KR20120091113A - 절연 디바이스 및 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법 - Google Patents

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KR20120091113A
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마르쿠스 코흘베르거
미하엘 모저
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베헤르 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

본 발명은 전기 화학 에너지 저장 유닛에 대한 절연 디바이스에 관한 것으로, 여기서 절연 유닛은 전기 화학 에너지 저장 유닛과 열적으로 접촉하기 위해 설계되는 냉각 플레이트(2)를 포함하며, 여기서 냉각 플레이트(2)는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 절연 디바이스는 열을 소멸시키기 위해 구현되는 접촉 레일(4)을 더 포함한다. 절연 디바이스는 또한 냉각 플레이트(2)와 접촉 레일(4) 사이의 배열을 고정하기 위한 유지 엘리먼트를 포함하며, 여기서 유지 엘리먼트는 냉각 플레이트(2)의 개구를 통해 연장하는 샤프트(1)를 포함하며, 제 1 간극은 개구의 벽과 샤프트(1) 사이의 거리에 의해 정의되며 및/또는 제 2 간극은 접촉 레일(4)의 에지와 샤프트(1) 사이의 거리에 의해 정의된다. 절연 디바이스는 궁극적으로 전기적 절연 재료를 포함하는 표면을 갖는 접속 엘리먼트(3)를 포함하며, 여기서 접속 엘리먼트는 냉각 플레이트(2)의 메인 표면과 접촉 레일(4)의 표면 사이에 배치되며, 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출하는 부분 영역(5)을 더 포함한다.

Description

절연 디바이스 및 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법{INSULATING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING AN INSULATING DEVICE}
본 발명은 청구항 제 1 항에 따른 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스 및 청구항 제 11 항에 따른 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
하이브리드 및 전기 자동차들을 위한 배터리들의 경우에, 더 높은 전압을 달성하기 위해 다수의 갈바니 전지들(galvanic cells)이 직렬로 연결된다. 그와 같은 배터리들은 전기 화학 에너지 저장 전지들이라 지칭될 수 있으며, 여기서 하이브리드 및 전기 자동차들에 또한 이용되는 축전지들이 또한 이 용어로 포함되는 것으로 이해될 수 있다. 그와 같은 전기 화학 에너지 저장 전지들을 통해 흐르는 높은 전류들 및 그로 인해 발생하는 고열 때문에, 전기화학 에너지 저장 전지들의 냉각이 또한 필요하다.
종래 기술에서, 예를 들어, 공기 냉각, 액체 냉각, 에어 컨디셔닝 유닛(AC = 에어 컨디셔닝)을 통한 직접 냉각 및 가능하게는 또한 그들의 조합들과 같은 문제점들에 대해 다양한 냉각 옵션들이 존재한다.
예를 들어, 특허 공보들 WO 2009/006998 A1 또는 EP 2 026 387 A1에 개시된 바와 같이, 전기 화학 에너지 저장 전지들의 표면들을 통해, 또는 열 방지 장치들을 통해 냉각이 열적으로 접속될 수 있다. 종래 기술에 따라 냉각 플레이트를 접촉 바에 연결하기 위한 주된 방식은 도 1에 더 도시된다. 이 경우에, 냉각 플레이트(2)의 개구 및 적어도 하나의 접촉 바(4)를 통해 유지 멤버로서의 리벳(rivet) 핀들(1)이 가이딩되며, 여기서 냉각 플레이트(2)는 열적인 전도성 필름(3)에 의해 접촉 바들(4)로부터 전기적으로 절연된다.
그러나, 종래 기술에 따른 솔루션들에는, 공기 냉각이 상당한 설치 공간을 필요로 하며 그와 같은 공기 냉각은 가능한 소일링(soiling) 및 열 소멸 성능에 관하여 또한 더 제약들을 갖는다는 문제가 있다. 전지들이 냉각 플레이트의 표면들을 통해 접속될 때, 열 저항들은 열 전달 및 그에 의한 열 소멸 속도를 악화시킨다. 방지 장치들의 냉각은 전지들로부터 직접 열을 제거할 수 있게 하지만, 이러한 종류의 냉각 방식의 경우에 신뢰성 있는 전기적 절연이 보장되어야 한다. 동시에, 열적 접속이 가능한 한 양호해야 한다; 즉, 접촉 바(4)와 냉각 플레이트(2) 사이에 가능한 한 낮은 열 저항이 존재해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 개선된 절연 디바이스 및 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스를 생성하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제 1 항에 따른 절연 디바이스 및 청구항 제 11 항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명은 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스를 제공하며, 여기서 절연 유닛은 다음과 같은 특징들을 갖는다:
- 전기 화학 에너지 저장 유닛과의 열적 접촉을 위해 설계되는 냉각 플레이트, 여기서 냉각 플레이트는 적어도 하나의 개구를 가지며;
- 열을 소멸시키기 위해 설계되는 접촉 바;
- 냉각 플레이트와 접촉 바 사이의 배열을 고정하기 위한 유지 엘리먼트, 여기서 유지 엘리먼트는 냉각 플레이트의 개구를 통해 연장하는 샤프트(shaft)를 가지며, 여기서 제 1 간극(interspace)은 개구의 벽과 샤프트 사이의 거리에 의해 한정되고 및/또는 제 2 간극은 접촉 바의 에지와 샤프트 사이의 거리에 의해 한정되며; 및
- 전기적으로 절연 재료를 갖는 표면을 갖는 접속 엘리먼트, 여기서 접속 엘리먼트는 냉각 플레이트의 메인 표면과 접촉 바의 표면 사이에 배치되며 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출하는 부분 영역을 더 갖는다.
본 발명은 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법을 더 제공하며, 여기서 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
- 전기 화학 에너지 저장 유닛과의 열적 접촉을 위해 설계되는 냉각 플레이트를 제공하는 단계, 여기서 냉각 플레이트는 적어도 하나의 개구를 가지며;
- 열을 소멸시키기 위해 설계되는 접촉 바를 제공하는 단계;
- 접속 엘리먼트의 부분 영역이 냉각 플레이트의 개구로 돌출하고 및/또는 접촉 바의 에지를 측면 방향으로 커버하도록 냉각 플레이트의 메인 표면과 접촉 바의 표면 사이에, 전기적으로 절연 재료를 갖는 표면을 갖는 접속 엘리먼트를 배치하는 단계; 및
- 냉각 플레이트와 접촉 바 사이의 배열을 고정하기 위한 유지 엘리먼트를 부착하는 단계, 여기서 유지 엘리먼트는 접속 엘리먼트의 부분 영역이 샤프트와 개구의 벽 사이에 및/또는 접촉 바의 에지와 샤프트 사이에 배치되도록, 부착 동안 냉각 플레이트의 개구를 통해 삽입되는 샤프트를 갖는다.
본 발명은 유지 엘리먼트의 샤프트와 냉각 플레이트에서의 개구의 벽 사이 또는 유지 엘리먼트의 샤프트와 접촉 바의 에지 사이의 간극에 전기적으로 절연하는 접속 엘리먼트의 부분 영역을 제공함으로써, 냉각 플레이트로부터 접촉 바로의 가능한 누설 전류들의 경로의 상당한 증가 또는 연장이 달성된다는 실현에 기초한다.
냉각 플레이트와 접촉 바 사이의 전기적 절연의 개선은 가능한 누설 전류들의 전기적 경로의 그와 같은 연장에 의해 달성될 수 있다. 그렇게 함으로써, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 대응하는 부분 영역은 유지 엘리먼트의 샤프트와 냉각 플레이트의 개구의 벽 사이의 간극으로만 돌출할 수 있다. 본 발명의 제 2 실시예에서, 접속 엘리먼트의 부분 영역은 유지 엘리먼트의 샤프트와 접촉 바의 에지 사이의 간극으로만 돌출할 수 있다. 본 발명의 제 3 실시예에서, 반대로, 접속 엘리먼트의 부분 영역은 유지 엘리먼트의 샤프트와 개구의 벽 사이의 간극으로 및 또한 접촉 바의 에지와 유지 엘리먼트의 샤프트 사이의 간극 양쪽으로 돌출할 수 있다.
바람직하게는 전기적 절연 재료로부터 제조되거나 적어도 표면상에 전기적으로 절연 재료를 갖는 접속 엘리먼트는 또한 절연 엘리먼트로 이해될 수 있다. 특히, 이 경우에 개구의 벽 또는 접촉 바의 에지와 샤프트 사이의 대응하는 간극들로 돌출하는 접속 엘리먼트의 부분 영역은 그 표면상에 누설 전류들에 대해 가능한 한 높은 전기적 저항을 갖도록, 전기적 절연 재료로 이루어지는 표면을 갖는다. 유지 엘리먼트를 제공하면 냉각 플레이트로의 접촉 바의 추가적인 단단한 고정을 보장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 접촉 바는 별개의 엘리먼트일 수 있다. 대안적으로, 그러나, 전기 화학 에너지 저장 유닛의 방지 장치들이 접촉 바를 형성하는 것이 또한 가능하다.
본 발명은 냉각 플레이트와 접촉 바 사이의 가능한 누설 전류들의 경로의 상당한 연장이 간단한 구조적 수단들에 의해 달성될 수 있는 장점을 제공한다. 그와 같이 함으로써, 또한, 절연 디바이스의 컴팩트한 구조적 형태가 보장될 수 있어, 작은 치수들을 갖는 공간 영역에서의 높은 전기적 절연이 또한 보장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 접속 엘리먼트는 샤프트와 관련하여 냉각 플레이트의 개구의 동일 평면 클로저(flush closure)를 제공하도록 설계될 수 있다. 본 발명의 그와 같은 실시예는 가능한 누설 전류들의 경로의, 생성되는 연장이 최대화되며, 여기서 2개의 마주보는 메인 표면들 상의 냉각 플레이트의 개구의 동일 평면 클로징이 동시에 가능하다는 장점을 제공한다. 이는 개구의 영역에서 가능한 소일링(soiling)에 대한 경향을 감소시키는데, 그 이유는 가능하게는 도전성 입자들이 정착할 수 있어, 결국 전기적 절연의 악화를 야기하는 개구 영역에서의 오목부들이 형성되지 않기 때문이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 열적으로 도전성 필름 또는 실리콘 몰딩부에 의해 접속 엘리먼트가 형성될 수 있다. 본 발명의 그와 같은 실시예는 제조 비용들이 감소될 수 있는 간단한 제조 옵션의 장점을 제공한다.
더욱이, 접속 엘리먼트가 질화 붕소 또는 산화 알루미늄으로 충전되며 폴리우레탄이나 실리콘으로 이루어지는 엘리먼트를 포함하는 경우에 또한 유익하다. 본 발명의 그와 같은 실시예는 매우 양호한 전기적 절연 반응을 제공하며, 그러나 동시에 또한 접속 엘리먼트의 고열 교환 능력을 가능하게 한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 접속 엘리먼트는 열적으로 도전성 필름 및 열적으로 도전성 필름에 삽입되고 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출하는 적어도 하나의 절연 엘리먼트를 가질 수 있으며, 여기서 절연 엘리먼트는 플라스틱 부싱(bushing), 실리콘 또는 폴리에테르 폴리우레탄 라운드 엘리먼트, 또는 실리콘 또는 폴리에테르 폴리우레탄 라운드 디스크에 의해 형성될 수 있다. 본 발명의 그와 같은 실시예는 또한 접속 엘리먼트에 대한 매우 간단하며 그에 의해 비용-효율적인 생산 옵션을 가능하게 하며, 이에 의해 동시에 절연 엘리먼트는 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출하는 전기적 고도의 절연 부분 영역을 형성할 수 있다. 매우 비용-효율적인 절연 디바이스는 따라서, 열적으로 도전성 필름 및 절연 엘리먼트로부터 그와 같은 접속 엘리먼트의 기술적으로 매우 간단한 어셈블리에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 절연 엘리먼트는 샤프트를 따라 연장하는 절연 샤프트를 가질 수 있으며, 여기서 절연 샤프트는 냉각 플레이트의 개구로의 증가하는(관통) 깊이로 냉각 플레이트의 메인 표면으로부터 이동하여 테이퍼링하는 형태를 갖는다. 본 발명의 그와 같은 실시예는 냉각 플레이트, 접촉 바 및 그 사이에 배치되는 접속 엘리먼트로부터 절연 디바이스의 어셈블리에 매우 간단한 설치(mounting) 옵션의 장점을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 접속 엘리먼트는 또한 적어도 2개의 서로 다른 필름 계층들을 갖는 라미네이트된 열적으로 도전성 필름을 포함할 수 있으며, 여기서 필름 계층들 중 적어도 하나는 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출한다. 본 발명의 그와 같은 실시예는, 절연 디바이스의 어셈블리 동안 필름 계층들 중 하나가 제 1 및/또는 제 2 간극으로 매우 간단하게 가압될 수 있는, 생산하기 간단하며 라미네이트된 열적 도전성 필름으로 이루어지는 접속 엘리먼트의 장점을 제공한다. 제 1 및/또는 제 2 간극에서의 표시된 부분 영역이 이러한 방식으로 매우 간단하게 그리고 비용-효율적으로 형성될 수 있다.
필름 계층이 개구의 벽 또는 접촉 바의 에지와 유지 엘리먼트의 샤프트 사이의 간극으로 가압될 수 있음을 확인하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 계층은 제 1 직경을 갖는 필름 개구를 갖고, 제 2 계층은 제 1 직경과 다른 제 2 직경을 갖는 필름 개구를 가지며, 여기서 샤프트는 제 1 및 제 2 필름 개구를 통해 연장한다. 그 결과, 유지 엘리먼트의 삽입 동안, 특히 더 작은 개구가 샤프트의 단면보다 작은 직경을 갖는 경우에, 더 작은 개구를 갖는 필름 계층은 개구의 벽과 샤프트 사이 또는 접촉 바의 에지와 샤프트 사이의 간극으로 가압된다.
접촉 바와 냉각 플레이트 사이에 가능한 한 양호한 열 전달을 달성하기 위해, 접촉 바와 접속 엘리먼트 사이 및 접속 엘리먼트와 냉각 플레이트 사이의 큰 지지 표면이 달성되어야 한다. 이는 접속 엘리먼트가 적어도 2개의 서로 다른 필름 계층들을 갖는 라미네이트되는 열적 도전성 필름을 포함하며, 여기서 2개 필름 계층들의 제 1 계층은 더 작은 직경을 갖는 제 1 개구를 갖고, 2개 필름 계층들의 제 2 계층은 더 큰 직경을 갖는 개구를 가지며, 여기서 절연 엘리먼트는 제 1 및 제 2 필름 개구를 통해 밀어 넣어지며 절연 엘리먼트 헤드가 더 큰 필름 개구를 채우며 열적으로 도전성 필름의 메인 표면과 동일 평면으로 클로징한다는 점에서 유용하게 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 접촉 바는 또한 유지 엘리먼트의 샤프트가 돌출하는 적어도 하나의 개구를 가질 수 있으며, 여기서 제 2 간극의 경계를 형성하는 접촉 바의 일 에지는 접촉 바의 개구의 에지를 나타낸다. 본 발명의 이러한 타입의 실시예는 접촉 바와 냉각 플레이트 사이의 안정하고 강한 고정을 보장하며 동시에 접촉 바와 냉각 플레이트 사이의 높은 전기적 절연을 가능하게 하는 옵션을 유용하게 제공한다.
열적인 도전성 플레이트 또는 접속 엘리먼트가 일반적으로 일 형태로 쏟아 부어져야 하고, 그 후에 접촉 바와 냉각 플레이트 사이에 경화되고 끼움맞춤되어야 하는 작업 단계를 가능하면 회피하기 위해, 본 발명의 특정 실시예에서 냉각 플레이트를 제공하는 단계에서, 냉각 플레이트의 메인 표면은 액체 재료로 코팅될 수 있으며, 추가로 액체 재료로 코팅된 냉각 플레이트는 접속 엘리먼트를 생성하기 위해 가열될 수 있다. 그와 같이 행함으로써, 냉각 플레이트에서의 개구의 벽은 또한 시일링(sealing) 화합물로 코팅될 수 있어, 접속 엘리먼트의 상술한 부분 영역은 또한 냉각 플레이트를 제공하는 단계에서 형성될 수 있다.
냉각 플레이트를 제공하는 단계에서 메인 표면이 세라믹-충전 실리콘 시일링 화합물로 코팅되는 경우에, 절연 디바이스의 양호한 열 전도성을 갖는 특히 양호한 전기적 절연 능력이 획득된다.
본 발명의 유용한 예시적인 실시예들이 첨부한 도면들을 참조하여 이하에 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 절연 디바이스의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 절연 디바이스의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 절연 디바이스의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 절연 디바이스의 단면도이다.
도 5A는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 절연 디바이스의 단면도이다.
도 5B는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 절연 디바이스의 단면도이며, 여기서 현재 전기 화학 에너지 저장 엘리먼트들이 적어도 하나의 접촉 바에 열적으로 접속된다.
도 6은 방법으로서의 본 발명의 예시적인 실시예의 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예들의 다음의 설명에서, 동일하거나 유사한 참조 부호들은 유사한 동작을 갖고 서로 다른 도면들에 도시되는 엘리먼트들에 대해 이용되며, 여기서 이들 엘리먼트들의 반복 설명은 생략된다. 설명된 예시적인 실시예들은 예시로서만 선택되며 서로 조합될 수 있다. 예시적인 실시예가 제 1 특징/단계와 제 2 특징/단계 사이의 "및/또는" 접속사를 포함하는 경우에, 이는 일 실시예에 따른 예시적인 실시예가 제 1 특징/제 1 단계 및 제 2 특징/제 2 단계 둘 다를 갖고 다른 실시예에 따라 제 1 특징/단계만을 또는 제 2 특징/단계만을 갖도록 판독될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 절연 디바이스의 단면도를 도시한다. 도 1의 도시와 비교하여, 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 본 명세서에서 열적 도전성 필름으로서 형성되는 접속 엘리먼트(3)는 유지 엘리먼트의(즉, 리벳 핀(1)의) 샤프트 사이의 냉각 플레이트의 개구로 돌출하는 부분 영역(5)을 갖는 것이 명백하다. 접속 엘리먼트로서의 열적으로 도전성 필름 또는 실리콘 몰딩부(3)는 그에 의해 냉각 플레이트(2)에서의 유지 엘리먼트로서 리벳 핀(1)에 대해 냉각 플레이트(2)에서의 피드-스루(feed-through) 홀(즉, 개구)의 에지(들)를 둘러싸도록 형상화된다. 이 경우의 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)의 표면은 전기적으로 절연 재료로 이루어져야 한다. 종래 기술에 따른 방식들과 비교하여, 냉각 플레이트(2)와 접촉 바(4) 사이의 가능한 누설 전류들의 경로의 연장은 이러한 방식으로 달성될 수 있다. (도 1에 따른) 종래 기술에서, 즉 누설 전류는 리벳 핀(1)에서의 열적 도전성 필름(3)의 개구 영역에서 열적 도전성 필름(3)의 에지들 주변의 냉각 플레이트의 하부 코너로부터 접촉 바(4)로의 짧은 경로를 취할 수 있다. 그러나, 도 2에 따른 접속 엘리먼트가 냉각 플레이트(2)의 개구의 벽과 유지 엘리먼트의 샤프트(1) 사이의 간극으로 돌출하는 부분 영역(5)을 갖는 경우에, 가능한 누설 전류의 경로는 연장되며 그 결과 접촉 바(4)와 냉각 플레이트(2) 사이의 전기적 절연이 개선된다.
따라서, 방지 장치 바(4)로부터 냉각 플레이트(2)로의 누설 거리는 상당히 연장될 수 있으며 그에 의해 절연 디바이스의 전기적 절연 반응이 본 명세서에 제안되는 방식에 의해 개선된다. 본 경우에서 접속 엘리먼트로서의 열적 도전성 필름(3)은 예를 들어, 질화 붕소 또는 산화 알루미늄으로 충전되고 폴리에테르 폴리우레탄 또는 실리콘으로 이루어지는 재료이다. 대안적으로, 열적 도전성 필름(3)에는 추가적인 절연 엘리먼트들(플라스틱 부싱들, 실리콘/PU 라운드 엘리먼트들/디스크들)이 제공될 수 있거나 냉각 플레이트(2)의 피드-스루 홀로 돌출하는 2-부분(예를 들어, 라미네이트된) 구조로 이루어질 수 있다.
예시로서 이용되는 열적 도전성 필름(3)의 2- 또는 다중-부분 구조는 추가로 개별적인 계층들(즉, 필름 계층들)에서 피드-스루 홀들(개구들)의 서로 다른 직경들을 가질 수 있다. 따라서, 접촉 바(4)의 모든 에지들이 커버되고 그럼에도 불구하고 두께 차이들이 발생하지 않도록 열적 도전성 필름에 접촉 바(4)와 냉각 플레이트(2) 사이의 상술한 절연 엘리먼트들을 삽입할 수 있다. 그 결과, 도 3으로부터 명백한 바와 같이 열적 도전성 필름(3)의 냉각 플레이트(2)로의 균일한 부착이 보장된다.
대안적으로, 도 4에 예시로서 도시된 바와 같이, 또한 방지 장치 바(4)의 에지(들)는 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)에 의해 둘러싸일 수 있다. 이 경우에, 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)은 더 이상 냉각 플레이트(2)의 개구의 벽과 샤프트(1) 사이의 (제 1)간극으로 돌출하지 않고, 접촉 바(4)와 샤프트(1) 사이의 (제 2)간극으로 돌출한다. 또한 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)의 이러한 타입의 배열은 접촉 바(4)와 냉각 플레이트(2) 사이의 가능한 누설 전류의 경로 연장을 야기한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는 또한 도 5A에 도시되는 바와 같이, 도 2 및 4에 따른 예시적인 실시예들의 조합에 의해 획득될 수 있다. 그와 같은 예시적인 실시예에서, 양쪽 에지들, 즉 냉각 플레이트(2)의 에지(들) 및 접촉 바(4)의 에지(들)는 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)에 의해 둘러싸이거나 밀봉된다. 냉각 플레이트(2)와 접촉 바(4) 사이의 가능한 누설 전류는 그 후에 훨씬 더 먼 경로를 이동해야 하며, 그 결과 이러한 방식으로 설계되는 절연 디바이스의 전기적 절연 반응의 추가적인 개선이 존재할 것이다.
밀봉 영역의 거리, 즉 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)이 냉각 플레이트(2)에서의 개구의 벽과 샤프트(1) 사이의 간극으로 또는 접촉 바(4)의 에지와 샤프트(1) 사이의 간극으로 돌출하는 깊이가 변화할 수 있으며, 그 결과 접촉 바(4)와 냉각 플레이트(2) 사이의 서로 다른 크기의 전기적 절연이 달성될 수 있다. 이에 의해, 부분 영역(5)이 대응하는 간극들로 돌출하는 깊이의 기능으로서, 절연 반응을 조정할 수 있게 된다. 그러나, 더 공간-집약적 패키징을 유도하는 다른 실시예들이 최소 누설 및 공기 갭 거리를 유지하기 위해 대응적으로 크게 제조되어야 할 필요가 있는 바들 및 냉각 플레이트들에서의 실현들에서 발견될 수 있다.
도 5B는 접촉 바들(4)로의 전기 화학 에너지 저장 전지들의 열적 접속을 도시한다. 이 경우의 전기 화학 에너지 저장 전지들은 도 5B에서의 맨 아래에 도시되며 방지 장치들로 접촉 바들(4)에 접속된다.
도 6은 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법(60)으로서 본 발명의 예시적인 실시예의 흐름도를 도시한다. 방법은 전기 화학 에너지 저장 유닛과의 열적 접촉을 위해 설계되는, 냉각 플레이트를 제공하는 단계(61)를 포함하며, 여기서 냉각 플레이트는 적어도 하나의 개구를 갖는다. 더욱이, 방법(60)은 열을 소멸시키기 위해 설계되는 접촉 바를 제공하는 단계(62)를 포함한다. 방법은 또한 전기적 절연 재료를 갖는 표면을 갖는 접속 엘리먼트를 배치하는 단계(63)를 포함하며, 여기서 접속 엘리먼트의 부분 영역이 냉각 플레이트의 개구로 돌출하고 및/또는 접촉 바의 에지를 측면 방향으로 커버하도록 냉각 플레이트의 메인 표면과 접촉 바의 표면 사이에 접속 엘리먼트가 배치된다. 마지막으로, 방법(60)은 냉각 플레이트와 접촉 바 사이의 배열을 고정하기 위한 유지 엘리먼트를 부착하는 단계(64)를 갖으며, 여기서 유지 엘리먼트는 접속 엘리먼트의 부분 영역이 샤프트와 개구의 벽 사이 및/또는 접촉 바의 에지와 샤프트 사이에 배치되도록, 부착 동안 냉각 플레이트의 개구를 통해 삽입되는 샤프트를 갖는다.
더욱이, 냉각 플레이트는 또한 열적 도전성 필름(예를 들어, 세라믹-충전 실리콘 시일링 화합물)의 정지 액체 매트릭스로 코팅될 수 있다. 완성된 코팅 플레이트가 그 후에 화합물을 경화하기 위해 오븐에 배치된다. 이는 필름이 먼저 일 형태로 쏟아부어지고, 경화된 후에 플레이트에 접착되는 작업 단계를 절감한다.

Claims (13)

  1. 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스로서,
    상기 절연 유닛은:
    - 전기 화학 에너지 저장 유닛과의 열적 접촉을 위해 설계되는 냉각 플레이트(2)?상기 냉각 플레이트(2)는 적어도 하나의 개구를 갖음?;
    - 열을 소멸시키기 위해 설계되는 접촉 바(4);
    - 상기 냉각 플레이트(2)와 상기 접촉 바(4) 사이의 배열(arrangement)을 고정하기 위한 유지 엘리먼트?상기 유지 엘리먼트는 상기 냉각 플레이트(2)의 개구를 통해 연장하는 샤프트(shaft)(1)를 가지며, 제 1 간극(interspace)은 상기 개구의 벽과 상기 샤프트(1) 사이의 거리에 의해 정의되고 및/또는 제 2 간극은 상기 접촉 바(4)의 에지와 상기 샤프트(1) 사이의 거리에 의해 정의됨?; 및
    - 전기적 절연 재료를 갖는 표면을 갖는 접속 엘리먼트(3)를 가지며, 상기 접속 엘리먼트는 상기 냉각 플레이트(2)의 메인 표면과 상기 접촉 바(4)의 표면 사이에 배치되며 상기 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출하는 부분 영역(5)을 더 갖는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속 엘리먼트(3)는 상기 샤프트(1)와 함께 상기 냉각 플레이트(2)의 개구를 동일 평면으로 클로징 오프(close off)하기 위해 설계되는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접속 엘리먼트(3)는 열적 도전성 필름 및/또는 실리콘 형성부에 의해 형성되는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 엘리먼트(3)는 질화 붕소 또는 산화 알루미늄으로 충전되며 폴리에테르 폴리우레탄 또는 실리콘으로 이루어지는 엘리먼트를 포함하는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 엘리먼트(3)는 열적 도전성 필름 및 상기 열적 도전성 필름으로 삽입되며 상기 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출하는 적어도 하나의 절연 엘리먼트(5)를 가지며, 상기 절연 엘리먼트(5)는 플라스틱 부싱(bushing), 실리콘 또는 폴리에테르 폴리우레탄 라운드 엘리먼트, 또는 실리콘 또는 폴리에테르 폴리우레탄 라운드 디스크에 의해 형성되는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연 엘리먼트(5)는 상기 샤프트(1)를 따라 연장하는 절연 샤프트를 가지며, 상기 절연 샤프트는 상기 냉각 플레이트(2)의 개구로 증가하는 깊이로 상기 냉각 플레이트(2)의 메인 표면으로부터 이동하여 테이퍼링하는 형태를 갖는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 엘리먼트(3)는 적어도 2개의 서로 다른 필름 계층들을 갖는 라미네이트된 열적 도전성 필름을 포함하며, 상기 필름 계층들 중 적어도 하나는 상기 제 1 및/또는 제 2 간극으로 돌출하는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 1 필름 계층은 제 1 직경을 갖는 필름 개구를 갖고 제 2 필름 계층은 상기 제 1 직경과 다른 제 2 직경을 갖는 필름 개구를 가지며, 상기 샤프트(1)는 상기 제 1 및 제 2 필름 개구를 통해 연장하는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 접속 엘리먼트(3)는 적어도 2개의 서로 다른 필름 계층들을 갖는 라미네이트된 열적 도전성 필름을 포함하며, 상기 2개 필름 계층들의 제 1 계층은 더 작은 직경을 갖는 제 1 개구를 가지며, 상기 2개 필름 계층들의 제 2 계층은 더 큰 직경을 갖는 개구를 가지며, 상기 절연 엘리먼트(5)는 상기 제 1 및 제 2 필름 개구를 통해 밀어 넣어지며 절연 엘리먼트 헤드는 상기 더 큰 필름 개구를 채우며 상기 열적 도전성 필름(3)의 메인 표면과 동일 평면으로 클로징하는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 바(4)는 상기 유지 엘리먼트의 샤프트(1)가 돌출하는 적어도 하나의 개구를 가지며, 상기 제 2 간극을 형성하는 상기 접촉 바(4)의 일 에지는 상기 접촉 바(4)의 개구의 에지를 나타내는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스.
  11. 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법(60)으로서,
    - 전기 화학 에너지 저장 유닛과의 열적 접촉을 위해 설계되는 냉각 플레이트(2)를 제공하는 단계(61)?상기 냉각 플레이트(2)는 적어도 하나의 개구를 갖음?;
    - 열을 소멸시키기 위해 설계되는 접촉 바(4)를 제공하는 단계(62);
    - 전기적으로 절연 재료를 갖는 표면을 갖는 접속 엘리먼트(3)를 배치하는 단계(63) ? 상기 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)이 상기 냉각 플레이트(2)의 개구로 돌출하고 및/또는 상기 접촉 바(4)의 에지를 측면 방향으로 커버하도록 상기 냉각 플레이트(2)의 메인 표면과 상기 접촉 바(4)의 표면 사이에 상기 접속 엘리먼트(3)가 배치됨 ? ; 및
    - 상기 냉각 플레이트(2)와 상기 접촉 바(4) 사이의 배열을 고정하기 위한 유지 엘리먼트를 부착하는 단계(64)를 포함하며, 상기 유지 엘리먼트는 상기 접속 엘리먼트(3)의 부분 영역(5)이 샤프트(1)와 개구의 벽 사이에 및/또는 상기 접촉 바(4)의 에지와 상기 샤프트(1) 사이에 배치되도록, 부착 동안 상기 냉각 플레이트(2)의 개구를 통해 삽입되는 샤프트(1)를 갖는, 전기 화학 에너지 저장 유닛을 위한 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트를 제공하는 단계(61)에서, 상기 냉각 플레이트(2)의 메인 표면은 액체 재료로 코팅되며, 추가로 상기 액체 재료로 코팅되는 상기 냉각 플레이트(2)는 상기 접속 엘리먼트(3)를 생성하기 위해 가열되는, 전기 화학 에너지 저장 유닛에 대한 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트를 제공하는 단계(61)에서, 메인 표면은 세라믹-충전 실리콘 시일링 화합물로 코팅되는, 전기 화학 에너지 저장 유닛에 대한 절연 디바이스를 생성하기 위한 방법.
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