KR20130018634A - Device for heat dissipation from an energy storage - Google Patents

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KR20130018634A
KR20130018634A KR20120089479A KR20120089479A KR20130018634A KR 20130018634 A KR20130018634 A KR 20130018634A KR 20120089479 A KR20120089479 A KR 20120089479A KR 20120089479 A KR20120089479 A KR 20120089479A KR 20130018634 A KR20130018634 A KR 20130018634A
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KR20120089479A
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토비아스 아이저마이어
로만 로렌츠
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베헤르 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

PURPOSE: A device for dissipation from an energy storage device is provided to have excellent heat transferring property by only forming a thin wall of an insulative device. CONSTITUTION: A device for dissipation from an energy storage device comprises: a cell connector board which has a metal core(2) and an insulating layer(1) arranged on the metal core; and a thermal absorption device(8). The cell connector board comprises an opening for accepting the arrestor(4b) of the energy storage device. The insulating layer comprises a contacting region which has an opening for the insulating layer. The heat thermal absorption device is thermally connected to the metal core through the opening, absorb heat from the metal core, and radiate heat to a heat sync.

Description

에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치 {DEVICE FOR HEAT DISSIPATION FROM AN ENERGY STORAGE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a device for discharging heat from an energy storage device,

본 발명은 주(主) 청구항에 따른 에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for discharging heat from an energy storage device according to the main claim.

특히 차량에서는, (예를 들어 배터리와 같은) 화학 에너지 저장기로부터 에너지 공급시 화학적으로 저장된 에너지가 전기 에너지로 변환됨으로써 많은 폐열이 발생한다. 에너지 저장기의 결점 없는 기능을 보장하기 위해, 상기와 같은 많은 폐열은 가능한 빨리 그리고 기술적으로 단순한 수단들에 의해 배출되어야 한다. 이 경우에는 예를 들어 셀들, 즉 에너지 저장기들의 측면에서 특수한 예방 조치 수단들을 포함하는 접근법들이 사용될 수 있다. 상기와 같은 접근법은 예를 들어 DE 10 2007 016 944 A1호에 공지되어 있다. 또한, 예를 들어 모델 제작 분야에서 선행 기술과 같은 셀 콘택팅을 위한 수집 보드들이 공지되어 있다. 때문에, 전자 소매업자들(e-tailer)은 일반적으로 보드를 통해서 직렬로 스위칭되는 다수의 셀로 이루어진 특히 조립식의 Li-이온 셀 팩들을 공급한다. 또한, 예를 들어 콘택팅 보드의 측면들에서 가능한 효율적인 열 소산을 위한 예방 조치들이 실행되는 열 방출 접근법들이 사용될 수 있다. 예를 들어 금속 코어 보드들은 마찬가지로 이미 선행 기술과 같은 다양한 변형 예들에서 사용될 수 있다. In particular, in a vehicle, a large amount of waste heat is generated by the conversion of chemically stored energy into electrical energy when an energy is supplied from a chemical energy reservoir (for example, a battery). In order to ensure the fault-free functioning of the energy reservoir, many such waste heat must be discharged as soon as possible and technically by simple means. In this case, for example, approaches involving special precautionary measures in terms of cells, i.e. energy stores, can be used. Such an approach is known, for example, from DE 10 2007 016 944 A1. In addition, collection boards for cell contacting, such as the prior art, for example in the field of model making are known. Thus, e-tailers supply particularly prefabricated Li-ion cell packs consisting of a number of cells that are typically switched in series through the board. Also, for example, heat dissipation approaches can be used in which precautions for efficient heat dissipation are implemented on the sides of the contacting board. For example, metal core boards can likewise be used in various variants, such as those already in the prior art.

공기에 의한 셀 케이싱 냉각도 폭넓게 자주 사용된다. 공기 냉각시 언급될 수 있는 단점으로는 설치 공간 그리고 오염 양상들이다. 배터리 셀들을 위한 냉각기 서포트 패널(radiator support panel)을 공개하고 있는 DE 10 2007 016 944 A1호는 다른 무엇보다도 금속 패널을 통한 냉각을 기술하고 있으며, 이 경우 열 전도 경로를 위해 별도의 소자가 사용된다. 결과적으로 추가 중량이 초래되고 그리고 설치 공간에 대한 필요성이 증가된다.Cell casing cooling by air is also widely used. Disadvantages that can be mentioned in air cooling are installation space and pollution aspects. DE 10 2007 016 944 A1, which discloses a radiator support panel for battery cells, describes, inter alia, cooling through a metal panel, in which case a separate element is used for the heat conduction path . Resulting in additional weight and increased need for installation space.

그러나 전기 어레스터들을 통한 냉각은, 충분히 작은 온도 변화가 실현될 수 있을 정도로 열 유동 밀도를 감소시키기 위해 자유롭게 사이즈 설계되어야 하는, 냉각기와 어레스터 사이의 열 전달 면적을 필수적으로 한다. 이러한 경우 언급될 수 있는 단점은 하기와 같다:However, cooling through electrical arresters requires a heat transfer area between the cooler and the arrester, which must be sized to freely reduce the heat flux density to such an extent that a sufficiently small temperature change can be realized. Disadvantages that may be mentioned in this case are:

1. 어레스터 측면에서, 높은 비용을 유발하는 구리를 포함하는 확장된 면적들이 재현되어야 한다는 점; 1. In terms of arresters, extended areas including high costing copper must be reproduced;

2. 비교적 더 큰 면적으로 인하여, 냉각기와 어레스터 간의 단락 위험이 상승된다는 점; 그리고2. Due to the relatively larger area, the risk of short-circuit between the cooler and the arrestor is increased; And

3. 상이한 공정 단계들에서 그리고 조립 라인 내 부품 증가(예컨대, 냉각기와 어레스터 사이의 스페이서/박막)에 의해 어레스터의 전기 콘택팅 및 열 접속이 야기된다는 점. 3. The electrical contact and thermal connection of the arrester is caused by different process steps and by a component increase in the assembly line (for example, a spacer / thin film between the cooler and the arrestor).

따라서, 본 발명의 과제는 에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 향상된 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved apparatus for releasing heat from an energy reservoir.

상기 과제는 주 청구항에 따른 장치에 의해 해결된다. This problem is solved by an apparatus according to the main claim.

본 발명은 에너지 저장기 유닛의 에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치를 제공하며, 이 경우 상기 장치는 하기의 특징들을 포함한다:The present invention provides an apparatus for releasing heat from an energy reservoir of an energy storage unit, wherein the apparatus comprises the following features:

상기 장치는 금속 코어 및 상기 금속 코어 상에 배치된 절연층을 구비한 셀 커넥터 보드를 포함하고, 상기 셀 커넥터 보드는 상기 에너지 저장기의 어레스터를 수용하기 위한 하나 이상의 개구를 포함하며, 이 경우 상기 셀 커넥터 보드는 또한 그 내부에서 절연 층이 절연층 개구를 갖는 콘택팅 영역을 포함하고; 그리고 The apparatus includes a cell connector board having a metal core and an insulating layer disposed on the metal core, wherein the cell connector board includes at least one opening for receiving an arrester of the energy reservoir, The cell connector board also includes a contact area within which an insulating layer has an insulating layer opening; And

상기 장치는 열 흡수 소자를 포함하고, 상기 열 흡수 소자는 상기 콘택팅 영역에서 상기 절연층 개구에 의해 상기 금속 코어에 열적으로 결합되며, 이 경우 상기 열 흡수 소자는 상기 금속 코어로부터 열을 흡수하여 히트 싱크로 방출하기 위해 형성되어 있다.Wherein the device comprises a heat absorbing element and the heat absorbing element is thermally coupled to the metal core by the insulating layer opening in the contacting area wherein the heat absorbing element absorbs heat from the metal core And is discharged to the heat sink.

셀 커넥터 보드는 개별 셀들(또는 에너지 저장기들) 간의 전기 접속을 가능하게 하는 보드를 의미한다. 열 흡수 소자는 예를 들어 열을 흡수하여 히트 싱크로 수송하기 위해 냉각제 또는 냉매가 관류하는 파이프로 형성된 소자를 의미할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 가능한 적은 열 전도 저항을 제공하기 위해, 열 흡수 소자는 셀 커넥터 보드의 금속 코어보다 훨씬 더 두꺼운 두께를 갖는 금속 스트립에 의해서도 포함될 수 있다. 어레스터는 열적 관점에서뿐만 아니라 전기적 관점에서도 에너지 저장기의 콘택팅을 가능하게 하는 전기 전도성 및 열 전도성을 갖는 소자를 의미한다.A cell connector board refers to a board that enables electrical connection between individual cells (or energy reservoirs). The heat absorbing element may mean, for example, an element formed of a pipe through which a coolant or a coolant flows to absorb heat and transport it to a heat sink. Alternatively or additionally, the heat-absorbing element may also be comprised by a metal strip having a much greater thickness than the metal core of the cell connector board, to provide as little thermal conduction resistance as possible. Arrestors refer to electrically conductive and thermally conductive devices that enable the contact of an energy reservoir from a thermal point of view as well as from an electrical point of view.

본 발명에는, 열 흡수 소자가 금속 코어에 열적으로 직접 연결되는 경우, 어레스터 및 셀 커넥터 보드, 특히 셀 커넥터 보드의 금속 코어의 조합이 열 전달 소자로서 에너지 저장기들로부터 폐열을 방출하는데 특히 유효하게 사용될 수 있다는 인식이 토대가 되고 있다. 금속은 대체로 절연층 재료보다 비교적 더 높은 열 전도율을 갖기 때문에, 관련된 어레스터를 통하여 에너지 저장기로부터 금속 코어들 상으로 열을 수송하는 상기와 같은 방식도 이루어질 수 있으며, 상기 에너지 저장기로부터는 열이 열 흡수 소자를 통해서 히트 싱크로 방출된다. 본 발명이 제공하는 장점으로는, 상기와 같은 유형으로 설계된 열 경로가 대개 높은 열 저항을 형성하는 절연 재료에 의해 가능한 짧은 거리를 취한다는 점이다. 이 때문에 에너지 저장기 내에서 생성되어 배출되는 열이 에너지 저장기로부터 신속하게 수송될 수 있다.In the present invention, when the heat absorbing element is thermally connected directly to the metal core, the combination of the arrestor and the cell connector board, in particular the metal cores of the cell connector board, is particularly effective for discharging waste heat from the energy storages as heat transfer elements Can be used. Since the metal generally has a relatively higher thermal conductivity than the insulating layer material, such a manner of transferring heat from the energy reservoir to the metal cores through the associated arrester can also be achieved, And is discharged to the heat sink through the heat absorbing element. An advantage provided by the present invention is that the thermal path designed in this manner takes the shortest possible distance by the insulating material, which usually forms a high thermal resistance. This allows the heat generated and discharged in the energy reservoir to be quickly transported from the energy reservoir.

본 발명의 한 가지 특수한 실시 예에 따르면, 상기 하나 이상의 개구 내에는 절연 소자, 특히 절연 슬리브가 배치될 수 있다. 상기와 같은 유형의 본 발명의 실시 예는 셀 커넥터 보드의 금속 코어에 비해 어레스터의 특히 우수한 전기 절연 장점을 제공하는데, 이 경우에는 특히 절연 소자의 벽이 얇게 형성됨에도 불구하고 우수한 열전달성이 보장될 수 있다. According to one particular embodiment of the invention, an insulating element, in particular an insulating sleeve, may be arranged in the at least one opening. Embodiments of the present invention of this type provide particularly advantageous electrical insulation advantages of arrestors over the metal cores of the cell connector boards, which ensure excellent thermal transfer performance, especially when the walls of the insulating elements are thinned. .

또한, 절연층이 금속 코어의 한 주 표면상에 배치되는 본 발명의 한 실시 예도 바람직하다. 상기와 같은 유형의 본 발명의 실시 예는 특히 우수한 열 및 전기 절연성을 갖는 금속 코어 커버 장점을 제공함으로써, 결과적으로 폐열이 금속 코어를 통하여 열 흡수 소자로 효율적으로 유도될 수 있다.An embodiment of the present invention in which the insulating layer is disposed on one main surface of the metal core is also preferable. Embodiments of the present invention of this type, in particular, provide the advantage of a metal core cover with particularly good thermal and electrical insulation, so that the waste heat can be efficiently led to the heat absorbing element through the metal core.

보다 향상된 금속 코어의 전기 및 열 절연 그리고 그와 더불어 열 흡수 소자로의 더욱 개선된 금속 코어 내 폐열 유도를 가능하게 하기 위해, 셀 커넥터 보드는 절연층에 마주 놓인 한 주 표면에 추가의 절연층을 구비할 수 있다.In order to enable the electrical and thermal insulation of the improved metal core, as well as the further improved heat conduction in the metal core to the heat absorbing element, the cell connector board has an additional insulating layer on one major surface facing the insulating layer .

금속 코어 및/또는 열 흡수 소자가 금속으로 이루어지거나 금속 재료를 포함하는 경우 그리고/또는 접착 재료의 사용하여 열 전달 소자가 금속 코어에 연결되는 경우, 매우 안전하고 열 전도성이 우수한 열 전달 경로가 보장될 수 있다. When the metal core and / or the heat-absorbing element is made of metal or metal material and / or when the heat-transfer element is connected to the metal core by the use of an adhesive material, a very safe and heat- .

본 발명은 또한 하기와 같은 특징들을 포함하는 에너지 저장기 유닛을 제공한다:The present invention also provides an energy storage unit comprising the following features:

- 한 변형예에 전술된 것과 같은 장치를 포함하는 에너지 저장기 유닛, 이 경우 상기 장치의 셀 커넥터 보드는 2개의 개구를 구비함; 그리고An energy storage unit comprising a device as described above in a variant, in which case the cell connector board of the device has two openings; And

- 각각 하나씩의 어레스터를 구비한 적어도 2개의 에너지 저장기를 포함하는 에너지 저장기 유닛, 이 경우 각각의 어레스터는 열과 전기 에너지를 전도하기 위해 형성되어 있고, 각각의 어레스터는 셀 커넥터 보드의 개구들 중 다른 하나의 개구를 통과하며, 특히 어레스터들은, 절연층이 금속 코어 상에 배치되는 셀 커넥터 보드의 그 측면에서 상호 도전 접속된다. - an energy storage unit comprising at least two energy reservoirs, each with one arrestor, wherein each arrestor is formed for conducting heat and electrical energy, each arrester comprising an opening in the cell connector board And in particular the arresters are conductively connected to each other at the side of the cell connector board where the insulating layer is disposed on the metal core.

상기와 같은 유형의 본 발명의 실시 예가 제공하는 장점은, 2개의 상이한 에너지 저장기의 적어도 2개의 어레스터의 전기 접속이며, 이 경우 어레스터들을 통해서 방출되는 열은 어레스터들이 각각 하나의 다른 개구를 통해 관통함으로써 셀 커넥터 보드의 금속 코어로 효율적으로 전달될 수 있다. An advantage provided by embodiments of the present invention of this type is the electrical connection of at least two arresters of two different energy stores wherein the heat emitted through the arresters is such that the arresters each have a different opening So that it can be efficiently transferred to the metal core of the cell connector board.

적어도 2개의 에너지 저장기의 어레스터들이 어레스터 브리지를 사용하여 소재 결합 방식으로 서로 연결되는 경우, 특히 서로 납땜되는 경우가 특히 바람직하다. 이러한 방식에 의해서 한 편으로는 열적으로뿐만 아니라 전기적으로도 우수한 어레스터들의 연결이 만들어질 수 있으며, 이 경우 마찬가지로 기계적으로 안정적인 어레스터와 셀 커넥터 보드의 연결 및 그와 더불어 장치에 의한 에너지 저장기들의 확실한 고정이 보장된다.It is particularly advantageous when the arrestors of at least two energy reservoirs are connected to each other in material-bonded manner using an arrestor bridge, in particular soldered to each other. This way, on the one hand, not only thermally but also electrically good connections of the arrestors can be made, in which case a mechanically stable arrestor and cell connector board connection as well as an energy storage device Are securely fixed.

또한, 본 발명은 하기의 특징들을 포함하는 에너지 저장기 유닛을 제공한다:The present invention also provides an energy storage unit comprising the following features:

- 한 변형 예에 전술된 것과 같은 장치를 포함하는 에너지 저장기 유닛; 그리고An energy storage unit comprising an apparatus as described above in one variant; And

- 각각 하나씩의 어레스터를 구비한 적어도 2개의 에너지 저장기를 포함하는 에너지 저장기 유닛, 이 경우 어레스터들은 열과 전기 에너지를 전도하기 위해 형성되어 있고 셀 커넥터 보드의 공통 개구들을 통과하며, 특히 상기 에너지 저장기들의 어레스터들은 절연층이 금속 코어 상에 배치되는 셀 커넥터 보드의 그 측면에서 상호 도전 접속된다. An energy storage unit comprising at least two energy reservoirs each with one arrestor, wherein the arrestors are formed for conducting heat and electrical energy and pass through common openings in the cell connector board, The arresters of the reservoirs are conductively connected to each other at the side of the cell connector board where the insulating layer is disposed on the metal core.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 열 흡수 소자의 주 연장 방향은 어레스터들의 주 연장 방향과는 상이할 수 있으며, 특히 이 경우 열 흡수 소자의 주 연장 방향은 어레스터들의 주 연장 방향에 대해 직각으로 방향 설정되어 있다. 상기와 같은 유형의 본 발명의 실시 예가 제공하는 장점은, 매우 견고한 에너지 저장기 유닛이다. 동시에, 에너지 저장기들로부터 최적의 열 방출도 구현될 수 있는데, 그 이유는 금속 코어를 통과하는 열 전달 경로가 짧게 유지될 수 있기 때문이다.According to another embodiment of the present invention, the main extension direction of the heat absorbing element may be different from the main extension direction of the arrestors. In this case, the main extension direction of the heat absorbing element is preferably The direction is set at right angles. An advantage provided by embodiments of the present invention of this type is a very robust energy storage unit. At the same time, optimal heat release from the energy stores can also be realized because the heat transfer path through the metal core can be kept short.

또한, 금속 코어가 어레스터들 중 적어도 하나의 어레스터, 특히 2개의 어레스터로부터 전기적으로 절연되는 본 발명의 실시 예가 특히 바람직하다. 상기와 같은 유형의 본 발명의 실시 예가 제공하는 장점은, 어레스터들에 의해서는 에너지 저장기들의 전기 접속뿐만 아니라 열 접속도 가능해진다는 것이다. In addition, embodiments of the present invention in which the metal core is electrically insulated from at least one arrestor of the arrestors, particularly two arresters, are particularly preferred. An advantage provided by embodiments of the present invention of this type is that arresters allow thermal connections as well as electrical connections of energy stores.

이하에서는 첨부된 도면들을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예들이 더 상세히 설명된다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예의 한 부분 영역의 단면도이고;
도 2a는 본 발명에 따른 실시 예의 한 부분 영역의 추가 단면도이며;
도 2b는 본 발명에 따른 실시 예의 한 부분 영역의 또 다른 단면도이고:
도 3은 본 발명에 따른 실시 예의 한 부분 영역에 대한 평면도이다.1 is a sectional view of a partial region of an embodiment according to the present invention;
Figure 2a is a further cross-sectional view of a partial region of an embodiment according to the present invention;
Figure 2b is another cross-sectional view of a partial region of an embodiment according to the present invention:
3 is a top view of a partial region of an embodiment according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예들의 하기 설명에서 상이한 도면들로 도시된 그리고 유사한 작용을 하는 소자들에 대해서는 동일한 또는 유사한 도면 부호가 사용되며, 이 경우 상기 소자들에 대한 반복된 설명은 생략된다. In the following description of the preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for elements having the same and similar functions as those shown in the different drawings, in which case repeated descriptions for the elements are omitted.

에너지 저장기들로부터, 특히 배터리들에서 열을 방출하기 위한 선행 기술에 제시된 해결책들은, 셀 커넥터 보드 내부에 집적되는 히트 싱크가 제공되지 있지 않은 이유 때문에 현실적인 요건들을 단지 불충분하게만 충족하고 있다. 선행 기술의 경우에는 셀들의 전기 콘택팅을 목표로 삼고 있다; 셀 커넥터 보드들이 존재할 경우 열접속은 무시된다. 이 때문에 본 출원서에는 히트 싱크 접속부를 구비한 셀 커넥터 보드가 기술된다. 따라서, 본 출원서에 소개된 접근법의 목표는, 전기 어레스터들을 통하여 열 방출 중심점을 갖는 평면형 배터리 셀로부터의 열 방출을 가능하게 하는 것이다. 또한, 열전달 저항을 감소시키기 위해, 비교적 더 큰 표면 위으로의 열 분포도 구현된다. 마찬가지로 조립 라인 내 부품 축소에 의해 배터리 장착도 간소화될 수 있다. 이러한 목표 해결책을 위해, 배터리 행들의 평면 형태는 필수 전제 조건이었으며 그리고 충분히 활용되었다. The solutions presented in the prior art for the release of heat from energy storage devices, especially batteries, are only meeting inadequate realistic requirements due to the fact that no heat sink is integrated within the cell connector board. In the case of the prior art, the electrical contact of the cells is aimed at; If cell connector boards are present, the thermal connection is ignored. The present application therefore describes a cell connector board with a heat sink connection. Thus, the goal of the approach introduced in this application is to enable heat dissipation from planar battery cells with heat dissipation centers through electrical arresters. Also, in order to reduce the heat transfer resistance, a heat distribution on a relatively larger surface is also realized. Similarly, battery mounting can be simplified by reducing the number of parts in the assembly line. For this goal solution, the planar shape of the battery rows was an essential prerequisite and fully exploited.

상기와 같은 평면 형태는 셀 스택 형성을 가능하게 한다; 폐열을 방출하기 위해서는 셀의 어레스터 러그들이 이용되는데, 그 이유는 예를 들어 하이브리드 또는 순수 전기 자동차들 내에 설계되는 것과 같은 고전류에 적합한 이러한 적용 예들이 열 전도에 충분한 횡단면을 갖기 때문이며, 특히 동시에 히트 싱크로의 접속부까지 이어지는 열적 경로에서 낮은 전달 저항이 이루어지기 때문이다. 셀들의 어레스터 러그들은 셀들로부터 측면에서 유도되어 나와 수집 보드를 통하여 전기적으로 콘택팅된다. Such a planar shape enables cell stack formation; To discharge the waste heat, arrestor lugs of the cell are used because these applications, which are suitable for high currents, for example, designed in hybrid or pure electric vehicles, have a sufficient cross-section for thermal conduction, This is because a low transfer resistance is achieved in the thermal path leading to the connection portion of the synchro. The arrestor lugs of the cells are led sideways from the cells and are electrically contacted through the collection board.

도 1은 본 발명의 실시 예의 한 부분 영역의 단면도를 보여준다. (셀 커넥터-)보드(10)는 도 1의 도시에 상응하게 전기 절연 작용을 하는 기본 재료(1)(예를 들어 FR4), 전기 및 열 전도성이 우수한 코어 재료(2) 및 셀들(4a)을 상호 간에 콘택팅시키는 브리지 소자들(어레스터 브리지들)(3)로 이루어진다. 셀들(4a)의 어레스터들(4b)은 땜납(solder)을 이용해서 보드 내에 있는 개구들(4c)에 의해 어레스터 브리지들(3)에 열적으로 그리고 전기적으로 접속된다. 금속 코어(2)를 통해 단락을 방지하기 위해, 보드에 있는 관통구들은 절연 슬리브들(6)에 의해 피복되어 있다. Figure 1 shows a cross-sectional view of a partial region of an embodiment of the present invention. (Cell connector) board 10 has a base material 1 (for example, FR4), an electrically and thermally conductive core material 2 and cells 4a that are electrically insulated in accordance with the illustration of Fig. (Arrestor bridges) 3 for mutually contacting each other. Arresters 4b of cells 4a are thermally and electrically connected to arrestors bridges 3 by openings 4c in the board using solder. In order to prevent shorting through the metal core 2, the through-holes in the board are covered by insulation sleeves 6.

셀들(4a) 사이에 있는 충전 재료(7)는 허용 오차를 보정하는 갭들이 유지됨에 따라 (초기 응력 형성하에) 제한된 기계적 강도를 보장한다; 갭들은 경우에 따라서는 반드시 필요한데, 그 이유는 셀 스택 내에 있는 셀의 제조 허용 오차가 합산될 수 있고, 그 후에는 결국 수집 보드 및 전체 구조물에 대한 정해진 위치 설정이 더 이상 표시될 수 없기 때문이다. The filling material 7 between the cells 4a ensures a limited mechanical strength (under the formation of initial stresses) as the gaps that correct for the tolerances are maintained; Gaps are sometimes necessary, because the manufacturing tolerances of the cells in the cell stack can be summed, after which the defined positioning for the collecting board and the entire structure can no longer be displayed .

도 1에 부가적으로, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예의 한 부분 영역의 추가 단면도들을 보여준다. 이 경우 한 단면도는 공통의 보드 리세스(개구)(4c) 내부에 있는 2개의 셀들의 개별 어레스터(4b)를 통한 상기 셀들의 콘택팅을 도시한다. 이 경우 어레스터 브리지들은 생략될 수 있지만, 냉각기와 전기적 경로 간의 열 전달을 위해서 필요한 면적이 감소된다.In addition to Figure 1, Figures 2a and 2b show additional cross-sectional views of a partial region of an embodiment of the present invention. In this case, a cross-sectional view shows the contact of the cells through individual arresters 4b of the two cells within a common board recess (opening) 4c. In this case, the arrestor bridges can be omitted, but the area required for heat transfer between the cooler and the electrical path is reduced.

최상의 냉각 소자 연결을 위해, 열 흡수 소자(8)는 셀 커넥터 보드의 특별한 영역 상에 배치된다. 도 3은 보드 냉각 소자에 대한 평면도를 보여준다. 전기적으로 전위 위에 놓여 있고 땜납 메니스커스(5)를 구비한 어레스터들(4b)은 도 3에 도시되어 있지 않은 히트 싱크(이 히트 싱크는 열 흡수 소자(8)를 통해서 열적으로 콘탱팅됨)로부터 공간적으로 분리되어 있다. 이 경우 상기 열 흡수 소자(8)는 절연부(층)(1)가 제거되어, 노출되어 있는 셀 커넥터 보드(10)의 금속 코어(2) 상에 배치된다.For best cooling element connection, the heat absorbing element 8 is disposed on a particular area of the cell connector board. Figure 3 shows a top view of the board cooling element. The arrestors 4b, which are electrically located above the potential and which have solder meniscus 5, are connected to a heat sink (which is thermally con- ducted through the heat absorbing element 8) As shown in Fig. In this case, the heat absorbing element 8 is disposed on the metal core 2 of the exposed cell connector board 10 from which the insulating portion (layer) 1 is removed.

바람직하게 금속의 열 흡수 소자(8)를 도 3에 도시된 열 흡수 소자에 의해 추적되는 히트 싱크 방향으로 전기적으로 전위 위에 놓여 있지 않은 금속 코어(2)에 열접속하는 것은 바람직하게 접착 또는 접착 필름 또는 대안적으로 강제 결합 및/또는 형상 결합 방식의 연결에 의해 구현되었다(예컨대, 블라인드 리벳(blind rivet), 이때 리벳의 경우에는 상응하는 보어들이 냉각기 내에 또는 유도되는 고정 포인트들에 제공될 수 있음).Preferably, the heat-absorbing element 8 of metal is thermally connected to the metal core 2, which is not electrically located on the potential in the direction of the heat sink tracked by the heat-absorbing element shown in Fig. 3, Or alternatively by means of a forced and / or shape-wise connection (e.g. blind rivet, where in the case of rivets corresponding bores can be provided in the cooler or in the anchorage points to be guided) ).

전술한 해결책에 대안적으로 금속 코어의 직접 냉각/관류도 생각할 수 있다; 그러나 상기와 같은 해결책은 앞에서 제안한 접근법보다 훨씬 더 비용 집약적이다.Alternatively to the above-mentioned solution, direct cooling / perfusion of the metal core is conceivable; However, such a solution is much more cost intensive than the approach proposed above.

그렇지만, 전술한 접근법은, 셀 구조 또는 어레스터 구조가 매우 가장 단순한 경우 히트 싱크로의 평면 전달과 셀 콘택팅 모두를 위해 열을 분포시키는 기능적 측면의 목적들을 통합시킬 수 있다는 장점을 제공한다. However, the above-described approach offers the advantage of integrating the functional aspects of distributing heat for both planar transfer to the heat sink and cell contact when the cell structure or arrestor structure is very simple.

기술된 실시 예들은 단지 예시적으로 선택된 것이며 서로 조합될 수 있다. The described embodiments are merely exemplary in nature and can be combined with one another.

1: 절연층 2: 금속 코어
3: 어레스터 브리지 4a: 셀, 에너지 저장기
4b: 어레스터 4c: 셀 커넥터 보드 내 개구
5: 땜납 6: 절연 슬리브
7: 충전 재료 8: 열 흡수 소자, 히트 싱크
10: 셀 커넥터 보드
11: 에너지 저장기 유닛의 에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치
12: 에너지 저장기 유닛1: insulating layer 2: metal core
3: arrestor bridge 4a: cell, energy reservoir
4b: arrestor 4c: opening in cell connector board
5: solder 6: insulating sleeve
7: filling material 8: heat absorbing element, heat sink
10: Cell connector board
11: Device for releasing heat from the energy storage unit of the energy storage unit
12: Energy storage unit

Claims (10)

에너지 저장기 유닛(12)의 에너지 저장기(4a)로부터 열을 방출하기 위한 장치(11)로서,
상기 장치(11)가 금속 코어(2) 및 상기 금속 코어(2) 상에 배치된 절연층(1)을 구비한 셀 커넥터 보드(10) 및 열 흡수 소자(8)를 포함하며, 상기 셀 커넥터 보드(10)는 상기 에너지 저장기(4a)의 어레스터(4b)를 수용하기 위한 하나 이상의 개구(4c)를 포함하고, 상기 셀 커넥터 보드(10)는 또한 그 내부에서 절연 층(1)이 절연층 개구를 갖는 콘택팅 영역을 포함하며; 그리고
상기 열 흡수 소자는 상기 콘택팅 영역에서 절연층 개구를 통하여 상기 금속 코어(2)에 열적으로 연결되고, 상기 열 흡수 소자(8)는 상기 금속 코어(2)로부터 열을 흡수하여 히트 싱크로 방출하기 위해 형성된,
에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치. An apparatus (11) for discharging heat from an energy reservoir (4a) of an energy storage unit (12)
The device 11 comprises a cell connector board 10 and a heat absorbing element 8 having a metal core 2 and an insulating layer 1 disposed on the metal core 2, The board 10 includes at least one opening 4c for receiving an arrestor 4b of the energy reservoir 4a and the cell connector board 10 also has an insulating layer 1 therein A contact region having an insulating layer opening; And
The heat absorbing element is thermally connected to the metal core (2) through the insulating layer opening in the contacting area, and the heat absorbing element (8) absorbs heat from the metal core (2) Formed,
Apparatus for releasing heat from an energy reservoir. 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 개구(4c) 내에 절연 소자(6), 특히 절연 슬리브(6)가 배치된,
에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치. The method according to claim 1,
Wherein an insulating element (6), in particular an insulating sleeve (6), is arranged in said at least one opening (4c)
Apparatus for releasing heat from an energy reservoir. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절연 층(1)이 상기 금속 코어(2)의 한 주 표면에 제공된,
에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the insulating layer (1) is provided on one main surface of the metal core (2)
Apparatus for releasing heat from an energy reservoir. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 커넥터 보드(10)가 상기 절연층(1)에 마주 놓인 한 주 표면에 추가 절연층(1)을 구비하는,
에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Characterized in that the cell connector board (10) has an additional insulating layer (1) on one main surface facing the insulating layer (1)
Apparatus for releasing heat from an energy reservoir. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 흡수 소자(8)가 금속으로 이루어지거나 금속 재료를 포함하고 그리고/또는 상기 열 흡수 소자(8)가 접착 재료를 사용하여 상기 금속 코어(2)에 연결된,
에너지 저장기로부터 열을 방출하기 위한 장치. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Characterized in that the heat absorbing element (8) is made of metal or contains a metallic material and / or the heat absorbing element (8) is connected to the metallic core (2)
Apparatus for releasing heat from an energy reservoir. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 장치(11) 및 각각 하나씩의 어레스터(4b)를 구비한 적어도 2개의 에너지 저장기(4a)를 포함하는 에너지 저장기 유닛(12)으로서,
상기 장치의 셀 커넥터 보드(10)는 2개의 개구(4c)를 갖고; 그리고
각각의 어레스터(4b)는 열과 전기 에너지를 전도하기 위해 형성되어 있으며, 각각의 어레스터(4b)는 상기 셀 커넥터 보드(10)의 개구들 중 다른 한 개구(4c)를 통과하며, 특히 상기 어레스터(4b)들은, 상기 절연층(1)이 상기 금속 코어(2) 상에 배치되는 상기 셀 커넥터 보드(10)의 그 측면에서 상호 도전 접속된,
에너지 저장기 유닛. An energy storage unit (12) comprising an apparatus (11) according to any one of claims 1 to 5 and at least two energy reservoirs (4a) each with one arrester (4b)
The cell connector board 10 of the device has two openings 4c; And
Each of the arrestors 4b is formed to conduct heat and electric energy and each of the arrestors 4b passes through another opening 4c of the openings of the cell connector board 10, The arrestors 4b are arranged such that the insulating layer 1 is conductively connected at its side of the cell connector board 10 on which the metal core 2 is disposed,
Energy storage unit. 제 6 항에 있어서,
상기 적어도 2개의 에너지 저장기(4a)의 어레스터(4b)들이 어레스터 브리지(3)를 사용하여 소재 결합 방식으로 서로 연결되며, 특히 땜납(5)을 사용하여 서로 납땜되는,
에너지 저장기 유닛. The method according to claim 6,
Wherein the arresters (4b) of the at least two energy storage units (4a) are connected to each other in a material coupling manner using an arrestor bridge (3), and are soldered together using a solder (5)
Energy storage unit. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 장치(11) 및 각각 하나씩의 어레스터(4b)를 구비한 적어도 2개의 에너지 저장기(4a)를 포함하는 에너지 저장기 유닛(12)으로서,
상기 어레스터(4b)들은 열과 전기 에너지를 전도하기 위해 형성되어 있고, 상기 셀 커넥터 보드(10)의 공통 개구(4c)를 통과하며, 특히 상기 에너지 저장기(4a)들의 어레스터(4b)들은, 상기 절연층(1)이 상기 금속 코어 상에 배치되는, 상기 셀 커넥터 보드(10)의 그 측면에서 땜납 연결부(5)에 의해 상호 도전 접속된,
에너지 저장기 유닛.An energy storage unit (12) comprising an apparatus (11) according to any of the claims 1 to 7 and at least two energy stores (4a) each with one arrestor (4b)
The arresters 4b are formed to conduct heat and electric energy and pass through a common opening 4c of the cell connector board 10. Particularly, the arresters 4b of the energy reservoirs 4a , Wherein the insulating layer (1) is disposed on the metal core, the cell connector board (10) being electrically connected thereto by a solder connection portion (5)
Energy storage unit. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 흡수 소자(8)의 주 연장 방향이 상기 어레스터(4b)들의 주 연장 방향과는 구별되며, 특히 상기 열 흡수 소자(8)의 주 연장 방향이 상기 어레스터(4b)들의 주 연장 방향에 대해 직각으로 방향 설정된,
에너지 저장기 유닛,9. The method according to any one of claims 6 to 8,
The main extension direction of the heat absorbing element 8 is distinguished from the main extension direction of the arrestors 4b and in particular the main extension direction of the heat absorbing element 8 is the main extension direction of the arrestors 4b Lt; RTI ID = 0.0 >
Energy storage unit, 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 코어(2)가 상기 어레스터들 중 하나 이상의 어레스터(4b), 특히 2개의 어레스터(4b)로부터 전기적으로 절연된,
에너지 저장기 유닛. 10. The method according to any one of claims 6 to 9,
Characterized in that the metal core (2) is electrically insulated from at least one arrestor (4b), in particular from two arresters (4b)
Energy storage unit.
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