説明

エネルギー保存装置モジュール

【課題】本発明はエネルギー保存装置モジュールに関する。
【解決手段】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールは電極が順に連結された複数個のエネルギー保存ユニットと、上記エネルギー保存ユニットの間にそれぞれ備えられ、上記エネルギー保存ユニットを冷却させるために内部に冷却水流路が形成される冷却プレートと、上記エネルギー保存ユニットと上記冷却プレートを取り囲み、上記冷却水が流入され流出されるように流入口及び流出口を備え、上記冷却プレートに上記冷却水を供給するハウジングとを含むことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はエネルギー保存装置モジュールに関し、より詳細にはエネルギー保存ユニットを冷却させてモジュールの寿命及び性能を向上させるエネルギー保存装置モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的にエネルギー保存装置は電気エネルギーを内部に保存し、必要に応じて外部に供給する装置のことである。最近では、このようなエネルギー保存装置として2次電池(Ni−MH battery、リチウムイオンバッテリー(Li ion battery:LiB)など)または電気化学キャパシタ(スーパーキャパシタ)を指し示す場合が多い。
【0003】
このようなリチウムイオンバッテリーのような2次電池は、エネルギー密度の高い代表的なエネルギー保存装置である。しかし、2次電池はスーパーキャパシタに比べて出力特性が制限的であり、スーパーキャパシタは高出力保存装置であるが、リチウムイオンバッテリーに比べてエネルギー密度が低いという限界がある。
【0004】
従って、それぞれの限界を克服するために、エネルギー保存装置は、複数個を電気的に連結(直列または並列)して大容量のエネルギーを提供し、出力特性を向上させるエネルギー保存装置モジュールが開発される傾向にある。
【0005】
このようなエネルギー保存装置モジュールにおいて、大容量のエネルギーを提供し、出力特性を向上させるための重要な因子の1つが冷却である。
【0006】
従来、エネルギー保存装置モジュールの冷却システムは空冷を利用したヒートシンク方式を用いたもので、上記エネルギー保存装置モジュールの外部に冷却ファンをさらに設けなければならなかった。
【0007】
しかし、更なる冷却ファンの構成には、冷却ファンの形成位置によってエネルギー保存装置モジュール内部の温度分布の差が大きくなるという問題点がある。
【0008】
また、エネルギー保存装置モジュールの外部が遮蔽される環境にあると、冷却ファンにより冷却させてもモジュール内部の温度が低くならないという問題が生じた。
【0009】
従って、エネルギー保存装置モジュールの冷却効率を極大化し、モジュールの熱特性を向上させる研究が急がれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の目的は、冷却構造を改善してモジュールの熱特性を向上することで、モジュールの安全性及び寿命を高めるエネルギー保存装置モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールは、電極が順に連結された複数個のエネルギー保存ユニットと、上記エネルギー保存ユニットの間にそれぞれ備えられ、上記エネルギー保存ユニットを冷却させるために内部に冷却水流路が形成される冷却プレートと、上記エネルギー保存ユニットと上記冷却プレートを取り囲み、上記冷却水が流入され流出されるように流入口及び流出口を備え、上記冷却プレートに上記冷却水を供給するハウジングを含むことができる。
【0012】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記電極と上記冷却プレートは、接触を防ぐために離隔されて形成されたことを特徴とすることができる。
【0013】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記電極は上記エネルギー保存ユニットの一側面に形成され、上記冷却プレートは上記電極が形成された上記エネルギー保存ユニットの一側面の高さより低く形成され、上記電極と上記冷却プレートの接触を防ぐことを特徴とすることができる。
【0014】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記エネルギー保存ユニットは、1個または複数個のエネルギー保存装置で構成されたことを特徴とすることができる。
【0015】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記流入口及び上記流出口は、上記冷却流路と連通されて形成されたことを特徴とすることができる。
【0016】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記エネルギー保存ユニットと上記冷却プレートは、相互接触して位置することを特徴とすることができる。
【0017】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記ハウジングと上記冷却プレートは、一体に形成されたことを特徴とすることができる。
【0018】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記ハウジングは、上記エネルギー保存ユニットを収容する本体部と上記本体部を密閉する蓋部から成ることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によるエネルギー保存装置モジュールによると、冷却効率が増加してモジュールの寿命及び安全性を向上させることができる。
【0020】
また、エネルギー保存装置モジュールを構成するエネルギー保存ユニットを固定することができるため、振動及び衝撃による破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略斜視図である。
【図2】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略分解斜視図である。
【図3】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略断面図(図1のA−A'線の断面図)である。
【図4】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール内の冷却水の流れを図示した概略斜視図(図3のB−B'線の切開斜視図)である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下では、図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除などにより、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【0023】
また、各実施例の図面に示した同じ思想の範囲内で機能が同じ構成要素は同じ参照符号を用いて説明する。
【0024】
図1は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略斜視図である。
【0025】
図1を参照すると、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール300はエネルギー保存ユニット100と、ハウジング230と、冷却プレート200を含むことができる。
【0026】
上記エネルギー保存ユニット100は電気エネルギーを内部に保存し、必要に応じて外部に供給する装置であって、2次電池(Ni−MH battery、リチウムイオンバッテリー(Li ion battery:LiB)など)または電気化学キャパシタ(スーパーキャパシタ)であることができる。
【0027】
但し、上記エネルギー保存ユニット100は上述の種類に限定されず、電気エネルギーを保存した後、外部に供給できる装置であればよい。
【0028】
上記エネルギー保存ユニット100は電極120を備えることができ、上記電極120は正極電極及び負極電極であることができる。
【0029】
上記正極電極または負極電極は、後述する端子連結部材130により他のエネルギー保存ユニット100の正極電極または負極電極と連結されることができる。即ち、上記端子連結部材130は上記エネルギー保存ユニット100の電極120に締結されて複数のエネルギー保存ユニット100を直列または並列に、電気的に連結する。
【0030】
上記端子連結部材130により電気的に直列または並列連結された上記エネルギー保存ユニット100は大容量のエネルギーを提供することができ、上記エネルギー保存装置モジュール300の出力特性を向上させることができる。
【0031】
上記ハウジング230は蓋部220と本体部210で構成されることができ、上記エネルギー保存装置モジュール300の外観を構成することができる。
【0032】
上記本体部210の内部には、後述する冷却プレート200が備えられることができ、上記冷却プレート200は上記本体部210の内部の隔壁を形成する。
【0033】
また、上記冷却プレート200は上記エネルギー保存ユニット100の一面と全体的に接触して上記エネルギー保存ユニット100を冷却させる冷却装置として機能することができる。
【0034】
ここで、上記冷却プレート200は上記エネルギー保存ユニット100を冷却させる機能の他に上記本体部210の内部の隔壁を形成するため、上記本体部210の内部に位置した上記エネルギー保存ユニット100を安定的に固定することができる。
【0035】
従って、外部の衝撃や振動による上記エネルギー保存装置モジュール300の破損を防ぐことができ、上記エネルギー保存装置モジュール300の寿命を延ばすことができる。
【0036】
上記エネルギー保存装置モジュール300及び上記エネルギー保存装置モジュール300を構成する構成要素に対しては、図2から図4を参照して詳しく説明する。
【0037】
図2は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略分解斜視図(図1のA−A'線の断面図)であり、図3は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略断面図である。
【0038】
図2及び図3を参照すると、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール300は上述のように、エネルギー保存ユニット100と、ハウジング230と、冷却プレート200を含むことができる。
【0039】
上記エネルギー保存ユニット100は1個のエネルギー保存装置で形成されることができ、大容量のエネルギーを提供するために複数個で形成されてもよい。
【0040】
即ち、上記エネルギー保存ユニット100を形成するエネルギー保存装置の個数は制限されず、本発明の思想を理解する当業者の水準で変更できる。
【0041】
上記エネルギー保存装置は保存胴体110及び電極120を含んで構成されることができる。エネルギー保存ユニット100は、複数個のエネルギー保存装置で形成される場合、上記複数個のエネルギー保存装置を電気的に連結するために端子連結部材130及び固定部材140を含むことができる。そして、エネルギー保存ユニット100が複数個のエネルギー保存装置で形成される場合は、隣り合う電極120が端子連結部材130により締結されることによって、複数個のエネルギー保存装置の各々が連結されることができる。
【0042】
上記保存胴体110の内部にはエネルギーを保存することができる素子が内在されており、上記エネルギー保存ユニット100が電気化学キャパシタ(スーパーキャパシタ)であれば、内部には電気二重層などが形成されることができる。
【0043】
上記保存胴体110の一面には電極120が形成されており、上記保存胴体110の一面から外部に突出して形成されることができる。
【0044】
ここで、上記電極120は上記保存胴体110の内部に備えられる正極板、負極板の集電体(不図示)などと電気的に連結される端子であることができる。
【0045】
複数個の上記エネルギー保存ユニット100に形成された上記電極120は端子連結部材130により電気的に連結されることができ、上記端子連結部材130には上記保存胴体110の一面から突出して形成された上記電極120が挿入されるように挿入ホールが形成されることができる。
【0046】
従って、複数個の上記エネルギー保存ユニット100は上記挿入ホールに上記電極120が挿入され電気的に連結される。
【0047】
また、上記電極120が上記端子連結部材130に挿入された後、上記電極120を固定させるための手段として固定部材140が備えられることができる。
【0048】
上記固定部材140は上記端子連結部材130の一面と接触する部材であり、上記端子連結部材130に上記電極120が挿入された後、上記電極120に挿入されることができる。
【0049】
従って、上記固定部材140により上記端子連結部材130は上記電極120に安定的に固定されることができる。
【0050】
但し、最外郭に位置した上記電極120は、外部の電源入力装置の端子(不図示)と電気的に連結されるために上記端子連結部材130が要らないこともあり、最外郭に位置した上記電極120は上記エネルギー保存装置モジュール300に電源を供給する。
【0051】
ここで、上記固定部材140はリング状の部材で説明したが、リング状に限らず、ネジなどのように上記端子連結部材130と上記電極120を固定することができる手段であればよい。
【0052】
上記ハウジング230は、上記エネルギー保存装置モジュール300の外観を形成し、蓋部220と本体部210を含むことができる。
【0053】
上記本体部210の内部には上記エネルギー保存ユニット100を冷却させる冷却プレート200が備えられており、上記冷却プレート200は上記本体部210の内部の隔壁になることができる。
【0054】
即ち、上記エネルギー保存ユニット100は、上記本体部210の内部の隔壁である上記冷却プレート200の間に挿入され、上記エネルギー保存ユニット100は上記冷却プレート200の一面と接触することができる。
【0055】
言い換えれば、上記冷却プレート200は上記エネルギー保存ユニット100の間にそれぞれ備えられ、上記エネルギー保存ユニット100を冷却させる冷却装置であることができる。
【0056】
上記冷却プレート200の内部には冷却水の流れる流路が形成されることができ、上記流路は屈曲して形成された管状または空き空間で形成されることもできる。
【0057】
上記本体部210には、上記エネルギー保存ユニット100を冷却させる冷却水が流入される流入口215aが形成されることができ、上記流入口215aから上記冷却水が流入されて上記冷却プレート200の内部に入る。冷却プレート200と直交する本体部210の側壁の一方の内部には、流入口215a、および各々の冷却プレート200に形成された流路の一端と連通する流入口側流路が形成されている。また、冷却プレート200と直交する本体部210の側壁の他方の内部には、流出口215b、および各々の冷却プレート200に形成された流路の他端と連通する流出口側流路が形成されている。
【0058】
従って、上記本体部210と上記冷却プレート200は相互連通されて上記流入口215aから流入された上記冷却水が上記冷却プレート200の内部に流入される。
【0059】
また、上記冷却水は上記流入口215aから流入されて上記本体部210の一側面に形成された流出口215bを通じて外部に流出され、上記エネルギー保存装置モジュール300の外部に位置した冷却水循環装置(不図示)により循環される。
【0060】
従って、低温の冷却水は上記流入口215aから流入され上記冷却プレート200を経由して上記エネルギー保存ユニット100の熱を吸収した後、上記流出口215bへ流出されるという過程を経る。
【0061】
この際、上記のような作用を可能にする装置は、上記冷却水循環装置(不図示)であることができる。
【0062】
上記冷却水の流れに対しては図4を参照して詳しく説明する。
【0063】
上記冷却プレート200は上記エネルギー保存ユニット100の電極120が形成された一側面の高さより低く形成されることができ、これは上記冷却水が上記電極120に接触することを防ぐためである。
【0064】
即ち、上記冷却プレート200は上記電極120と所定距離離隔されて形成され、上記冷却プレート200の内部の流路に流れる冷却水が上記電極120と接触することを未然に防ぎ、上記エネルギー保存装置モジュール300の性能を増大させるためである。
【0065】
ここで、上記冷却プレート200は上記ハウジング230の本体部210と一体に形成されることができ、上記本体部210と上記冷却プレート200の一面は連通されて上記冷却水が流れることができる。
【0066】
図4は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール内の冷却水の流れを図示した概略斜視図(図3のB−B'線の切開斜視図)である。
【0067】
図4を参照すると、上記ハウジング230の本体部210の一側面に形成された上記流入口215aを通じて冷却水が流入されると、上記冷却水は上記冷却プレート200を通過するようになる。
【0068】
このとき、上記冷却プレート200の全外側面が上記エネルギー保存ユニット100の側面と接触し、上記冷却水が上記エネルギー保存ユニット100の熱を吸収する。
【0069】
このように熱を吸収した冷却水は、再び上記本体部210の一側面に形成された流出口215bを通じて外部に流出され、冷却水循環装置(不図示)により低温の冷却水は上記流入口215aに再び流入されるという過程を経る。
【0070】
従って、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール300は上記エネルギー保存ユニット100の保存胴体110の全外側面と接触する冷却プレート200により効果的に熱を外部に放出することができる。
【0071】
即ち、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール300は冷却水を利用して上記エネルギー保存ユニット100を冷却させる水冷式を用いることで、上記のような効果を奏することができる。
【0072】
以上の実施例より、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール300は上記エネルギー保存ユニット100と上記冷却プレート200との接触面積を大きくし、冷却水という水冷式を用いることで、冷却装置としての効率を極大化することができる。
【0073】
また、上記冷却プレート200は上記エネルギー保存ユニット100を冷却させる機能の他に上記本体部210の内部の隔壁を形成するため、上記本体部210の内部に位置した上記エネルギー保存ユニット100を安定的に固定することができる。
【0074】
従って、外部の衝撃や振動による上記エネルギー保存装置モジュール300の破損を防ぐことができ、上記エネルギー保存装置モジュール300の寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【0075】
100 エネルギー保存ユニット
110 保存胴体
120 電極
130 端子連結部材
140 固定部材
200 冷却プレート
210 本体部
220 蓋部
215a 流入口
215b 流出口
300 エネルギー保存装置モジュール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
各々が電極を有し、前記電極の各々が順に連結される複数個のエネルギー保存ユニットと、
前記エネルギー保存ユニットの間にそれぞれ備えられ、前記エネルギー保存ユニットを冷却させるために内部に冷却水流路が形成されている冷却プレートと、
前記エネルギー保存ユニットと前記冷却プレートを取り囲み、前記冷却水が流入され流出されるように流入口及び流出口を備え、前記冷却プレートに前記冷却水を供給するハウジングと
を含むエネルギー保存装置モジュール。
【請求項2】
前記電極と前記冷却プレートは接触を防ぐために離隔されて形成されたことを特徴とする請求項1に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項3】
前記電極は前記エネルギー保存ユニットの一側面に形成され、前記冷却プレートは前記電極が形成された前記エネルギー保存ユニットの一側面の高さより低く形成され、前記電極と前記冷却プレートの接触を防ぐことを特徴とする請求項1または2に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項4】
前記エネルギー保存ユニットは、1個または複数個のエネルギー保存装置で構成されることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項5】
前記流入口及び前記流出口は、前記冷却水流路と連通されて形成されたことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項6】
前記エネルギー保存ユニットと前記冷却プレートは接触して位置することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項7】
前記ハウジングと前記冷却プレートは一体に形成されたことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項8】
前記ハウジングは、前記エネルギー保存ユニットを収容する本体部と前記本体部を密閉する蓋部を含むことを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載のエネルギー保存装置モジュール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−43767(P2012−43767A)
【公開日】平成24年3月1日(2012.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−11576(P2011−11576)
【出願日】平成23年1月24日(2011.1.24)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】