多個導軌框架，該導軌框架被聯接到托架組件的多個層級上以支撐電池模塊的底表面的邊緣，其中，該電池模塊中的每個電池模塊均具有底表面，在該底表面上與導軌框架的縱向方向對應地設置導軌固定部，導軌固定部在接觸所述導軌框架的位置處具有彈性聯接突起，并且當安裝電池模塊時，電池模塊被沿豎直方向朝向導軌框架按壓以將導軌固定部聯接到導軌框架。
[0016]優選地，電池模塊的導軌固定部中的每個導軌固定部通過卡扣配合聯接到導軌框架中的每個導軌框架。
[0017]優選地，托架組件和導軌框架限定了容納區域，該容納區域用于以多層級的形式容納電池模塊并且具有開口側，并且與導軌框架卡扣配合的電池模塊能夠通過每個層級的開口側被拆卸。
[0018]優選地，電池模塊的導軌固定部可以被布置在導軌框架之間并且具有聯接突起向外突出的結構，電池模塊的導軌固定部可以被布置在導軌框架外側并且具有聯接突起向內突出的結構。
[0019]優選地，導軌框架中的每個導軌框架具有向內凹進的凹槽，并且電池模塊的導軌固定部的聯接突起的尺寸被形成為插入到每個導軌框架的凹槽中。
[0020]優選地，托架組件包括:多個豎直托架框架，該豎直托架框架分別在托架組件的四個角部處沿豎直方向伸長以限定電池模塊的整個容納區域；以及面板，該面板附接到豎直托架框架的外側，其中，導軌框架中的每個導軌框架的邊緣被分別固定到豎直托架框架使得導軌框架具有多層級的形式。
[0021]可替代地，托架組件進一步包括:多個水平托架框架，該水平托架框架以多層級的形式分別聯接到右豎直托架框架和左豎直托架框架以限定用于裝載電池模塊的每個層級的高度，其中，導軌框架中的每個導軌框架的邊緣被分別固定到水平托架框架使得導軌框架具有多層級形式。
[0022]優選地，每個導軌框架的所述邊緣的底表面被分別固定到水平托架框架，并且水平托架框架支撐電池模塊使得以多層級的形式被容納的電池模塊不能夠通過開口側被拆卸。
[0023]優選地，電池模塊中的每個電池模塊均具有通風槽，該通風槽允許空氣在電池模塊的頂部和底部之間流動。
[0024]有利效果[0025]根據本公開，因為托架系統包括導軌狀的擱板，因此在不使用單獨的聯接構件的情況下，電池模塊可以被簡單地組裝到托架系統中。此外，在不擴大托架系統的空間的情況下，可以確保通過電池模塊的底表面的氣流路徑。換言之，在電池模塊的高冷卻效率的情況下，可以最優地利用空間，因此提高了采用儲能電池模塊的蓄能系統的穩定性和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]參照附圖，根據下面的實施例的說明，本公開的其它目的和方面將會顯而易見，在附圖中:
[0027]圖1是示出了用于電池模塊的常規托架系統的示意性透視圖；
[0028]圖2是示出了根據本公開的第一實施例的用于儲能電池模塊的托架系統的分解透視圖；
[0029]圖3是示出了圖2的電池模塊的底表面的底部透視圖；
[0030]圖4是示出了圖2的導軌框架和安裝在導軌框架上的電池模塊的各種實施例的局部橫截面圖；
[0031]圖5是示出了根據本公開的用于儲能電池模塊的托架系統中的氣流路徑的視圖；并且
[0032]圖6是示出了根據本公開的第二實施例的用于儲能電池模塊的托架系統的分解透視圖。
【具體實施方式】
[0033]在下文中，將參照附圖詳細說明本公開的優選實施例。在說明之前，應該理解用于說明書和所附權利要求書中的術語不應該被解釋成限制在通常的和字典的意思，而應當基于與本公開的技術方面對應的含義和概念，在允許發明人為了最佳說明而適當地限定術語的原則的基礎上進行解釋。因此，在此提出的說明僅為說明目的而優選的實例，并非旨在限制本公開的范圍，所以應該理解，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，其它的等同物和變型可以在此實施。
[0034]圖2是根據本公開的第一實施例的用于儲能電池模塊的托架系統的分解透視圖；圖3是示出了圖2的電池模塊的底表面的底部透視圖；圖4是示出了圖2的導軌框架和安裝在導軌框架上的電池模塊的各種實施例的局部橫截面圖；圖5是示出了根據本公開的用于儲能電池模塊的托架系統中的氣流路徑的視圖。
[0035]參照圖2，根據本公開的第一實施例的用于儲能電池模塊的托架系統100包括:托架組件110，該托架組件110被構造成具有能夠限定整個容納區域的形式，多個電池模塊I以多層級的形式被容納在容納區域中；和多個導軌框架120，該導軌框架被聯接到托架組件110上以支撐電池模塊I的底表面的邊緣。
[0036]同時，盡管沒有在圖2中示出，托架系統100可以進一步包括用于冷卻電池模塊I的冷卻裝置、用于將電池模塊I彼此電連接的電線以及用于執行每個電池模塊I的充電或放電動作和保護動作的控制器。
[0037]本公開的特征在于具有在托架系統100和電池模塊I之間的聯接結構，所以關于在圖2中未示出的部件的細節在這里不再說明。[0038]托架組件110包括多個豎直托架框架111，該豎直托架框架111分別在托架組件110的四個角部處沿豎直方向伸長以限定電池模塊I的整個容納區域，并且為了使導軌框架120具有多層級的形式，導軌框架120的邊緣被分別固定到豎直托架框架111。
[0039]而且，托架組件110和導軌框架120限定了用于以多層級的形式容納電池模塊I并且具有開口側的容納區域，并且在每個層級中至少裝載一個電池模塊I。
[0040]同時，為了保護裝載在托架組件110中的電池模塊1，托架組件110可以與面板113聯接，該面板113附接到豎直托架框架111的外側以形成托架系統100的外形。
[0041]電池模塊I包括作為蓄電單元的多個電池可充電單元，并且電池單元被彼此電連接。電池單元包括具有超級電容的雙電層電容器，或二次電池諸如鋰離子電池、鋰聚合物電池、N1-Cd電池、N1-MH電池、N1-Zn電池等。
[0042]參照圖3，電池模塊I包括在其底表面處的導軌固定部200。導軌固定部200與導軌框架120的縱向方向對應地設置并且在接觸導軌框架120的位置處具有由彈性材料制成的楔形聯接突起210。在該構造中，當安裝電池模塊I時，電池模塊被沿豎直方向朝向導軌框架120按壓以通過卡扣配合將導軌固定部200與導軌框架120聯接。電池模塊I還具有通風槽230使得空氣可以在電池模塊I的頂表面和底表面之間流動，因此在每個電池模塊I中形成允許空氣循環的氣流通道。被包括在電池模塊I中的多個電池單元被安裝在設置在相鄰的通風槽230之間的電池接納區(未示出)中。由電池接納區中的電池產生的熱量可以被轉移到流過通風槽230的空氣。
[0043]同時，電池模塊I的導軌固定部200和導軌框架120之間的聯接可以具有如下結構，在該結構中，導軌固定部200被布置在一對導軌框架120之間并且聯接突起210向外突出(圖4a);或具有如下結構，在該結構中，導軌固定部200被布置在一對導軌框架120的外側并且聯接突起210向內突出(圖4b);或具有如下結構，在該結構中，采用具有向內凹進的凹槽的導軌框架120c并且導軌固定部200的聯接突起210被形成為插入到導軌框架120c的凹槽中(圖4c)。然而，本公開并不限于在圖4中所示的導軌固定部的布置和電池模塊的聯接突起的形狀，并且因此顯然可以在此應用各種變型。
[0044]在本公開中，電池模塊I的導軌固定部200通過卡扣配合被聯接到導軌框架120，即使電池模塊I沿與聯接方向相反的方向被拉動，電池模塊I也不被拆下。因此，在不單獨使用聯接構件的情況下，電池模塊I可以與托架系統100組裝在一起。與此同時，為將電池模塊I從托架系統100中拆下，電池模塊I可以在導軌框架120上向右或向左滑動使得電池模塊I通過位于導軌框架120端部的開口側被拆卸。這時，盡管電池模塊I被保持在固定狀態中，但是優選地，單獨使用一種用于固定電池模塊I的裝置，以便支撐放置在導軌框架120的側面端部的電池模塊1，使得電池模塊I不通過開口側從容納區域拆下。
[0045]參照圖5，本公開可以確保通過電池模塊I的底表面的氣流路徑。氣流通道和在電池模塊I的頂部和底部形成的通風槽230 —起用以有效地冷卻電池模塊I。而且，在不擴大與用于裝載電池模塊I的框架構件分離的獨立空間的情況下，可以確保氣流路徑。
[0046]圖6是示出根據本公開的第二實施例的用于儲能電池模塊的托架系統分解透視圖。
[0047]參照圖6，除了被包括在托架組件110內的框架構件以外，根據本公開的第二實施例的用于儲能電池模塊的托架系統100進一步包括多個水平托架框架112。水平托架框架112以多層級的形式分別成對地聯接到豎直托架框架111的右側和左側兩側以限定電池模塊I的每個層級的高度。
[0048]水平托架框架112被分別固定到導軌框架120的底部邊緣使得導軌框架120具有多層級形式。水平托架框架112還支撐布置在容納區域的每個層級中的電池模塊1，使得電池模塊I不能通過開口側被拆下。為實現這一點，在電池模塊I被裝載在底部架上后，水平托架框架112被放置在裝載在底部架處的電池模塊I的頂部，并且水平托架框架112的高度是可調的或被組裝成防止電池模塊I的分離。通過使用與上述相同的方法，容納區域的每個層級順序地被電池模塊I填充，并且因此所有的電池模塊I可以被裝載在托架系統100 中。
[0049]根據本公開的托架系統可以被應用于所有類型的電力系統，諸如智能電網的蓄能系統，工業使用、家庭使用、能源充電站使用等的蓄能系統，備份使用的蓄能系統等。
[0050]已經詳細地說明了本公開。然而，應理解，因為根據詳細的描述在本公開的精神和范圍內的各種變化和變型對于本領域的技術人員將變得顯而易見，所以詳細的說明和具體的實例在表示本公開的優選實施例的同時，僅是為了說明的目的給出的。
【權利要求】
1.一種用于儲能電池模塊的托架系統，包括: 托架組件，所述托架組件被構造成具有能夠限定整個容納區域的形式，在所述容納區域中以多層級的形式容納多個電池模塊；以及 多個導軌框架，所述多個導軌框架被聯接到所述托架組件的多個層級以支撐所述電池模塊的底表面的邊緣， 其中，所述電池模塊中的每個電池模塊具有底表面，在所述底表面上與所述導軌框架的縱向方向對應地設置導軌固定部，所述導軌固定部在接觸所述導軌框架的位置處具有彈性聯接突起，并且當安裝所述電池模塊時，所述電池模塊被沿豎直方向朝向所述導軌框架按壓以將所述導軌固定部聯接到所述導軌框架。
2.根據權利要求1所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述電池模塊的所述導軌固定部中的每個導軌固定部通過卡扣配合被聯接到所述導軌框架中的每個導軌框架。
3.根據權利要求2所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述托架組件和所述導軌框架限定了容納區域，所述容納區域用于以多層級的形式容納所述電池模塊并且具有開口側，并且與所述導軌框架卡扣配合的所述電池模塊能夠通過每個層級的所述開口側拆卸。
4.根據權利要求2所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述電池模塊的所述導軌固定部被布置在所述導軌框架之間并且具有所述聯接突起向外突出的結構。
5.根據權利要求2所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述電池模塊的所述導軌固定部被布置在所述導軌框架的外側并且具有所述聯接突起向內突出的結構。
6.根據權利要求4或5所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述導軌框架中的每個導軌框架具有向內凹進的凹槽，并且所述電池模塊的所述導軌固定部的所述聯接突起的尺寸被形成為插入到每個導軌框架的所述凹槽中。
7.根據權利要求1所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述托架組件包括: 多個豎直托架框架，所述多個豎直托架框架分別在所述托架組件的四個角部處沿豎直方向伸長以限定所述電池模塊的整個容納區域；以及 面板，所述面板附接到所述豎直托架框架的外側， 其中，所述導軌框架中的每個導軌框架的邊緣被分別固定到所述豎直托架框架，使得所述導軌框架具有多層級的形式。
8.根據權利要求7所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述托架組件進一步包括:多個水平托架框架，所述多個水平托架框架以多層級的形式分別聯接到右豎直托架框架和左豎直托架框架以限定用于裝載所述電池模塊的每個層級的高度， 其中，所述導軌框架中的每個導軌框架的邊緣被分別固定到所述水平托架框架，使得所述導軌框架具有多層級的形式。
9.根據權利要求8所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，每個導軌框架的所述邊緣的底表面被分別固定到所述水平托架框架，并且 其中，所述水平托架框架支撐電池模塊，使得以多層級的形式被容納的電池模塊不能夠通過所述開口側被拆卸。
10.根據權利要求1所述的用于儲能電池模塊的托架系統，其中，所述電池模塊中的每個電池模塊均具有通風槽，所述通風槽允許空氣在所述電池模塊的頂部和底部之間流動。
【文檔編號】H01M2/10GK103503192SQ201280019286
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月25日 優先權日:2011年4月25日
【發明者】李汎炫, 樸美廷 申請人:株式會社Lg 化學