KR20090117769A

KR20090117769A - 온도 조절 기구, 온도 조절 기구를 제어하는 방법 및 차량

Info

Publication number: KR20090117769A
Application number: KR1020097018257A
Authority: KR
Inventors: 겐지 기무라
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-11-12
Also published as: US20100116468A1; CN101622752A; WO2008107755A1; JP4396716B2; JP2008218147A; EP2171792A1

Abstract

온도 조절 기구는, 전원체(20) 및 상기 전원체(20)를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체(4)를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스(30)와, 상기 제1 열전달 매체(4)를 상기 케이스(30)의 내부와 외부 사이에서 이동시키기 위한 구동 장치(51)를 포함한다. 구동 장치(51)는 제1 열전달 매체(4)를 케이스(30)의 외부로 이동시켜 전원체(20)의 열전달부측의 케이스(30)의 구역에 제2 열전달 매체의 층(AS)이 형성되는 제1 상태를 성립시키고, 구동 장치(51)는 제1 열전달 매체를 케이스(30)의 내부로 이동시켜, 케이스(30)의 구역의 적어도 일부가 제1 열전달 매체(4)로 채워지는 제2 상태를 성립시킨다.

온도 조절 기구, 열전달부, 케이스, 열전달 매체, 구동 장치

Description

온도 조절 기구, 온도 조절 기구를 제어하는 방법 및 차량 {TEMPERATURE ADJUSTMENT MECHANISM, METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE ADJUSTMENT MECHANISM, AND VEHICLE}

본 발명은 전원체(power source)의 온도의 과도한 상승 및 저하를 방지하도록 구성된 온도 조절 기구, 온도 조절 기구를 제어하는 방법 및 온도 조절 기구를 갖는 차량에 관한 것이다.

다양한 하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차 및 전기 자동차가 전기 모터의 구동력에 의해 주행한다. 이러한 모터 구동 자동차는 종종 전기 모터에 공급되는 전력을 저장하기 위한 2차 전지 또는 커패시터(콘덴서)를 사용한다. 2차 전지의 성능 및 수명은 환경 온도에 크게 의존한다. 특히, 고온에서 2차 전지를 충전 및 방전하는 것은 2차 전지를 현저하게 열화시킬 수 있다.

상기 사항을 고려하여, 예를 들면, 일본공개특허공보 평09-259940호(JP-A-09-259940), 평11-307139호(JP-A-11-307139), 제2001-319697호(JP-A-2001-319697) 및 평09-167631호(JP-A-09-167631)호에는 2차 전지의 이러한 열화를 억제하기 위한 다양한 구성이 기재되어 있다.

도 10은 2차 전지(1102) 및 냉각액(1103)을 수용하는 케이스(1101)를 갖는 전지 팩(1100)을 도시한다. 전지 팩(1100)은 차량 본체(예를 들면, 플로어 패널)(200)에 접촉해 있다. 이 구성에 따르면, 2차 전지(1102)에서 발생된 열은 냉각액(1103)을 통해서 케이스(1101)로 전달되고, 그런 후 열은 케이스(1101)로부터 대기 및 케이스(1101)에 접촉된 차량 본체로 방열되어, 2차 전지(1102)의 온도 상승이 억제된다.

그러나, 이 구성에 따르면, 전지 팩(1100)이 차량 본체(200)와 접촉하기 때문에, 다음의 단점이 회피될 수 없다.

즉, 2차 전지는 주어진 작동 온도 범위 내에서는 충분한 축전 성능(power storage performance)을 발휘한다. 따라서, 2차 전지의 온도가 작동 온도 범위의 하한보다 낮거나 작동 온도 범위의 상한보다 높다면, 2차 전지의 축전 성능은 충분하지 않다.

도 10에 도시된 구조에 따르면, 전지 팩(1100)이 항상 차량 본체(200)와 접촉해 있기 때문에, 전지 팩(1100)은 환경 온도에 따라서 과도하게 냉각되거나 가열될 수도 있다. "전지 팩(1100)이 과도하게 냉각 또는 가열된다"라는 문장은 전지 팩(1100)이 이의 작동 온도 범위의 하한 아래로 냉각되는 경우 및 전지 팩(1100)이 이의 작동 온도 범위의 상한을 넘어 가열되는 경우를 나타낸다.

예를 들면, 겨울에는, 차량 본체(200)의 온도가 0℃보다 낮아질 수 있고, 이러한 경우 차량 본체(200)와 접촉하고 있는 전지 팩(1100)[2차 전지(1102)]은 과도하게 냉각된다. 한편, 여름에는, 차량 본체(200)의 온도가 높은 온도까지 상승하고, 그에 의해 차량 본체(200)에 접촉하고 있는 전지 팩(1100)이 과도하게 가열된 다.

이와 같이, 전지 팩(1100)이 차량 본체(200)에 접촉하고 있는 상기 구성에서는, 일부 경우, 전지 팩(1100)이 과도하게 냉각되거나 가열되어 충분한 축전 성능이 달성될 수 없다.

본 발명의 목적은 전원체의 과도한 온도 상승 및 온도 저하를 억제할 수 있는 온도 조절 기구, 이러한 온도 조절 기구를 제어하기 위한 제어 방법 및 이러한 온도 조절 기구를 갖는 차량을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양은 전원체의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 기구에 관한 것이다. 온도 조절 기구는 상기 전원체 및 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스와, 상기 제1 열전달 매체를 상기 케이스의 내부로부터 케이스의 외부로, 그리고 상기 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시키는 구동 장치를 포함한다. 상기 구동 장치는, 상기 제1 열전달 매체를 상기 케이스의 내부로부터 케이스의 외부로 이동시켜서 상기 케이스 내에 전원체의 열전달부측의 구역에 제2 열전달 매체(예를 들면, 공기)의 층이 생성되는 제1 상태를 성립시키도록 구성되고, 상기 구동 장치는, 상기 제1 상태에서 제1 열전달 매체를 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시켜서 상기 케이스 내의 구역의 적어도 일부(즉, 제2 열전달 매체의 층이 생성된 구역)가 제1 열전달 매체로 채워지는 제2 상태를 성립시키도록 구성된다.

상술된 온도 조절 기구에서는, 상기 열전달부는 대기와 전원체 사이에서 열을 전달하는 부분일 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구에서는, 제1 열전달 매체는 냉각액이고 제2 열전달 매체는 기체일 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구에서는, 상기 케이스는, 상기 열전달부와 일체화되거나 접촉하고, 상기 케이스 내의 제1 열전달 매체의 레벨이 변화함에 따라 케이스 내에서 내측면과 제1 열전달 매체 사이의 접촉 면적이 연속적으로 또는 단차식으로 변하도록 형성된 내측면을 갖는 벽부를 구비할 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구에서는, 상기 케이스의 벽부의 내측면은 원추 형상, 다각 피라미드 형상 또는 계단 형상을 가질 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구에서는, 상기 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 벽부 이외의 케이스의 벽부 중 하나 이상이 단열부를 가질 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구는 상기 구동 장치를 제어하는 제어기를 가질 수도 있다. 상기 제어기는, 상기 전원체의 온도 및 상기 열전달부의 온도에 관한 정보에 기초하여 상기 구동 장치를 제어하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구에서는, 상기 구동 장치는 제1 열전달 매체를 이동시키기 위한 펌프 및 상기 펌프를 통해 케이스의 외부로 이동된 제1 열전달 매체를 저장하기 위한 용기를 가질 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구에서는, 상기 제어기는 상기 전원체의 온도가 제1 기준 온도보다 높고 열전달부의 온도보다 낮을 때 또는 상기 전원체의 온도가 제2 기준 온도보다 낮고 상기 열전달부의 온도보다 높을 때, 상기 구동 장치를 제어하여 상기 제1 상태를 성립시킬 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구는 상기 케이스의 내부를, 전원체와 제1 열전달 매체를 수용하는 제1 구역과, 상기 제1 열전달 매체를 수용하고 상기 제2 열전달 매체의 층이 생성되는 제2 구역으로 분할하는 구획 부재를 가질 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구에서는, 상기 제2 열전달 매체의 층은, 상기 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 벽부의 내측면과 접촉할 수도 있다.

또한, 상술된 온도 조절 기구는 상기 케이스 내에 제1 열전달 매체의 유동을 생성하기 위한 교반 부재를 가질 수도 있다.

본 발명의 제2 태양은 전원체의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 기구에 관한 것이다. 이 온도 조절 기구는, 상기 전원체와 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스와, 상기 케이스 내에 제공되고, 상기 제1 열전달 매체의 열전달율보다 낮은 열전달율을 갖는 제2 열전달 매체(예를 들면, 기체 또는 액체)를 수용하도록 구성되고, 수용된 상기 제2 열전달 매체의 양에 따라 체적이 변할수 있는 열전달 매체 용기를 포함한다. 상기 열전달 매체 용기는, 케이스 내에 전원체의 열전달부측의 구역에 제2 열전달 매체의 층이 생성되도록 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기 내로 이동시켜서 열전달 매체 용기의 체적을 증가시킴으로써 성립되는 제1 상태와, 상기 제1 열전달 매체가 상기 전원체의 열전달부측의 구역(제2 열전달 매체의 층이 생성된 구역)으로 이동할 수 있도록 상기 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기로부터 인출하여 상기 열전달 매체 용기의 체적을 감소시킴으로써 성립되는 제2 상태에서 선택적으로 위치된다.

상술된 온도 조절 기구는, 상기 열전달 매체 용기의 체적이 증가함에 따라 제1 열전달 매체를 케이스의 내부로부터 외부로 이동시키고 상기 열전달 매체 용기의 체적이 감소함에 따라 상기 제1 열전달 매체를 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시키기 위해 사용되는 구동 기구를 포함할 수도 있다.

상기 열전달 매체 용기는 탄성일 수도 있다.

본 발명의 제3 태양은 전원체의 온도를 조절하기 위해 사용되는 온도 조절 기구를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 온도 조절 기구는, 상기 전원체와 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스를 갖는다. 상기 방법은, 케이스 내에서 상기 제1 열전달 매체의 열전달율보다 낮은 열전달율을 갖는 제2 열전달 매체의 층이 케이스 내의 전원체의 열전달부측의 구역 내에 생성되도록 상기 제1 열전달 매체를 케이스의 내부로부터 케이스의 외부로 이동시키는 단계와, 상기 제2 열전달 매체의 층이 생성된 후에, 상기 전원체의 열전달부측의 구역의 적어도 일부가 제1 열전달 매체로 채워지도록 상기 제1 열전달 매체를 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 제4 태양은 전원체의 온도를 조절하기 위해 사용되는 온도 조절 기구를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 온도 조절 기구는, 상기 전원체와 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스와, 상기 케이스 내에 제공되고 상기 제1 열전달 매체의 열전달율보다 낮은 열전달율을 갖는 제2 열전달 매체를 수용하도록 구성되고 상기 수용된 제2 열전달 매체의 양에 따라 체적이 변할 수 있는 열전달 매체 용기를 갖는다. 상기 방법은, 상기 케이스에서 상기 전원체의 열전달부측의 구역에 상기 제2 열전달 매체의 층이 생성되도록 상기 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기 내로 이동시킴으로써 상기 열전달 매체 용기의 체적을 증가시키는 단계와, 상기 제2 열전달 매체의 층이 생성된 후에, 상기 제1 열전달 매체가 전원체의 열전달부측의 구역으로 이동할 수 있도록 상기 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기로부터 인출함으로써 상기 열전달 매체 용기의 체적을 감소시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 제5 태양은 본 발명의 제1 태양 또는 제2 태양에 따른 온도 조절 기기구 제공된 차량에 관한 것이다. 상기 케이스는 차량의 본체로부터 이격될 수 있고, 상기 케이스 및 상기 차량의 본체는 열전달부를 통해 접속될 수도 있다. 또한, 상기 열전달부는 상기 차량의 본체의 일부일 수도 있다.

본 발명의 제1 내지 제5 태양에 따르면, 본 발명의 제1 내지 제5 태양에 따르면, 전원체를 적절하게 냉각하는 동시에, 주변 온도에 의해 유발될 수도 있는 전원체의 온도의 과도한 상승 및 저하를 억제하는 것이 가능하다.

즉, 본 발명의 제1 태양에 따른 온도 조절 기구에 의하면, 주어진 환경 조건 하에서 열전달부가 과도하게 냉각되거나 가열되는 때에도, 케이스 내에 생성되는 제2 열전달 매체층이 열전달부와 제1 열전달 매체 사이의 열전달을 억제하여, 케이스 내의 전원체의 과도한 가열 또는 냉각을 방지한다. 한편, 전원체가 열을 발생하고 있을 때, 제2 열전달 매체층이 생성되는 구역은 제1 열전달 매체로 채워져, 전원체의 열이 제1 열전달 매체를 통해 적절하게 방출된다(즉, 전원체는 제1 열전달 매체를 통해 적절하게 냉각된다).

다음으로, 본 발명의 제2 태양에 따른 온도 조절 기구에 의하면, 주어진 환경 조건 하에서 열전달부가 과도하게 냉각되거나 가열되는 경우에도, 케이스 내에 생성된 제2 열전달 매체층이 열전달부와 제1 열전달 매체 사이의 열전달을 억제하여, 케이스 내의 전원체의 과도한 가열 또는 냉각을 방지한다. 한편, 전원체가 열을 발생하고 있을 때, 제2 열전달 매체층이 생성된 구역은 제1 열전달 매체로 채워져 있어, 전원체의 열이 제1 열전달 매체를 통해 적절하게 방열된다(즉, 전원체가 제1 열전달 매체를 통해 적절하게 냉각된다).

본 발명의 상술한 그리고 추가의 구성 및 이점이 동일 요소에 동일 도면 부호를 사용한 첨부 도면을 참조하는 예시 실시예에 대한 후속 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 일부(전지 팩)의 분해 사시도이다.

도 2A는 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 사시도이고, 도 2B는 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 측면도이다.

도 3A 및 도 3B는 본 발명의 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 작동을 제어하기 위 한 시스템 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5는 본 발명의 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 작동 루틴을 설명하는 흐름도이다.

도 6A 내지 도 6C는 본 발명의 제1 예시 실시예의 변형예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 7A 및 도 7B는 본 발명의 제2 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 8A 및 도 8B는 본 발명의 제3 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 9A 및 도 9B는 본 발명의 제4 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 10은 종래의 전지 팩의 배치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 예시 실시예에 대해서 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 3B를 참조하여 본 발명의 제1 예시 실시예에 따른 온도 조절 기구에 대해서 설명한다. 도 1은 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 분해 사시도이며, 도 2A는 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 사시도이고, 도 2B는 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 측면도이다. 도 3A 및 도 3B는 제1 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

제1 케이스 부재(1)는 후술될 전지 유닛(2)용 개구부(11)를 갖는다. 제1 케 이스 부재(1)의 외측면에는 제1 케이스 부재(1)로부터의 방열[즉, 전지 유닛(2)으로부터의 방열]을 용이하게 하기 위하여 핀(12)이 형성된다. 핀(12)이 반드시 제공되어야 하는 것은 아님을 알아야 한다.

핀(12)의 수 및 핀(12)들 사이의 간격은 전지 유닛(2)의 열용량 등을 고려하여 설정된다. 제1 케이스 부재(1)는 높은 열전달성 및 높은 내식성을 갖는 재료로 만들어진다. 예를 들면, 제1 케이스 부재(1)는, 후술될 냉각액(4)(도 3 참조)의 열전달율과 같거나 그보다 높은 열전달율을 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 케이스 부재(1)는 금속(구리, 철 등)으로 만들어질 수 있다.

전지 유닛(2)은 복수의 단전지(20a)로 구성된 조전지(전원 조립체)(20)와, 조전지(20)를 양 측면으로부터 끼움 지지하는 클램프 부재(단부판)(21)를 갖는다. 단전지(20a)는 버스바(도시 생략)에 의해 전기적으로 직렬로 접속된다. 또한, 정극용 케이블 및 부극용 케이블(도시 생략)이 조전지(20)에 접속되고, 이들 케이블은 제1 케이스 부재(1)를 관통하고 제1 케이스 부재(1)의 외부의 전기 기기(예를 들면, 모터)에 접속된다.

제1 예시 실시예에서, 각 단전지(20a)는 원통형 2차 전지이다. 2차 전지의 예는 니켈-수소 전지, 리튬-이온 전지 등을 포함한다. 단전지(20a)의 형상이 원통형일 필요는 없다. 즉, 이는 정사각형 형상을 포함하는 다양한 다른 형상을 가질 수도 있다. 또한, 예시 실시예에서는 단전지(20a)로서 2차 전지가 사용되지만, 다르게는 예를 들면, 전기 이중층 커패시터(콘덴서) 또는 연료 전지일 수도 있다. 따라서, 단전지(20a)는 상술된 전기 기기용 전원으로서 역할을 한다.

제2 케이스 부재(3)는 제1 케이스 부재(1)의 개구부(11)를 덮는 상부판(31)과 상부판(31)의 4개의 코너부로부터 연장하는 다리부(32)를 갖는다. 상부판(31)에는 상부판(31)의 강도를 증가시키기 위해 복수의 프레임(31a)이 형성된다.

제2 케이스 부재(3)는 높은 열전달성 및 높은 내식성을 갖는 재료로 만들어진다. 예를 들면, 제2 케이스 부재(3)는 후술되는 냉각액(4)(도 3 참조)의 열전달율과 실질적으로 같거나 그보다 높은 열전달율을 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 케이스 부재(3)는 금속(구리, 철 등)으로 만들어질 수 있다.

제2 케이스 부재(3)는 나사 등을 사용하여 제1 케이스 부재(1)에 고정되어, 제1 케이스 부재(1) 및 제2 케이스 부재(3)는 함께 전지 유닛(2)이 위치되는 밀폐 공간을 형성한다. 개별 다리부(32)의 단부는 나사 등을 사용하여 차량 본체(40)에 고정된다(도 2B 참조). 차량 본체(40)는, 예를 들면, 차량의 플로어 패널 또는 본체 프레임이다.

각 다리부(32)의 길이는 제1 케이스 부재(1)의 높이보다 길다. 따라서, 제1 케이스 부재(1)의 바닥면은, 제1 케이스 부재(1)와 제2 케이스 부재(3)가 서로 연결되고 다리부(32)가 차량 본체(40)에 연결된 때, 차량 본체(40)의 표면으로부터 이격된다.

제1 케이스 부재(1) 및 제2 케이스 부재(3)에 의해 형성되는 공간[전지 유닛(2)을 수용하는 공간]은 전지 유닛(2)용 냉각액(4)으로 채워진다(도 3A 및 도 3B 참조). 이와 같이, 제1 케이스 부재(1) 및 제2 케이스 부재(3)는 함께 도 3A 및 도 3B에 도시된 케이스(30)를 구성한다. 이하에서 전지 유닛(2)을 수용하는 공간 이 필요한 경우 "전지 챔버"로서 참고될 것이다.

절연성 오일(예를 들면, 실리콘 오일) 또는 불활성 액체(예를 들면, 불소계 불활성 액체)가 냉각액(4)으로서 사용될 수 있다. 불소계 불활성 액체의 예는 Fluorinert, Novec, HFE(hydrofluoroether) 및 3M사의 Novec 1230을 포함한다.

케이스(30)의 전지 챔버(30a)에는 팬이 제공될 수도 있다. 이 경우, 케이스(30)의 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)은 팬을 구동(회전)함으로써 유동하게 될 수 있고, 그에 의해서 냉각액(4)에 의한 전지 유닛(2)의 냉각 효율이 향상된다.

도 3을 참조하면, 액체 레벨 조절 기구(5)가 케이스(30)에 접속된다. 액체 레벨 조절 기구(5)는 케이스(30)의 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨[즉, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 양]을 조절한다. 액체 레벨 조절 기구(5)는 케이스(30)의 양 단부에 접속된 배관(50)과 배관(50) 상에 제공된 펌프(51), 밸브(52) 및 리저브 탱크(53)를 갖는다.

리저브 탱크(53)의 일 측벽에는 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨[즉, 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 양]을 검출하는 2개의 액체 레벨 센서(54a, 54b)가 제공된다. 액체 레벨 센서(54a, 54b)는 리저브 탱크(53) 내의 다른 위치에 제공된다.

다음으로, 액체 레벨 조절 기구(5)의 동작에 대해서 설명한다.

제1 예시 실시예에서는, 우선, 도 3A에 도시된 바와 같이, 케이스(30)의 전지 챔버(30a)는 냉각액(4)으로 완전히 채워지고, 배관(50) 및 리저브 탱크(53)는 냉각액(4)으로 부분적으로 채워진다. 이 때, 케이스(30)의 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨과 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨은 실질적으로 서로 동일하다.

도 3A에 도시된 상태에서, 냉각액(4)은 전지 챔버(30a)의 모든 내측면 및 전지 유닛(2)의 각 단전지의 외측면과 접촉한다. 다시 말해, 이 때 냉각액(4)은 제2 케이스 부재(4)의 상부판(31)의 내측면과 제1 케이스 부재(1)의 내측면과 접촉한다.

도 3A에 도시된 상태에서, 펌프(51)가 구동되어 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)을 배관(50)을 통해 리저브 탱크(53) 내로 이동시킴에 따라, 리저브 탱크(53) 내의 공기는 전지 챔버(30a) 내로 이동하여, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨이 낮아지는 반면에 리저버 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨으 상승한다. 이 때, 밸브(52)는 개방되어 있다.

그 결과, 도 3B에 도시된 바와 같이 전지 챔버(30a)의 상부 영역 내에 공기층(AS)이 생성된다. 이 상태에서, 냉각액(4)은 전지 챔버(30a)의 상부 내측면[즉, 제2 케이스 챔버(3)]과 접촉하지 않고, 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨은 액체 레벨 센서(54a)의 위치와 일치한다. 전지 챔버(30a)의 상부 내측면이 실질적으로 편평(실질적으로 중력 방향에 직각)하다는 것을 알아야 한다.

도 3B에 도시된 상태에서, 밸브(52)는 폐쇄되어 유지되어, 배관(50) 내의 냉각액(4)이 배관(50)을 통해 전지 챔버(30a) 내로 이동하는 것을 방지하여, 도 3B에 도시된 상태가 유지된다.

도 3B에 도시된 상태에서, 펌프(51)가 구동되어 리저버 탱크(53) 내의 냉각 액(4)을 배관(50)을 통해 전지 챔버(30a) 내로 이동시키면, 전지 챔버(30a) 내의 공기는 리저브 탱크(53) 내로 이동하여, 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨이 낮아지는 동시에 전지 챔버(30a) 내의 냉각수(4)의 레벨이 상승한다. 이 때, 밸브(52)는 개방되어 있다.

그 결과, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨은 전지 챔버(30a)의 상부 내측면에 도달하고, 그에 의해 도 3A에 도시된 상태가 성립된다. 이 때, 냉각액(4)은 전지 챔버(30a)의 상부 내측면[제2 케이스 챔버(3)]과 접촉하고, 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨은 액체 레벨 센서(54b)의 위치와 일치한다.

제1 예시 실시예에서, 액체 레벨 센서(54a)는 도 3A에 도시된 상태에서 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨에 대응하는 위치에 위치되고, 액체 레벨 센서(54b)는 도 3B에 도시된 상태에서 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)의 레벨에 대응하는 위치에 위치된다. 따라서, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨은 2개의 액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력을 감시함으로써 확인될 수 있다.

즉, 액체 레벨 센서(54b)로부터 출력을 수신하면, 냉각액(4)이 전지 챔버(30a)의 상부 내측면과 접촉하고 있다는 것이 판정되고, 액체 레벨 센서(54a)로부터 출력을 수신하면, 냉각액(4)이 전지 챔버(30a)의 상부 내측면으로부터 떨어져 있다는 것이 판정된다.

상술된 액체 레벨 조절 기구(5)의 작동은 제어기(100)("제어기")에 의해서 제어된다. 도 4는 제어기(100)의 구성을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 제어기(100)는 펌프 구동 회로(101)를 통해 펌프(51)를 제 어하고, 밸브 구동 회로(102)를 통해 밸브(52)를 제어한다. 제1 온도 센서(103)가 전지 유닛(2)의 온도를 검출하는 데 사용되고 검출 결과를 제어기(100)로 출력한다. 제2 온도 센서(104)가 차량 본체(40)의 온도를 검출하는 데 사용되고 검출 결과를 제어기(100)로 출력한다. 액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력 신호는 제어기(100)에 입력된다.

제어기(100)는 차량의 운행 상태를 제어하기 위한 제어기로도 역할을 하도록 구성될 수 있다.

제1 온도 센서(103)는 전지 유닛(2)의 온도를 직접적으로 또는 간접적으로 검출하도록 구성된다. 즉, 제1 온도 센서(103)는 전지 유닛(2)과 접촉하여 이의 온도를 검출하도록 구성되거나, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)과 접촉하여 간접적으로 전지 유닛(2)의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.

마찬가지로, 제2 온도 센서(104)는 차량 본체(40)의 온도를 직접적으로 또는 간접적으로 검출하도록 구성된다. 차량 내에 이미 존재하는 센서가 제2 온도 센서(104)로서 사용될 수도 있다. 다르게는, 차량 본체(40)의 온도는 승객실에 제공된 공조기의 온도 제어 상태에 기초하여 추측될 수도 있다. 이 경우, 제2 온도 센서(104)는 제거될 수도 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여 제어기(100)에 의한 액체 레벨 조절 기구(5)의 구동 제어에 대해서 설명한다.

도 5를 참조하면, 스텝 S1에서, 제어기(100)는 제1 온도 센서(103)의 출력에 기초하여 전지 유닛(2)의 온도를 검출하고 제2 온도 센서(104)의 출력에 기초하여 차량 본체(40)의 온도를 검출한다. 스텝 S2에서는, 스텝 S1에서 검출된 전지 유닛(2)의 온도가 상측 임계값(upper threshold)보다도 높은 지의 여부를 판별한다. 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값보다도 높을 경우, 스텝 S3으로 진행한다. 한편, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값과 같거나 낮을 경우, 제어기(100)는 스텝 S6으로 진행한다.

상측 임계값은 전지 유닛(2)의 온도가 상승됨에 따라 발생하는 축전 성능의 열화를 억제하는 관점에서 미리 결정되고, 상측 임계값은, 예를 들면, 40℃도로 설정된다는 것을 알아야 한다.

스텝 S3에서, 제어기(100)는 전지 유닛(2)의 검출 온도가 차량 본체(40)의 검출 온도보다도 낮은 지의 여부를 판별한다. 전지 유닛(2)의 검출 온도가 차량 본체(40)의 검출 온도보다도 낮을 경우에는, 제어기(100)는 스텝 S4로 진행한다. 한편, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 차량 본체(40)의 검출 온도보다 높을 경우, 제어기(100)는 단계 S5로 진행한다.

스텝 S4에서, 제어기(100)는 펌프 구동 회로(101) 및 밸브 구동 회로(102)를 통해 펌프(51) 및 밸브(52)를 각각 구동하고, 그에 의해서 액체 레벨 조절 기구(5)가 도 3B에 도시된 상태("제1 상태")에 위치된다.

이 때, 액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력에 기초하여 액체 레벨 조절 기구(5)가 이미 도 3B에 도시된 상태에 있다고 판별되면, 액체 레벨 조절 기구(5)는 단순히 동일 상태로 유지된다. 한편, 액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력에 기초하여 액체 레벨 조절 기구(5)가 현재 도 3A에 도시된 상태에 있다고 판별되면, 제어 기(100)는 다음의 제어를 행한다.

즉, 제어기(100)는 펌프 구동 회로(101)를 통해 펌프(51)를 구동함으로써 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)을 배관(50)을 통해 리저브 탱크(53)로 이동시킨다. 이 때, 밸브(52)는 개방되어 있다.

액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력에 기초하여 냉각액(4)이 전지 챔버(30a)의 상부 내측면으로부터 이격되었다고 판별된 때, 제어기(100)는 펌프(51)의 구동을 정지시킨다. 그런 후, 제어기(100)는 밸브 구동 회로(102)를 통해 밸브(52)를 폐쇄하여, 액체 레벨 조절 기구(5)가 도 3B에 도시된 상태에 있게 한 후, 제어기(100)는 루틴의 현재 사이클을 종료한다.

한편, 스텝 S5에서, 제어기(100)는 펌프 구동 회로(101) 및 밸브 구동 회로(102)를 통해 펌프(51) 및 밸브(52)를 구동함으로써 액체 레벨 조절 기구(5)를 도 3A에 도시된 상태("제2 상태")에 있게 한다.

이 때, 액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력에 기초하여 액체 레벨 조절 기구(5)가 이미 도 3A에 도시된 상태에 있다고 판별되면, 액체 레벨 조절 기구(5)는 단순히 동일 상태로 유지된다. 한편, 액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력에 기초하여 액체 레벨 조절 기구(5)가 현재 도 3B에 도시된 상태에 있다고 판별되면, 제어기(100)는 다음의 제어를 행한다.

즉, 제어기(100)는 먼저 밸브 구동 회로(102)를 통해 밸브(52)를 개방하고 펌프 구동 회로(101)를 통해 펌프(51)를 구동하여, 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)을 배관(50)을 통해 전지 챔버(30a) 내로 이동시킨다.

그런 후, 액체 레벨 센서(54a, 54b)의 출력에 기초하여 냉각액(4)이 전지 챔버(30a)의 상부 내측면에 도달한 것이 판별된 때, 제어기(100)는 펌프(51)의 구동을 정지시킨다. 이 때, 밸브(52)는 열린 상태로 유지된다. 따라서, 액체 레벨 조절 기구(5)는 도 3A에 도시된 상태에 있게 되고 제어기(100)는 루틴의 현재 사이클을 종료한다.

한편, 스텝 S6에서, 제어기(100)는 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값(lower threshold)보다 낮은 지의 여부를 판별한다. 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값보다 낮은 경우, 제어기(100)는 스텝 S7로 진행한다. 그렇지 않다면, 제어기(100)는 스텝 S5으로 진행한다.

하측 임계값은 전지 유닛(2)의 온도가 저하함에 따라 발생하는 축전 성능의 열화를 억제하는 관점에서 미리 결정되고, 하측 임계값은 예를 들면, 10℃로 설정된다.

스텝 S7에서는, 제어기(100)는 전지 유닛(2)의 검출 온도가 차량 본체(40)의 검출 온도보다 높은 지의 여부를 판별한다. 전지 유닛(2)의 검출 온도가 차량 본체(40)의 검출 온도보다 높을 경우, 제어기(100)는 스텝 S4로 진행한다. 그렇지 않다면, 역으로 제어기(100)는 스텝 S5로 진행한다.

각 단전지(20a)는 충전 및 방전됨에 따라 열을 발생시키고, 발생된 열은 냉각액(4)을 통해 케이스(30)로 전달된다. 열은 케이스(30)에 전달된 후, 외부(대기)로 방출된다.

또한, 케이스(30)[제2 케이스 부재(3)]는 상술된 바와 같이 차량 본체(40)에 접속되기 때문에, 제2 케이스 부재(3)의 열은, 도 1에서 화살표로 표시된 경로를 통해 차량 본체(40)에 전달되고, 그런 후 외부(대기)로 방출된다. 이 경우, 제2 케이스 부재(3)의 상부판(31)의 프레임(31a) 및 다리부(32)는 본 발명의 "열전달부"에 대응하는 것으로 간주될 수도 있다. "열전달부"는 열이 전지 유닛(2), 냉각재(4) 및 케이스(30) 측과, 외부(대기) 사이에서 이를 통해 전달되는 부분, 즉 외부(대기)와 전지 유닛(2) 사이에서 열 전달(간접적인 열전달)을 가능하게 하는 부분이다.

전지 유닛(2)에서 발생된 열은 대부분 케이스(30)[제2 케이스 부재(3)]를 통해 차량 본체(40)에 전달된다.

도 3A에 도시된 상태에서, 전지 유닛(2)에서 발생된 열은 상술된 방열 경로를 통해 방출(방열)되어, 전지 유닛(2)의 온도 상승이 억제되고, 따라서 온도가 상승함에 따라 발생하는 각 단전지(20a)의 축전 성능의 열화를 감소시킨다.

한편, 도 3A에 도시된 상태에서, 차량 본체(40)가 과도하게 냉각되면, 차량 본체(40)에 접속된 케이스(30)의 일부[즉, 제2 케이스 부재(3)]가 냉각되고, 제2 케이스 부재(3)에 접촉하는 냉각액(4)이 제2 케이스 부재(3)에 의해서 냉각되어, 전지 유닛(2)이 과도하게 냉각되게 한다. 이는 각 단전지(20a)의 축전 성능을 열화시킬 수도 있다. 제1 예시 실시예에서, 어구 "과도하게 냉각된다"는 도 5의 루틴의 스텝 S6에서 "예"가 얻어지는 상태, 즉 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값보다 낮을 정도로 전지 유닛(2)이 냉각된 상태를 의미한다는 것을 알아야 한다. 이는 또한 후술되는 다른 예시 실시예 및 변형예에도 적용될 것이다.

한편, 도 3A에 도시된 상태에서, 차량 본체(40)가 과도하게 가열되면, 차량 본체(40)에 접속된 케이스(30)의 일부[즉, 제2 케이스 부재(3)]가 가열되어, 제2 케이스 부재(3)에 접촉하는 냉각액(4)이 가열되어, 전지 유닛(2)이 과도하게 가열된다. 이는 각 단전지(20a)의 축전 성능을 열화시킬 수도 있다. 제1 예시 실시예에서, 어구 "과도하게 가열된다"은 도 5의 루틴의 스텝 S2에서 "예"가 얻어진 상태, 즉 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값보다 높아질 정도로 전지 유닛(2)이 가열된 상태를 의미한다는 것을 알아야 한다. 이는 또한 후술되는 다른 예시 실시예 및 변형예에도 적용될 것이다.

상기에 비추어, 제1 예시 실시예에서는, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값보다 높고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 높을 때, 그리고 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값보다 낮고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 낮을 때, 액체 레벨 조절 기구(5)는 도 3B에 도시된 상태(제1 상태)에 있게 된다. 이 때, 냉각액(4)은 전지 챔버(30a)의 상부 내측면으로부터 이격되고, 이로써 전지 챔버(30a)의 상부 영역에 공기층(AS)이생성된다.

공기층(AS)의 열전달율이 냉각액(4)의 열전달율보다 낮기 때문에, 케이스(30)의 일부[제2 케이스 부재(3)]가 냉각되거나 가열된 때, 전지 챔버(30a)의 상부 내측면[제2 케이스 부재(3)의 상부판(31)]과 냉각액(4) 사이의 공기층(AS)은 냉각액(4)이 냉각되거나 가열되는 정도를 감소시켜서, 전지 유닛(2)이 냉각액(4)을 통해 과도하게 냉각 및 가열되는 것을 방지되고 따라서 각 단전지(20a)의 축전 성 능의 열화가 최소화될 수 있다.

더욱이, 단지 케이스(30)에 액체 레벨 조절 기구(5)를 연결하는, 예시 실시예에 채용된 구성은 간단하다.

또한, 제1 예시 실시예에서는, 도 2B에 도시된 바와 같이, 제1 케이스 부재(1)의 바닥면이 차량 본체(40)의 표면으로부터 이격되기 때문에, 차량 본체가 과도하게 냉각된 때 제1 케이스 부재(1)가 차량 본체(40)에 의해서 직접 냉각되지 않는다. 즉, 제1 케이스 부재(1)와 차량 본체(40) 사이의 공기층은, 차량 본체(40)가 냉각됨에 따라 제1 케이스 부재(1)가 냉각되는 정도를 최소화한다.

상술한 바와 같이, 제1 케이스 부재(1)와 제2 케이스 부재(3)는 서로 연결되어 있기 때문에, 제2 케이스 부재(3)가 과도하게 냉각된 때, 제1 케이스 부재(1)는 제1 케이스 부재(1)와 제2 케이스 부재(3) 사이의 연결부를 통해 냉각될 수 있고, 냉각액(4)은 제1 케이스 부재(1)에 의해서 냉각될 수 있다.

그러나, 상부 내측면 이외의 전지 챔버(30a)의 내측면에 단열층이 형성되면, 즉 단열층이 제1 케이스 부재(1)의 내측면에 형성되면, 제1 케이스 부재(1)에 의한 냉각액(4)의 냉각이 억제될 수 있다. 제1 케이스 부재(1)는 단열성 재료로 만들어질 수도 있다는 것을 알아야 한다.

다음으로, 도 6A 내지 도 6C를 참조하여, 제1 예시 실시예의 변형예에 대해서 설명한다. 도 6A 내지 도 6C는 변형예의 온도 조절 기구의 내측 구성을 각각 개략적으로 도시하는, 도 3A 및 도 3B에 대응하는 도면이다. 제1 예시 실시예에서 설명된 것과 동일한 요소에는 동일한 참조부호를 사용하였음을 알아야 한다.

제1 실시예에서는, 전지 챔버(30a)의 상부 내측면이 편평하지만, 변형예에서는, 전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)이 아래에서 자세하게 설명되는 것과 같이 경사져 있다.

전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)은, 전지 챔버(30a)의 측벽으로부터 배관(50)을 향해 경사져 있다. 상부 내측면(30b)은 중력 방향(도 6A 내지 도 6C의 상하 방향)에 대해 경사져 있다. 다시 말해, 전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)은 배관(50)과 케이스(30)의 연결부로부터 전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)의 주연부를 향해서 아래로(즉, 중력 방향으로) 경사져 있다.

상부 내측면(30b)은 중력 방향에 대하여 경사진 부분을 갖는다면 전체적으로는 임의의 형상으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 상부 내측면(30b)은 전체적으로 원추형 또는 다각 피라미드 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 상부 내측면(30b)은 다르게는 연속적인 경사면으로 형성되는 대신에 계단 형상일 수도 있다. 즉, 이 경우, 상부 내측면(30b)은, 중력 방향에 직각인 평면 상에서 측정된 전지 챔버(30a)의 상부 공간의 단면적이 배관(50) 측을 향해 연속적으로, 또는 단차식으로 감소한다면, 임의의 형상으로 형성될 수 있다.

변형예에서는, 상부 내측면(30b)을 형성하는 케이스(30)의 부분의 두께, 즉 제2 케이스 부재(3)의 상부판(31)의 두께가 배관(50)의 연결부를 향해 연속적으로 얇아진다. 전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)은 제2 케이스 부재(3)의 상부판(31)의 두께를 실질적으로 균일하게 유지하면서 경사질 수도 있다는 것을 알아야 한다.

또한, 변형예에서는, 도 6A 내지 도 6C에 도시된 바와 같이, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨이 3개의 위치 사이에서 절환된다. 보다 구체적으로, 3개의 액체 레벨 센서(54a, 54b, 54c)가 리저브 탱크(53) 내에 제공되고, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨이 액체 레벨 센서(54a 내지 54c)의 출력에 기초하여 판별된다.

도 6B는 냉각액(4)이 상부 내측면(30b)으로부터 이격된 상태를 도시하고, 이 상태는 차량 본체가 과도하게 냉각되고 가열됨에 기인한 전지 유닛(2)의 과도한 온도 상승 및 저하를 방지하기 위해 성립된다. 도 6A는 냉각액(4)이 상부 내측면(30b)과 완전히 접촉해 있는 상태를 나타내고, 도 6C는 냉각액(4)이 상부 내측면(30b)과 제한 접촉해 있는 상태를 나타낸다. 이들 상태는 전지 유닛(2)에서 충전 및 방전을 통해 발생된 열을 방출함으로써 전지 유닛(2)의 온도 상승을 억제하기 위해서 성립된다.

따라서, 변형예에서는, 전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)이 경사져 있고 따라서 전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)과 냉각액(4) 사이의 접촉 면적이 변화될 수 있다. 이런 방식으로, 전지 챔버(30a)의 상부 내측면(30b)과 냉각액(4) 사이의 접촉 면적이 변화하기 때문에, 케이스(30)의 상부 내측면(30b)을 통한 방열 특성이 대응하여 변화되고, 그에 의해서 전지 유닛(2)이 전지 유닛(2)의 온도에 따라 보다 적절하게 냉각될 수 있다.

변형예에서, 냉각 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨이 도 6A 내지 도 6C에 각각 도시된 3개의 상태 사이에서 절환되지만, 다르게는 전지 챔버(30a) 내의 냉각 액(4)의 레벨은 4개 이상의 상태 사이에서 절환될 수도 있다. 변형예에서 액체 레벨 조절 기구(5)는 제1 예시 실시예에서 설명된 것(도 5 참조)과 같이 구동될 수 있다는 것을 알아야 한다.

또한, 제1 예시 실시예 및 변형예에서 액체 레벨 센서가 리저브 탱크(53)에 제공되지만, 액체 레벨 센서는 케이스(30)의 전지 챔버(30a) 내에 제공될 수도 있다. 이 경우, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨은 직접 감시될 수 있다.

또한, 제1 예시 실시예에서는 액체 레벨 센서의 출력에 기초하여 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 액체 레벨이 판별되지만, 다르게 판별될 수도 있다. 예를 들면, 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨은 펌프(51)의 구동량을 감시함으로써 판별될 수도 있다. 보다 구체적으로, 펌프(51)의 구동량과 냉각액(4)의 이동량 사이의 관계가 미리 얻어지면, 펌프(51)의 구동량으로부터 냉각액(4)의 레벨이 판별될 수 있다.

다음으로, 도 7A 및 도 7B를 참조하여 본 발명의 제2 예시 실시예에 따른 온도 조절 기구에 대하여 설명한다. 도 7A 및 도 7B는 제2 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 각각 개략적으로 도시하는 도면이다. 제1 예시 실시예에서 기술된 것과 동일한 요소에는 동일한 참조부호를 사용하였음을 알아야 한다.

제1 예시 실시예에서는, 상술된 바와 같이, 공기층(AS)이 전지 챔버(30a) 내의 냉각액(4)의 레벨을 변경함으로써 선택적으로 생성 및 제거된다. 한편, 제2 예시 실시예에서는, 챔버(S1, S2)가 케이스(30) 내에 형성되고, 전지 유닛(2)은 챔버(S1) 내에 배치되고 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨[냉각액(4)의 양]이 제어된 다. 제2 예시 실시예의 특징을 이하에서 구체적으로 설명한다.

케이스(30)는 차량 본체(40) 상에 제공된 지지 부재(60)에 의해 지지되고, 그에 의해서 케이스(30)의 바닥면이 차량 본체(40)의 표면으로부터 이격된다.

케이스(30) 내에는 챔버(S1) 및 챔버(S2)를 서로로부터 구획하는 구획 부재(70)가 제공된다. 구획 부재(70)는 높은 열전달성 및 높은 내식성을 갖는 재료, 예를 들면 케이스(30) 내의 냉각액(4)의 열전달율과 같거나 그보다 높은 열전달율을 갖는 재료로 만들어진다. 보다 구체적으로는, 구획 부재(70)는 금속(구리, 철 등)으로 형성될 수 있다.

챔버(S1)는 전지 유닛(2) 및 냉각액(4)을 수용한다. 챔버(S1) 내의 냉각액(4)은 전지 유닛(2)의 각 단전지의 외면, 케이스(30)의 내측면 및 구획 부재(70)와 접촉하고 있다.

챔버(S2)는 냉각액(4)을 수용한다. 제1 예시 실시에에서 설명된 액체 레벨 조절 기구(5)가 챔버(S2)에 접속된다. 즉, 배관(50)은 챔버(S1)에 접속되고 배관(50)은 제1 예시 실시예의 리저브 탱크(53)에 대응하는 리저브 탱크(도시 생략)에 접속된다. 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 펌프(51) 및 밸브(52)에 대응하는 펌프 및 밸브가 배관(50) 상에 제공된다.

비록 도 7A 및 도 7B는 배관(50)이 차량 본체(40) 내로 하향 연장하는 것을 도시하지만, 배관(50)은 실제 케이스(30)와 차량 본체(40) 사이에 위치된다. 즉, 액체 레벨 조절 기구는 차량 본체(40) 상에 제공된다.

열전달판("열전달부")(80)이, 챔버(S2)를 한정하는 케이스(30)의 측벽과 접 촉하고 있다. 열전달판(80)은 높은 열전달성 및 높은 내식성을 갖는 재료, 예를 들면, 케이스(30) 내의 냉각액(4)의 열전달율과 같거나 그보다 높은 열전달율을 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 보다 구체적으로, 열전달판(80)은 금속(구리, 철 등)으로 만들어질 수 있다.

제2 예시 실시예에서, 챔버(S1)는 항상 냉각액(4)으로 채워져 있지만, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨은 액체 레벨 조절 기구가 구동됨에 따라 변화된다. 액체 레벨 조절 기구의 구동은 상술된 제1 예시 실시에에서와 같이 제어기에 의해서 제어된다.

즉, 도 7A에 도시된 상태에서 액체 레벨 조절 기구의 펌프가 구동됨에 따라, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)이 리저브 탱크 내로 이동되어, 도 7B에 도시된 상태가 성립된다. 이 때, 리저브 탱크 내의 공기는 배관(50)을 통해 챔버(S2)로 이동하고, 그에 의해서 챔버(S2) 내에 공기층이 생성된다. 상이한 구성요소를 갖는 다른 매체(예를 들면, 다른 기체)가 공기 대신에 사용될 수도 있다는 것을 알아야 한다.

한편, 도 7B에 도시된 상태에서 액체 레벨 조절 기구의 펌프가 구동됨에 따라, 리저브 탱크 내의 냉각액(4)이 케이스(30)의 챔버(S2)로 이동되어 도 7A에 도시된 상태가 성립된다. 이 때, 챔버(S2) 내의 공기는 배관(50)을 통해 리저브 탱크로 이동한다.

상술된 제1 예시 실시예에서와 같이, 리저브 탱크 또는 케이스(30)[즉, 챔버(S2)] 내에 액체 레벨 센서가 제공되면, 케이스(30)의 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨[즉, 냉각액(4)의 양]이 액체 레벨 센서를 사용하여 검출될 수 있다. 다르 게는, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨은 펌프의 구동량을 검출함으로써 판별될 수 있다.

도 7A에 도시된 상태에서, 케이스(30)의 챔버(S2)는 냉각액(4)으로 채워져 있다. 이 상태에서, 전지 유닛(2)이 충전 및 방전 등을 통해 열을 발생하면, 발생된 열은 전지 유닛(2)과 접촉하고 있는 냉각액(4)에 전달된다. 냉각액(4)의 열은 그런후 냉각액(4)의 자연적인 대류를 통해 구획 부재(70)로 전달되고, 구획 부재(70)의 열은 챔버(S2) 내의 냉각액(4)에 전달된다.

냉각액(4)의 유동을 생성하기 위해 챔버(S1) 내에 교반 수단이 제공될 수도 있다. 이 경우, 전지 유닛(2)의 냉각 효율은 더욱 향상된다.

한편, 열전달판(80)이 챔버(S2)를 한정하는 케이스(30)의 측벽과 접촉하고 있기 때문에, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)으로 전달된 열은 열전달판(80)을 통해 차량 본체(40)로 전달된다. 또한, 케이스(30) 내의 냉각액(4)의 열은 케이스(30)를 통해 대기로 또한 방출된다. 전지 유닛(2)에서 발생된 열은 대부분 열전달판(80)을 통해 차량 본체에 전달된다는 것을 알아야 한다.

전술한 바와 같이, 전지 유닛(2)에서 발생한 열은 냉각액(4) 및 케이스(30)를 통해 대기로 방출(방열)되고 케이스(30), 열전달판(80) 및 차량 본체(40)에 의해서 방열되고, 따라서 전지 유닛(2)이 충전 및 방전됨에 따라 발생하는 전지 유닛(2)의 온도 상승을 억제하고 각 단전지의 축전 성능의 열화를 최소화한다.

차량 본체(40)가 도 7A에 도시된 상태에서 과도하게 냉각되면, 케이스(30)는 열전달판(80)을 통해 과도하게 냉각되고, 이는 전지 유닛(2)의 온도의 과도한 저하 를 유발할 수도 있다. 한편, 차량 본체(40)가 과도하게 가열되면, 케이스(30)는 열전달판(80)을 통해 과도하게 가열되고, 이는 전지 유닛(2)의 온도의 과도한 상승을 유발할 수도 있다.

제2 예시 실시예의 구성에 따르면, 케이스(30)가 지지 부재(60)를 통해 차량 본체(40)의 표면으로부터 이격되기 때문에, 케이스(30)의 바닥면은 과도하게 냉각되거나 가열되지 않는다. 지지 부재(60)는 단열성 재료로 만들어질 수도 있다는 것을 알아야 한다.

제2 예시 실시예에서, 차량 본체(40)가 과도하게 냉각되거나 가열될 때, 도 7B에 도시된 바와 같이 챔버(S2) 내에 공기층이 생성되어, 챔버(S1) 내의 냉각액(4) 및 전지 유닛(2)이 챔버(S2)를 통해 과도하게 냉각되거나 과열되는 것이 방지된다.

즉, 챔버(S2) 내에 공기층이 있을 때, 열전달율은 챔버(S2)가 냉각액(4)으로 채워져 있을 때보다 낮고, 따라서 챔버(S1) 내의 냉각액(4) 및 전지 유닛(2)은 열전달판(80)이 냉각되거나 가열됨에 따라 과도하게 냉각 및 가열되는 것이 방지된어, 과도한 가열 및 냉각의 결과로서 유발될 수 있는 각 단전지의 축전 성능의 열화가 최소화될 수 있다.

제2 예시 실시예에서, 액체 레벨 조절 기구는 제1 예시 실시예에서 설명된 것(도 5 참조)과 같이 구동될 수 있다.

즉, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값보다도 높고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 낮을 때, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값과 하측 임계값 사이에 있을 때, 그리고, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값보다도 낮고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 높은 때, 액체 레벨 조절 기구는 도 7A에 도시된 상태("제2 상태")에 있게 된다. 한편, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값보다 높고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 높을 때, 그리고, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값보다 낮고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 낮을 때, 액체 레벨 조절 기구는 도 7B에 도시된 상태("제1 상태")에 있게 된다.

비록 제2 예시 실시예의 액체 레벨 조절 기구가 챔버(S2)가 냉각액(4)으로 완전히 채워진 상태와 챔버(S2)가 공기로 채워진 상태 사이에서 절환되지만, 액체 레벨 조절 기구는 다르게 동작될 수도 있다. 예를 들면, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨이 단계적으로 변화될 수도 있다. 이 경우, 전지 유닛(2)의 온도[즉, 전지 유닛(2)으로부터의 방열]는 제1 예시 실시예의 변형예에서와 같이 단계식으로 조절될 수 있다.

또한, 비록 제2 예시 실시예에서 챔버(S1)와 챔버(S2)는 모두 냉각액(4)으로 채워지지만, 이들은 상이한 냉각액으로 채워질 수도 있다. 또한, 제1 예시 실시예에서 설명된 바와 같이, 열전달판(80)과 접촉하고 있는 측벽의 내측면 이외의 케이스(30)의 내측면에 단열층이 형성될 수도 있다. 이 경우, 열전달판(80)이 과도하게 냉각되거나 가열되는 때에도, 단열층은 챔버(S1) 내의 냉각액(4)이 케이스(30)를 통해 냉각 및 가열되는 정도를 감소시킨다.

다음으로, 도 8A 및 도 8B를 참조하여 본 발명의 제3 예시 실시예에 따른 온도 조절 기구에 대해서 설명한다. 도 8A 및 도 8B는 각각 제3 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 제1 및 제2 예시 실시예에서 설명된 것과 동일한 요소에는 동일한 도면부호를 사용하였음을 알아야 한다.

제3 예시 실시예의 온도 조절 기구의 구성은 제2 예시 실시예의 온도 조절 기구의 것과 거의 동일하다. 즉, 제2 예시 실시예에서도, 케이스(30)는 서로로부터 구획된 2개의 챔버(S1, S2)를 갖는다. 그러나, 챔버(S1, S2)가 배치되는 방향이 제2 예시 실시예에서의 것과 상이하다. 제3 예시 실시예의 특징에 대해 이하에 구체적으로 설명한다.

케이스(30)는 차량 본체("열전달부")(40)에 배치되고 케이스(30)의 바닥면은 차량 본체(40)의 표면과 접촉한다.

케이스(30) 내부에는 챔버(S1)와 챔버(S2)를 서로로부터 구획하는 구획 부재(70)가 제공된다. 구획 부재(70)는 높은 열전달성 및 높은 내식성을 갖는 재료, 예를 들면, 케이스(30) 내의 냉각액(4)의 열전달율과 같거나 그보다 높은 열전달율을 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 보다 구체적으로, 구획 부재(70)는 금속(구리, 철 등)으로 만들어질 수도 있다.

챔버(S1)는 전지 유닛(2)과 냉각액(4)를 수용한다. 챔버(S1) 내의 냉각액(4)은 전지 유닛(2)의 각 단전지의 외측면, 케이스(30)의 내측면 및 구획 부재(70)와 접촉한다.

챔버(S2)는 냉각액(4)을 수용한다. 챔버(S2)는 챔버(S1)의 차량 본체(40) 측에 위치된다. 제1 예시 실시예의 것과 실질적으로 동일한 구성을 갖는 액체 레벨 조절 기구가 챔버(S2)에 접속된다. 즉, 배관(50)은 챔버(S2)에 접속되고, 배관(50)은 제1 예시 실시예의 리저브 탱크(53)에 대응하는 리저브 탱크까지 연장한다(도면에서 도시 생략). 펌프(51) 및 밸브(52a)가 배관(50)의 일 단부에 제공되고 밸브(52b)가 배관(50)의 다른 단부에 제공된다.

제3 예시 실시예에서, 챔버(S1)는 항상 냉각액(4)에 의해 완전히 채워져 있는 반면 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨[즉 냉각액(4)의 양]은 액체 레벨 조절 기구가 구동됨에 따라 변화한다. 액체 레벨 조절 기구의 구동은 제1 예시 실시예에서와 같이 제어기에 의해서 제어된다.

펌프(51)가 도 8A에 도시된 상태에서 구동됨에 따라, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)은 리저브 탱크 내로 이동되어 도 8B에 도시된 상태가 성립된다.

이 때, 리저브 탱크 내의 공기가 배관(50)을 통해 챔버(S2) 내로 이동하고, 그에 의해서 챔버(S2) 내에 공기층이 생성된다. 이 때, 밸브(52a, 52b)는 모두 폐쇄되어 유지된다. 도 8B에 도시된 상태에서, 밸브(52a)의 챔버(S2) 측의 배관(50)의 부분은 공기에 의해 점유되지만 밸브(52a)의 리저브 탱크측의 배관(50)의 부분은 냉각액(4)에 의해서 점유된다.

비록 제3 예시 실시예에서 챔버(S2) 내에 공기층이 생성되지만, 다르게는 다른 기체의 층이 공기 대신에 사용될 수도 있다.

한편, 펌프(51)가 도 8B에 도시된 상태에서 구동됨에 따라, 리저브 탱크 내의 냉각액(4)은 케이스(30)의 챔버(S2) 내로 이동되어, 도 8A에 도시된 상태가 성 립된다. 이 때, 챔버(S2) 내의 공기는 배관(50)을 통해 리저브 탱크로 이동한다.

이 때, 밸브(52a, 52b)는 모두 개방 상태이다. 도 8A에 도시된 상태에서, 밸브(52b)의 챔버(S2) 측의 배관(50)의 부분은 냉각액(4)에 의해 점유되지만 밸브(52b)의 리저브 탱크 측의 배관(50)의 부분은 공기에 의해 점유된다.

상술된 제1 예시 실시예에서와 같이, 리저브 탱크 또는 케이스(30)[즉, 챔버(S2)] 내에 액체 레벨 센서가 제공되면, 케이스(30)의 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨[즉, 냉각액(4)의 양]은 액체 레벨 센서를 사용하여 검출될 수 있다. 다르게는, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 레벨은 펌프(51)의 구동량을 검출함으로써 판별될 수도 있다.

도 8A에 도시된 상태에서, 케이스(30)의 챔버(S2)는 냉각액(4)으로 완전히 채워진다. 이 상태에서, 전지 유닛(2)이 충전 및 방전 등을 통해 열을 발생하면, 발생된 열은 전지 유닛(2)과 접촉하고 있는 냉각액(4)으로 전달된다. 그런 후 냉각액(4)의 열은 냉각액(4)의 자연적인 대류를 통해 구획 부재(70)에 전달되고, 구획 부재(70)의 열은 챔버(S2) 내의 냉각액(4)으로 전달된다.

냉각액(4)의 유동을 생성하기 위하여 챔버(S1) 내에 교반 부재가 제공될 수도 있다. 이 경우, 전지 유닛(2)의 냉각 효율이 더욱 향상된다.

또한, 챔버(S2)를 형성하는 케이스(30)의 바닥면이 차량 본체(40)와 접촉하기 때문에, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)으로 전달된 열은 케이스(30)를 통해 차량 본체(40)로 전달된다. 냉각액(4)으로 전달된 열의 일부는 케이스(30)를 통해 외부(대기)로 방출된다.

상술된 바와 같이, 전지 유닛(2)에서 충전 및 방전에 의해 발생된 열은 냉각액(4) 및 케이스(30)를 통해 대기로 방출(방열)되고 케이스(30) 및 차량 본체(40)에 의해 방열되어, 전지 유닛(2)의 온도 상승을 억제하고 각 단전지의 축전 성능의 열화를 최소화한다.

차량 본체(40)가 도 8A에 도시된 상태에서 과도하게 냉각되거나 가열되면, 차량 본체(40)와 접촉하는 케이스(30)는 과도하게 냉각되거나 가열될 수도 있다. 케이스(30)[챔버(S1, S2)] 내의 냉각액(4)이 과도하게 냉각되면, 챔버(S1) 내의 전지 유닛(2)이 과도하게 냉각될 수 있다.

제3 예시 실시예에서, 차량 본체(40)가 과도하게 냉각되거나 가열된 때, 도 8B에 도시된 바와 같이, 챔버(S2) 내에 공기층이 형성되고, 그에 의해서 챔버(S1) 내의 냉각액(4) 및 전지 유닛(2)이 챔버(S2)를 통해 과도하게 냉각되거나 가열되는 것이 방지된다.

즉, 챔버(S2) 내에 공기층이 있을 때, 챔버(S2)가 냉각액(4)에 의해 채워진 때보다 열전달율이 낮다. 이와 같이, 챔버(S1) 내의 냉각액(4) 및 전지 유닛(2)이 열전달판(80)이 냉각되거나 가열됨에 따라 과도하게 냉각되거나 가열되는 것이 방지되고, 따라서 전지 유닛(2)의 과도한 가열 및 냉각에 의해 유발될 수도 있는 각 단전지의 축전 성능의 열화가 최소화된다.

제3 예시 실시예에서, 액체 레벨 조절 기구는 제1 예시 실시예(도 5 참조)에서와 같이 구동될 수 있다.

즉, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값보다 높고 차량 본체(40)의 검 출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 낮을 때, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값과 하측 임계값 사이에 있을 때, 또는 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값보다 낮고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 높을 때, 액체 레벨 조절 기구는 도 8A에 도시된 상태("제2 상태")에 있게 된다. 한편, 전지 유닛(2)의 검출 온도가 상측 임계값보다 높고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 높을 때, 그리고 전지 유닛(2)의 검출 온도가 하측 임계값보다 낮고 차량 본체(40)의 검출 온도가 전지 유닛(2)의 검출 온도보다 낮을 때, 액체 레벨 조절 기구는 도 8B에 도시된 상태("제1 상태")에 있게 된다.

제3 예시 실시예의 구성에 따르면, 그 내부에 공기층을 생성하기 위하여 챔버(S2)로부터 전체 냉각액(4)을 취출할 필요가 없다. 즉, 챔버(S2) 내의 냉각액(4)의 일부를 리저브 탱크로 이동시킴으로써 챔버(S2) 내에 공기층이 생성될 수 있다. 따라서, 차량 본체(40)가 과도하게 냉각되거나 가열됨에 따라 유발될 수도 있는 전지 유닛(2)의 온도의 과도한 상승 및 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제1 예시 실시예에서 설명된 바와 같이, 차량 본체(40)와 접촉하고 있는 벽의 내측면 이외의 케이스(30)의 내측면에 단열층이 형성될 수도 있다. 이 경우, 차량 본체(40)가 과도하게 냉각되거나 가열되는 때에도, 단열층은 챔버(S1) 내의 냉각액(4)이 케이스(30)를 통해 냉각되거나 가열되는 정도를 감소시킨다.

다음으로, 도 9A 및 도 9B를 참조하여 본 발명의 제4 예시 실시예에 따른 온도 조절 기구에 대해 설명한다. 도 9A 및 도 9B는 제4 예시 실시예의 온도 조절 기구의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 제1, 제2 및 제3 예시 실시예 에서 설명된 것과 동일한 요소에는 동일한 부호를 사용하였음을 알아야 한다.

제4 예시 실시예에서, 케이스(30)의 구성은 제1 예시 실시예의 케이스(30)의 것과 실질적으로 동일한다. 즉, 제4 예시 실시예에서, 방열은 도 3에 도시된 경우에서와 같이 케이스(30)의 상부를 통해 수행된다.

케이스(30)는 전지 유닛(2)과 냉각액(4)을 수용한다. 또한, 중공 탄성 부재(90)가 케이스(30)에 제공된다. 탄성 부재(90)는 전지 유닛(2)(적어도 하나의 단전지)에 고정된다.

관형 부재(91)가 탄성 부재(90)에 접속된다. 관형 부재(91)를 통해 탄성 부재(90) 내외로 공기가 유동된다. 관형 부재(91)는 탄성 변형 가능하고 케이스(30)를 외부까지 관통한다. 관형 부재(91)는 탄성 부재(90) 내로 공기를 공급하고 탄성 부재(90)로부터 공기를 흡인하는 펌프(92)에 접속된다. 탄성 부재(90) 및 관형 부재(91)는 고분자 수지(high-polymer resin)를 포함하는 탄성 재료로 형성된다.

배관(50)은 케이스(30)에 접속된다. 펌프(51), 밸브(52) 및 리저브 탱크(53)가 배관(50) 상에 제공된다. 따라서, 제4 예시 실시예의 액체 레벨 조절 기구는 탄성 부재(90), 펌프(92), 펌프(51), 밸브(52) 및 리저브 탱크(53)로 구성된다.

제4 예시 실시예에서, 펌프(92)가 구동됨에 따라, 다시 말해, 공기가 탄성 부재(90)에 공급되거나 이로부터 흡인됨에 따라, 탄성 부재(90)는 팽창하거나 수축한다. 이 때, 펌프(51) 및 밸브(52)는 탄성 부재(90)의 팽창 또는 수축에 따라 구동되어, 케이스(30) 내로 냉각액(4)이 공급되거나 인출되게 한다. 펌프(91), 펌 브(51) 및 밸브(52)는 제1 예시 실시예에서와 같이 제어기의 제어 하에서 구동된다.

즉, 도 9A에 도시된 상태에서, 펌프(92)는 구동되어 탄성 부재(90) 내로 공기를 공급하고 펌프(51)는 구동되어 케이스(30)로부터 냉각액(4)을 인출하여, 도 9B에 도시된 상태가 성립된다.

밸브(52)는 펌프(51)를 구동함으로써 케이스(30) 내의 냉각액(4)을 리저브 탱크(53)로 이동시키는 동안 계속 개방되어 있고, 리저브 탱크(53)로의 냉각액(4)의 이동이 종료된 때 밸브(52)는 폐쇄된다.

도 9B에 도시된 상태에서, 팽창된 탄성 부재(90)는 케이스(30)의 내측면과 접촉 상태에 있게 되어, 케이스(30)의 내부가 2개의 구역으로 분할된다.

이 때, 차체 본체가 냉각되거나 가열되면, 차체 본체와 접촉하고 있는 케이스(30)는 과도하게 냉각되거나 가열될 수도 있다.

이러한 경우, 냉각액(4)이 (도 9A에 도시된 상태에서와 같이) 케이스(30)의 상부 내측면에 근접한 구역과 전지 유닛(2) 주위의 구역 사이에서 자유롭게 이동할 수 있다면, 케이스(30) 내의 냉각액(4) 및 전지 유닛(2)은 케이스(30)가 과도하게 냉각되거나 가열됨에 따라 과도하게 냉각되거나 가열된다.

상기에 비추어, 제4 예시 실시예에서는, 차량 본체가 과도하게 냉각되거나 가열된 때, 탄성 부재(90)가 도 9B에 도시된 바와 같이 팽창되어, 냉각액(4)이 케이스(30)의 상부 내측면에 근접한 구역과 전지 유닛(2) 주위의 구역 사이에서 이동하는 것이 방지된다. 이와 같이, 케이스(30)의 상부 내측면에 근접한 구역의 냉각 액(4)이 과도하게 냉각되거나 가열되더라도 전지 유닛(2) 주위의 구역의 냉각액(4)은 과도하게 냉각되거나 가열되지 않는다.

즉, 탄성 부재(90)가 팽창된 때, 열전달율은 케이스(30)의 전체 구역이 냉각액(4)으로 완전히 채워진 때에 비해 낮아지고, 따라서 냉각액(4)은 탄성 부재(90)의 전지 유닛(2) 측에 존재하여, 전지 유닛(2)의 과도한 냉각 및 가열이 방지될 수 있다. 이와 같이, 과도한 냉각 및 가열에 기인한 각 단전지의 축전 성능의 열화가 억제될 수 있다.

도 9B의 상태로부터, 펌프(92)는 구동되어 탄성 부재(90)로부터 공기를 흡인하는 반면, 펌프(51)는 구동되어 케이스(30) 내로 냉각액(4)을 공급하여, 도 9A에 도시된 상태가 성립된다.

밸브(52)는 펌프(51)를 구동함으로써 리저브 탱크(53) 내의 냉각액(4)을 케이스(30) 내로 이동시키는 동안 개방되어 있고, 케이스(30)로의 냉각액(4)의 이동이 종료된 때 밸브(52)는 폐쇄된다.

도 9A에 도시된 상태에서, 탄성 부재(90)는 케이스(30)의 내측면으로부터 이격되고, 따라서 냉각액(4)은 케이스(30)의 상부측으로 이동할 수 있다.

이 상태에서, 전지 유닛(2)이 충전 및 방전 등을 통해 열을 발생하면, 발생된 열은 전지 유닛(2)과 접촉하고 있는 냉각액(4)에 전달된다. 냉각액(4)의 열은 냉각액(4)의 자연적인 대류를 통해 케이스(30)에 전달되고, 케이스(30)의 열은 케이스(30)를 통해 외부(대기)로 방열되고 차량 본체로 전달된다. 냉각액(4)의 유동을 생성하기 위해 교반 부재가 제공될 수도 있다.

이러한 방열을 통해, 전지 유닛(2)의 온도 상승이 억제되고, 따라서 각 단전지의 축전 성능의 열화가 최소화된다.

펌프(92)를 통해 탄성 부재(90)에 공급되는 공기량[또는 펌프(92)를 통해 탄성 부재로부터 흡인되는 공기량]과 탄성 부재(90)의 결과적인 팽창의 정도[또는 탄성 부재(90)의 결과적인 수축의 정도] 사이의 관계가 미리 결정된 경우, 탄성 부재(90)는 단순히 펌프(92)의 구동량을 검사 및 제어함으로써 도 9A에 도시된 상태("제2 상태")와 도 9B에 도시된 상태("제1 상태") 사이에서 제어될 수 있다. 또한, 탄성 부재(90)의 체적의 변동 특성이 미리 결정된 경우, 펌프(51)의 구동량[케이스(30)와 리저브 탱크(53) 사이에서 전달되는 냉각수량]은 탄성 부재(90)의 체적 변동에 기초하여 판별될 수 있다.

비록 상술된 예시 실시예에서 탄성 부재(90)를 팽창 및 수축하는 데 공기가 사용되지만, 공기 대신에 다른 기체가 사용되거나 또는 액체도 사용될 수 있다. 이 용도의 액체로서, 예를 들면, 케이스(30) 내의 냉각액(4)의 것보다 낮은 열전달율을 갖는 액체가 사용될 수도 있다. 따라서, 차량 본체가 과도하게 냉각되거나 가열되는 경우에도, 케이스(30) 내의 냉각액(4) 및 전지 유닛(2)은 탄성 부재(90)를 통해 과도하게 냉각되거나 가열되지 않는다.

제4 예시 실시예에서 방열이 케이스(30)의 상부를 통해 수행되고 따라서 탄성 부재(90)가 케이스(30) 내의 전지 유닛(2) 위에 배치되지만, 탄성 부재(90)는 다르게 배치될 수도 있다.

예를 들면, 케이스(30)가 제2 예시 실시예(도 7A 및 도 7B 참조)에서와 같이 구성된다면, 탄성 부재(90)는 열전달판(80)과 접촉하고 있는 케이스(30)의 측벽에 근접한 구역 내에 배치될 수도 있다. 보다 구체적으로, 구획 부재(70) 및 액체 레벨 조절 기구는 도 7A 및 도 7B에 도시된 구성으로부터 제거되고, 그런 후 탄성 부재(90)가 케이스(30) 내에서 전지 유닛(2)과 열전달판(80)과 접촉하는 측벽 사이에 배치된다. 이 구성은 또한 상술된 제4 예시 실시예에서 얻어진 것과 동일한 효과를 제공한다.

또한, 케이스(30)가 제3 예시 실시예(도 8A 및 도 8B 참조)에서와 같이 구성된 경우, 탄성 부재(90)는 케이스(30) 내에서 전지 유닛(2) 아래에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 구획 부재(70) 및 액체 레벨 조절 기구가 도 8A 및 도 8B로부터 제거되고, 탄성 부재(90)가 케이스(30) 내에서 전지 유닛(2)과 차량 본체(40)와 접촉하는 벽부 사이에 배치된다. 이 구성도 상술된 제4 예시 실시예에서 얻어진 것과 동일한 효과를 제공한다.

비록 제4 예시 실시예에서 공기(매체)를 저장하기 위한 용기로서 탄성 부재(90)가 사용되지만, 매체를 저장하기 위한 내부 공간을 갖는다면, 임의의 다른 용기가 탄성 부재(90) 대신에 사용될 수 있다. 제4 예시 실시예에서는, 즉, 매체가 용기 내로 유입 및 유출됨에 따라 용기의 체적(용량)이 변화한다면, 임의의 용기(열전달 매체 용기)가 사용될 수 있다.

본 발명의 예시 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 설명된 실시예 또는 구성으로 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 반대로, 본 발명은 다양한 변형 및 등가 구성을 포함하도록 의도되었다. 또한, 개시된 발명의 다양한 요소가 다양한 예시 조합 및 구성으로 도시되지만, 더 많은, 더 적은 또는 오직 하나의 요소를 포함하는 다른 조합 및 구성도 첨부된 청구범위의 범위 내에 있다.

Claims

전원체의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 기구이며,

상기 전원체 및 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고, 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스와,

상기 제1 열전달 매체를 상기 케이스의 내부로부터 케이스의 외부로, 그리고 상기 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시키는 구동 장치를 포함하고,

상기 구동 장치는, 상기 제1 열전달 매체를 상기 케이스의 내부로부터 케이스의 외부로 이동시켜서 상기 케이스 내에 전원체의 열전달부측의 구역에 상기 제1 열전달 매체의 열전달율보다 낮은 제2 열전달 매체의 층이 생성되는 제1 상태를 성립시키도록 구성되고,

상기 구동 장치는, 상기 제1 상태에서 제1 열전달 매체를 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시켜서 상기 케이스 내의 구역의 적어도 일부가 제1 열전달 매체로 채워지는 제2 상태를 성립시키도록 구성되고,

상기 구동 장치는 상기 제1 상태와 제2 상태를 선택적으로 성립시키는, 온도 조절 기구.
제1항에 있어서, 상기 열전달부는 대기와 전원체 사이에서 열을 전달하는 부분인, 온도 조절 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 열전달 매체는 냉각액이고,

상기 제2 열전달 매체는 기체인, 온도 조절 기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스는, 상기 열전달부와 일체화되거나 접촉하고, 상기 케이스 내의 제1 열전달 매체의 레벨이 변화함에 따라 케이스 내에서 내측면과 제1 열전달 매체 사이의 접촉 면적이 연속적으로 또는 단차식으로 변하도록 형성된 내측면을 갖는 벽부를 구비하는, 온도 조절 기구.
제4항에 있어서, 상기 케이스의 벽부의 내측면은 원추 형상, 다각 피라미드 형상 또는 계단 형상을 갖는, 온도 조절 기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 벽부 이외의 케이스의 벽부 중 하나 이상이 단열부를 갖는, 온도 조절 기구.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 장치를 제어하는 제어기를 더 포함하는 온도 조절 기구.
제7항에 있어서, 상기 제어기는 상기 전원체의 온도 및 상기 열전달부의 온도에 관한 정보에 기초하여 상기 구동 장치를 제어하도록 구성된, 온도 조절 기구.
제8항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 전원체의 온도가 제1 기준 온도보다 높고 열전달부의 온도보다 낮을 때 또는 상기 전원체의 온도가 제2 기준 온도보다 낮고 상기 열전달부의 온도보다 높을 때, 상기 구동 장치를 제어하여 상기 제1 상태를 성립시키는, 온도 조절 기구.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스의 내부를, 전원체와 제1 열전달 매체를 수용하는 제1 구역과, 상기 제1 열전달 매체를 수용하고 상기 제2 열전달 매체의 층이 생성되는 제2 구역으로 분할하는 구획 부재를 더 포함하는 온도 조절 기구.
제1항에 있어서, 상기 구동 장치는 제1 열전달 매체를 이동시키기 위한 펌프 및 상기 펌프를 통해 케이스의 외부로 이동된 제1 열전달 매체를 저장하기 위한 용기를 갖는, 온도 조절 기구.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 열전달 매체의 층은, 상기 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 벽부의 내측면과 접촉하는, 온도 조절 기구.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스 내에 제1 열전달 매체의 유동을 생성하기 위한 교반 부재를 더 포함하는 온도 조절 기구.
전원체의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 기구이며,

상기 전원체와 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스와,

상기 케이스 내에 제공되고, 상기 제1 열전달 매체의 열전달율보다 낮은 열전달율을 갖는 제2 열전달 매체를 수용하도록 구성되고, 수용된 상기 제2 열전달 매체의 양에 따라 체적이 변할수 있는 열전달 매체 용기를 포함하고,

상기 열전달 매체 용기는, 케이스 내에 전원체의 열전달부측의 구역에 제2 열전달 매체의 층이 생성되도록 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기 내로 이동시켜서 열전달 매체 용기의 체적을 증가시킴으로써 성립되는 제1 상태와, 상기 제1 열전달 매체가 상기 전원체의 열전달부측의 구역으로 이동할 수 있도록 상기 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기로부터 인출하여 상기 열전달 매체 용기의 체적을 감소시킴으로써 성립되는 제2 상태에서 선택적으로 위치되는, 온도 조절 기구.
제14항에 있어서, 상기 열전달 매체 용기의 체적이 증가함에 따라 제1 열전달 매체를 케이스의 내부로부터 외부로 이동시키고, 상기 열전달 매체 용기의 체적이 감소함에 따라 상기 제1 열전달 매체를 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시키기 위해 사용되는 구동 기구를 더 포함하는, 온도 조절 기구.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 열전달 매체 용기는 탄성인, 온도 조절 기구.
전원체의 온도를 조절하기 위해 사용되고, 상기 전원체와 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스를 갖는 온도 조절 기구를 제어하기 위한 방법이며,

케이스 내에서 상기 제1 열전달 매체의 열전달율보다 낮은 열전달율을 갖는 제2 열전달 매체의 층이 케이스 내의 전원체의 열전달부측의 구역 내에 생성되도록 상기 제1 열전달 매체를 케이스의 내부로부터 케이스의 외부로 이동시키는 단계와,

상기 제2 열전달 매체의 층이 생성된 후에, 상기 전원체의 열전달부측의 구역의 적어도 일부가 제1 열전달 매체로 채워지도록 상기 제1 열전달 매체를 케이스의 외부로부터 케이스의 내부로 이동시키는 단계를 포함하는, 온도 조절 기구의 제어 방법.
전원체의 온도를 조절하기 위해 사용되고, 상기 전원체와 상기 전원체를 냉각하기 위한 제1 열전달 매체를 수용하고 열전달부와 일체화되거나 접촉하는 케이스와, 상기 케이스 내에 제공되고 상기 제1 열전달 매체의 열전달율보다 낮은 열전달율을 갖는 제2 열전달 매체를 수용하도록 구성되고 상기 수용된 제2 열전달 매체의 양에 따라 체적이 변할 수 있는 열전달 매체 용기를 갖는 온도 조절 기구를 제 어하기 위한 방법이며,

상기 케이스에서 상기 전원체의 열전달부측의 구역에 상기 제2 열전달 매체의 층이 생성되도록 상기 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기 내로 이동시킴으로써 상기 열전달 매체 용기의 체적을 증가시키는 단계와,

상기 제2 열전달 매체의 층이 생성된 후에, 상기 제1 열전달 매체가 전원체의 열전달부측의 구역으로 이동할 수 있도록 상기 제2 열전달 매체를 상기 열전달 매체 용기로부터 인출함으로써 상기 열전달 매체 용기의 체적을 감소시키는 단계를 포함하는, 온도 조절 기구의 제어 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 온도 조절 기구를 포함하는 차량.
제19항에 있어서, 상기 케이스는 차량의 본체로부터 이격되고,

상기 케이스 및 상기 차량의 본체는 열전달부를 통해 접속되는, 차량.
제19항에 있어서, 상기 열전달부는 상기 차량의 본체의 일부인, 차량.