KR20180054516A - 파스닝 엘리먼트 단열 특징부를 가진 자동차 전지용 열전 모듈 - Google Patents

파스닝 엘리먼트 단열 특징부를 가진 자동차 전지용 열전 모듈 Download PDF

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KR20180054516A
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thermoelectric
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데이비드 스콧 토마스
마틴 아들딩거
뤼디거 스피르너
벤자민 슈라프
호르스트 게오르크 요하네스 지버
호르스트 게오르크 요하네스 지버
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젠썸 인코포레이티드
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Abstract

컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리는 서로 이격되어 있고 각각 저온측 및 고온측을 제공하도록 구성되어 있는 제1 및 제2 부재를 포함한다. 제1 및 제2 부재 사이에 단열판이 배치된다. 열전 소자는 단열판 내에 배치되고, 제1 및 제2 부재와 유효하게 접촉된다. 파스닝 엘리먼트는 단열판을 사이에 두고 제1 및 제2 부재를 조립된 상태에서 서로 고정시킨다. 단열재는 제1 및 제2 부재 중 하나에 제공되고, 파스닝 엘리먼트를 수용하도록 구성된다.

Description

파스닝 엘리먼트 단열 특징부를 가진 자동차 전지용 열전 모듈
본 발명은 전지와 같은 자동차 컴포넌트를 냉각시키는데 사용되는 열전 모듈(thermoelectric module)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 열전달 효율을 향상시키기 위한 열전 모듈 내 단열 특징부에 관한 것이다.
리튬 이온 전지는 자동차에 추진력을 제공하는 전기 모터에 전력을 제공하기 위해 승용차 및 다른 타입의 자동차에 사용된다. 이러한 전지는 상당한 양의 열을 발생시킬 수 있으므로 전지는 성능 저하를 방지하기 위해 냉각되어야 한다.
전지 아래 및 냉각판 어셈블리 부근에 배치된 열전 모듈을 포함하는 한 타입의 자동차 전지 냉각 배열이 제안되었다. 열전 모듈은 전지 주변을 냉각시키기 위해 펠티에 효과(Peltier effect)를 기반으로 하여 동작하는 열전 소자를 포함한다. 열전 소자를 통해 전달된 열은 냉각판 어셈블리로 배출되는데, 이러한 냉각판 어셈블리는 그것을 통해 순환되어 열교환기로 보내지는 냉각 유체를 가질 수 있다.
열전 모듈 내의 몇몇 구성요소를 통해 효과적으로 열을 전달함과 동시에 열전 모듈 내의 다른 구성요소를 단열시키는 열전 모듈을 설계하는 것이 바람직하다.
하나의 예시적인 실시예에서, 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리는 서로 이격되어 있고 각각 저온측 및 고온측을 제공하도록 구성되어 있는 제1 및 제2 부재를 포함한다. 제1 및 제2 부재 사이에 단열판이 배치된다. 열전 소자는 단열판 내에 배치되고, 제1 및 제2 부재와 유효하게(operatively) 접촉한다. 파스닝 엘리먼트는 단열판을 사이에 두고 제1 및 제2 부재를 조립된 상태에서 고정시킨다. 단열재는 제1 및 제2 부재 중 하나에 제공되고, 파스닝 엘리먼트를 수용하도록 구성되어 있다.
상기 내용의 추가 실시예에서, 제1 및 제2 부재는 금속이고, 단열판은 플라스틱이다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 파스닝 엘리먼트는 금속이고, 단열재는 비금속이다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 제2 부재는 열전 소자를 지지하는 도드라진(raised) 패드를 포함한다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 열 포일이 패드 및 열전 소자와 접촉하게끔 패드와 열전 소자 사이에 배치된다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 열전 소자는 펠티에 소자이다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 단열판은 개구를 포함하고, 제2 부재는 개구와 협력하여 단열판과 제2 부재를 서로에 대하여 측방향으로 위치를 맞추기 위한 돌출부를 포함한다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 파스닝 엘리먼트는 돌출부의 나사산 가공된 내경과 체결되는 나사형 파스너이다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 단열판은 열전 소자를 둘러싸는 적어도 4개의 개별 돌출부를 가진다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 제1 및 제2 부재는 제1 및 제2 히트 스프레더(heat spreader)이다. 제1 및 제2 히트 스프레더 및 단열판은 서로 고정되어 열전 모듈 어셈블리를 제공한다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 제1 부재는 히트 스프레더를 제공하고, 제2 부재는 냉각판 어셈블리를 제공한다. 냉각판 어셈블리는 냉각 통로를 통해 순환되는 냉매를 수용하도록 구성된 냉각 통로를 포함한다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 단열재는 제2 부재에 프레스 끼워맞춤(press-fit)된다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 단열재는 제2 부재와 나사 결합된다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 파스닝 엘리먼트는 단열재와 나사 결합된다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 파스닝 엘리먼트는 단열재에 프레스 끼워맞춤된다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 파스닝 엘리먼트와 단열재 사이의 경계는 열전 소자에 클램핑 하중을 제공한다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 파스닝 엘리먼트는 단열재에 의해 제2 부재로부터 단열된다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 단열재는 제1 부재와 접촉하는 와셔(washer)이다.
어느 상기 내용의 추가 실시예에서, 단열재는 단열판과 일체이다.
다른 예시적인 실시예에서, 단열 어셈블리는 목부 및 단부를 포함하는 단열판을 포함한다. 구멍을 가지는 컴포넌트가 단부와 나란히 된다. 파스너가 홀 내에 수용되고 목부에 고정된다. 파스너는 조립하는 동안 단부를 유연하게 변형시켜 컴포넌트와 접촉하게 만듦으로써 컴포넌트를 파스너로부터 단열시키도록 구성되어 있다.
본 명세서는 아래의 첨부된 도면을 함께 고려하여 아래의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1a는 자동차 시스템 온도가 냉각 시스템에 의해 조절되는 자동차의 매우 간략한 도면이다.
도 1b는 열전 모듈 어셈블리 및 냉각판 어셈블리를 포함하는 냉각 시스템을 도시한다.
도 2는 열전 모듈 어셈블리의 확대된 투시도이다.
도 3a는 히트 스프레더에 장착된 단열판의 투시도이다.
도 3b는 열전 소자가 단열판 내에 배치되어 있는, 도 3a에 도시된 단열판 및 히트 스프레더의 투시도이다.
도 4는 열전 모듈 어셈블리의 투시도이다.
도 5는 하나의 열전 모듈 어셈블리의 단면도이다.
도 6은 다른 열전 모듈 어셈블리의 단면도이다.
도 7은 다른 단열재 배열의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 8-8d는 또 다른 단열재 배열의 다른 개략적인 단면도를 도시한다.
도 9a-9z는 다양한 예시적인 단열재 디자인을 도시한다.
이전 단락, 청구항, 또는 아래의 설명 및 도면의 실시예, 예시 및 대안은 어떤 그들의 다양한 형태 또는 각각의 개별적인 특징을 포함하여, 개별적으로 또는 임의의 조합으로 얻어질 수 있다. 하나의 실시예와 연관지어 서술된 특징은 그러한 특징이 호환 불가능하지 않다면 모든 실시예에 적용 가능하다.
자동차(10)는 도 1a에 개략적으로 도시되어 있다. 자동차(10)는 난방 및 냉방될 필요가 있는 자동차 시스템(12)을 포함한다. 한 예에서, 자동차 시스템(12)은 상당한 양의 열을 발생시키는 자동차 추진을 위해 사용되는 리튬 이온 전지와 같은 전지(14)를 포함한다. 이러한 전지는 동작시 냉각되어야 하고, 그렇지 않다면 전지 효율 및/또는 무결성이 나빠질 수 있다.
냉각 시스템(18)은 전지(14)로부터 열을 제거하여 자동차 시스템(12)을 냉각시키기 위해 전지(14)와 DC/DC 컨버터(16) 사이에 적층 배열된다. DC/DC 컨버터(16)는 전지(14)와 자동차 전자기기 간에 전기적 인터페이스를 제공한다. 냉각 시스템(18)은 냉각 루프(24)와 통해 있는 냉각판 어셈블리(22)에 장착된 열전 모듈 어셈블리(20)를 포함한다. 글리콜과 같은 냉각 유체는 냉각 루프(24) 내에서 펌프(31)에 의해 순환된다. 열은 냉각판 어셈블리(22)를 통해 열교환기(26)에 연결된 공급 및 리턴 냉매 라인(30, 32)을 통해 냉매로 배출된다. 예컨대, 팬 또는 송풍기(28)는 열교환기(26) 내의 냉매로부터 주변 환경으로 열을 내보내기 위해 사용될 수 있다.
컨트롤러(34)는 전지 냉각을 조정하기 위해 자동차(10), 자동차 시스템(12) 및 냉각 시스템(18)의 다양한 컴포넌트들과 통신한다. (도시되지 않은) 센서 및 출력들이 컨트롤러(34)에 연결될 수 있다.
하나의 예시적인 냉각 시스템(18)이 도 1b에 더 상세하게 도시되어 있다. 열전 모듈 어셈블리(20)는 전지(14)의 표면(36)을 지지하는 저온측(38)을 포함한다. 단열판(50)은 (도 2에서 58로 도시된) 열전 소자를 운반하고, (전지(14)에 있는) 저온측(38)을 (냉각판 어셈블리(22)에 있는) 고온측(40)으로부터 분리시킨다.
냉각판 어셈블리(22)는 고온측(40)으로부터 배출된 열을 수용하기 위해 냉각판 어셈블리(22)를 가로질러 냉매를 통하게 하는 (43에 개략적으로 도시된) 유체 통로의 네트워크를 둘러싸도록 서로 고정된 제1 및 제2 냉각판(42, 44)을 포함한다. 시일(41)이 열전 모듈 어셈블리(20)와 냉각판 어셈블리(22) 사이에 제공될 수 있다. 가열된 냉매는 이러한 스택(stack)으로부터 멀리 떨어져 있는 열교환기(26)로 보내진다.
도 2를 참조하면, 하나의 예시적인 열전 모듈 어셈블리(20)이 더 상세하게 도시되어 있다. 저온측(38) 및 고온측(40)은 제1 및 제2 히트 스프레더(46, 48)와 같은 제1 및 제2 부재에 의해 각각 제공된다. 플라스틱으로 이루어진 단열판(50)은 금속으로 이루어진 제1 및 제2 히트 스프레더(46, 48) 사이에 끼워 넣어지고, 단일 유닛으로 조립된 후 냉각판 어셈블리(22)에 고정될 수 있다.
단열판(50)은 애퍼어처(52)를 포함하는데, 이러한 애퍼어처(52) 내에 열전 소자(54)가 배치된다. 이러한 예에서, 열전 소자는 제1 히트 스프레더(46) 부근에 저온측, 제2 히트 스프레더(48) 부근에 고온측을 제공하기 위해 펠티에 효과를 이용한다.
단열판(50)은 열전 모듈 어셈블리(20)의 열전 소자(54)의 와이어(61)를 수용하도록 형성된 와이어 채널(60)을 포함한다. 이 예에서는, 3개의 펠티에 소자가 서로 직렬로 배선되어 있다.
단열판(50)의 열용량(thermal mass)을 줄이고 제1 및 제2 히트 스프레더(46, 48)를 서로 단열시키는 에어 갭을 제공하기 위해 단열판(50) 내에 공극(62)의 매트릭스가 제공된다. 이러한 공극(62)은 임의의 적절한 크기, 형상 또는 패턴일 수 있다. 공극은 (도시된) 단열판(50)의 두께에 비하여 깊은 오목부일 수도 있고, 단열판(50)을 통해 모든 방향으로 뻗을 수도 있다.
제2 히트 스프레더(48)는 열전 소자(54)를 지지하기 위해 단열판(50)을 향해 위쪽으로 뻗은 도드라진 패드(64)를 포함한다. 도 6에 도시되고 아래에 설명한 바와 같이, 제2 히트 스프레더(48)는 제거될 수 있고, 열전 소자(54)가 냉각판 어셈블리(22)에 직접 장착될 수도 있다. 도 2를 다시 참조하면, 열 효율을 위해 컴포넌트들 사이에 적절한 접촉을 보장하기 위해 열전 소자(54)와 제1 및 제2 히트 스프레더(46, 48) 사이에 열 포일(66)이 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3a-3b를 참조하면, 단열판(50)은 개구일 수 있는 로케이터(locator)(68)를 포함한다. 예컨대, 조립시 제2 히트 스프레더(48)에 대하여 단열판(50)의 위치를 맞추기 위해 제2 히트 스프레더(48) 상에 돌출부(70)가 제공될 수 있다. 이 예에서, 파스너(74)는 제1 및 제2 히트 스프레더(46, 48) 및 단열판(50)의 스택을 고정시키기 위해 제1 히트 스프레더(46) 내의 홀을 통해 뻗는다. 희망의 클램프 하중이 열전 소자(54)에 가해질 수 있도록 돌출부(70)는 제1 히트 스프레더(46)까지 뻗지 않는다. 파스너(74)는 열전 소자(54)에 희망의 클램프 하중을 제공하도록 미리 정해진 토크로 조여진다.
금속인 파스너(74)는 제1 및 제2 히트 스프레더(46, 48) 사이에 열 쇼트(thermal short)를 형성할 수 있는데, 이는 열전 모듈 어셈블리(20)의 열 효율을 상당히 감소시킬 수 있다. 도 4 및 5를 참조하면, 플라스틱과 같은 비금속 재료로 이루어진 단열재(86)는 제2 히트 스프레더(48)로부터 파스너(74)를 단열시키기 위해, 예컨대, 제2 히트 스프레더(48) 내에 배치된다. 단열재(86)는 돌출부(70) 내로 압입되거나 나사결합될 수 있다. 파스너(74)는 제1 및 제2 히트 스프레더(46, 48)를 서로 클램핑하기 위해 단열재(86)의 나사산 가공된 내경과 나사 결합될 수도 있고, 프레스 핏 파스너(press-fit fastener)가 사용될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 히트 스프레더(48)는 제거될 수 있고, 제1 히트 스프레더(46)는 냉각판 어셈블리(22)에 고정될 수 있다. 이러한 예에서, 단열재(86)는 돌출부(170) 및 패드(164)를 제공하는 제1 냉각 판(42)에 설치된다.
도 7을 참조하면, 플라스틱 와셔와 같은 단열재(186)가 히트 스프레더(46)와 파스너(74)의 헤드 사이에 제공된다. 도 8에 도시된 예에서, 단열재(286)는 목부(91)에 의해 단열판(150)과 통합될 수 있다. 단열재 목부(91)의 단부는 도 8a-8d에 도시된 바와 같이 조립하는 동안 파스너(74)의 헤드에 의해 변형된다. 파스너(74)가 목부(91)로 삽입될 때, 그 단부는 바깥쪽으로 퍼져서 와셔 형상의 단열재(286)를 형성한다. 이 실시예에서는, 도 7에 도시된 실시예와 달리, 별도의 와셔는 사용되지 않는다. 그보다는, 와셔가 단열판(150)과 일체이므로 컴포넌트의 개수를 줄일 수 있고 조립이 간편해진다.
다양한 예시적인 단열재/와셔 배열이 도 9a-9z에 도시되어 있는데, 이는 대체로 도 8-8d에 도시되고 앞서 서술한 예와 유사한 실시예들을 보여준다. 각 도면의 좌측은 파스너의 삽입 및 변형 이전의 목부를 도시한다. 각 도면의 우측은 일체형 단열재/와셔를 제공하기 위해 유연하게 변형된 목부를 도시한다. 몇몇 도면에서 명료함을 위해 파스너가 생략되기도 하였다.
도 9b-9d에 도시된 실시예에서, 파스너가 삽입될 때 더 작은 힘이 필요하도록 단부의 더 뚜렷한 개방을 가능하게 하는 핑거(finger)를 제공하기 위해 목부의 단부에 슬롯이 제공되어 있다. 목부의 단부에 와셔가 형성되는 위치를 뚜렷하게 하기 위해 환형 노치(94)가 사용된다. 도 9d는 나사를 돌리는 과정에서의 토크를 더 잘 견디는 환형 슬롯을 포함한다.
도 9e 및 9f는 각각 목부와 나사 사이에, 상부에(도 9e) 또는 하부에(도 9f) 죔쇠 끼워맞춤(interference fit)을 제공한다.
도 9g는 노치(94)를 가진 크라운 구성을 도시한다. 안쪽을 향하는 램프는 각도, β를 가지며 단부의 내경에 제공되어 있다. 개방된 때, 단부는 각도, α로 제공된다. 각도, α는 챔버 또는 테이퍼(taper)를 형성하고, 각도, β는 파스너가 단부를 방사상 바깥쪽으로 힘을 가할 때 단열재의 개방 특성을 명확하게 한다.
도 9h 및 9i는 목부가 부서지기 쉬운(frangible) 연결을 만드는 환형 홈(96)을 가지는 배열을 도시한다. 조립하는 동안 목부의 내경에 가해지는 파스너 헤드로부터의 토크는 환형 홈(96)에서 목부로부터 단부를 전단(shear) 시킬 것이다.
도 9j에 도시된 실시예서 복수의 재료들이 사용된다. 하나의 예에서, A 재료는 B 재료 위에 오버몰딩된다. 예컨대, B 재료는 A 재료보다 더 쉽고 유연하게 변형될 수 있다. A 및 B 재료는 또한 원하는 경우 3D 프린팅될 수 있다.
도 9k에 도시된 예에서, 단부는 최종 조립 전에 파스너를 붙잡기 위한 크기의 내경 A를 제공하기 위해 각도 α로 안쪽으로 점점 가늘어진다. 파스너가 히트 스프레더 또는 냉각판과 나사 결합될 때 단부는 벌어진다.
도 9m의 단열재는 실질적으로 목부에서부터 단부까지 변하는 단면 벽 두께를 가진다. 단부가 히트 스프레더에 단열 기능을 제공하므로, 이 부분에 대하여 플라스틱이 두꺼울수록 더 바람직하다. 더 얇은 목부는 재료를 절약하므로, 비용 및 무게를 줄일 수 있다. 도 9n에서, 목부의 최상부 및 바닥부는 파스너를 단열재에 삽입하는 동안 유연하게 변형될 수 있다.
대체로 원통형 또는 원뿔의 절두체 형상이 도 8-9n에 도시되어 있다. 그러나, 다른 형상, 예컨대, 정방형(도 9o)과 같은 다각형이 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.
조립하는 동안 열전 모듈 어셈블리의 내부로 부스러기의 유입을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 시일을 제공하기 위해 목부의 일단 또는 양단에 벽(98)이 사용될 수 있다. 벽(98)은 조립하는 동안 파스너에 의해 뚫려진다.
도 9q 및 9r에 도시된 예에서, 목부는 단부에 대한 분절(articulation) 포인트, 부서지기 쉬운 연결 또는 조립에 사용되는 위치 맞춤 부재로서 사용될 수 있는 오목부(102)를 형성하기 위해 툴(100)에 의해 클립핑될 수 있다.
도 9s에 도시된 바와 같이, 복수의 단열재(386)는 서브 어셈블리(104)를 제공하기 위해 부서지기 쉬운 연결(96)에 의해 구조(106)의 바닥 단부에 연결된다. 스프루우(sprue)(105)는 구조(106)를 하나의 프레임으로 상호연결시키고, 조립될 때 열전 모듈 어셈블리를 함께 고정시키는 파스너(74)(도 2 참조)의 간격에 대응하는 간격을 제공한다. 조립하는 동안, 파스너(74)는 각각의 구조(106) 내에 수용되고, 파스너는 히트 스프레더 또는 냉각판과 나사 결합되는데, 이는 그들의 각각의 구조(106)로부터 단열재(386)를 전단시킨다. 그 다음, 서브 어셈블리(104)의 나머지(108)는 폐기될 수 있다.
도 9t는 비원뿔형 파스너 헤드가 목부의 단부를 변형시키기 위해 사용될 수 있음을 보여준다. 도 9u에 도시된 바와 같이, 조립 전에 목부에 파스너를 유지시키기 위해 얇은 클립(110)이 사용될 수 있다. 목부의 단부는 앞서 서술한 실시예와 관련하여 서술한 바와 같이, 파스너를 조일 때 A 직경에서 B 직경으로 커진다.
도 9v에 도시된 바와 같이, 2단(two-tiered) 파스닝 배열이 사용될 수도 있다. 제1 파스너(74)는 단열판(50)을 제2 히트 스프레더(48)에 고정시키고, 제2 파스너(74)는 제1 히트 스프레더(46)를 단열판(50)에 고정시킨다. 이러한 배열은 향상된 단열을 제공할 수 있다.
도 9w에 도시된 바와 같이, 파스너(74)와 목부(111)사이에 금속 코일 인서트(112)가 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 목부의 비교적 약한 플라스틱 나사산이 조립하는 동안 금속 파스너(74)에 의해 손상되지 않을 것이다.
도 9x는 도 9p 및 9s의 배열과 유사한 배열을 도시한다. 구조(106)는 하나의 롤에 희망의 간격으로 서로 결합되어 있다. 바닥벽(98)이 제공되는데, 이는 조립하는 동안 파스너에 의해 뚫려진다. 이 벽(98)은 파스너(74)가 조여질 때 파스너(74)에 의해 분리되고, 구조(106)의 나머지와 롤은 폐기된다.
도 9y는 목부들이 하나의 롤에 결합되어 있다는 점에서 도 9x와 유사하다. 임의의 개수의 파스너 타입이 상기 실시예에 서술된 바와 같이 제1 히트 스프레더(46)를 단열판(50)에 고정시키고 그 단부를 변형시키기 위해 사용될 수 있다.
파스너(74)가 단부의 벽 두께보다 2배 이상 먼 거리, D에서부터 조여질 때, 단부의 찌그러짐(buckling)을 부추기는 형상인 볼록한 단부(116)가 제공된다. 그 결과, 파스너 헤드 아래의 단열재의 두께는 조립된 때에는 사실상 2배가 되지만, 단부의 최초 두께는 비교적 작다.
도 8a-9z에 도시된 배열이 파스닝 및/또는 열적, 전기적, 또는 기계적으로 인쇄회로기판 또는 다른 비-열전 소자들을 격리시키기 위해 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 배열은 조립하는 동안 형성되는 조인트 연결(예컨대, 나사, 볼트, 리벳)에 대한 격리 층을 만들어낸다. 몇몇 와셔, 스페이서, 또는 나사볼트/리벨 헤드 격리는 단일 파트/프레임 및 어셈블리 단계에서 통합될 수 있다. 개시된 디자인은 절연체 상에 원뿔 형상의 헤드 없이도 나사/볼트/리벳의 센프 센터링(self-centering)을 허용한다.
동작에 있어서, 바람직하지 않은 전지 온도는 컨트롤러(34)에 의해 탐지된다. 열전 소자(54)는 전력을 공급받아, 전지(14) 부근의 제1 히트 스프레더(46)로 전달되는 열전 소자(54)의 저온측을 만들어 내는데, 이는 컴포넌트들 간의 온도차를 증가시키고 그 사이의 열전달을 증가시킨다. 전지로부터의 열은 제1 히트 스프레더(46)로부터 열전 소자(54)를 통해 제2 히트 스프레더(48)로 전달된다. 그러나, 단열판(50)은 제1 히트 스프레더(46)로부터 제2 히트 스프레더(48)로 열이 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 단열재(86)는 제1 및 제2 히트 스프레더 간의 원치않는 열 전달을 차단시키다. 제2 히트 스프레더(48)는 냉각판 어셈블리(22) 내의 냉매로 열을 배출시킨다. 냉매는 냉각판 어셈블리(22)로부터, 열을 주변 환경으로 내보내는 열교환기(26)로 순환되고, 이러한 열 전달 속도는 송풍기(28)를 사용함으로써 증가될 수 있다.
특정한 컴포넌트 배열이 도시된 실시예에 개시되어 있으나, 다른 배열도 본 발명으로부터의 이익을 취할 수 있음을 이해해야 한다. 특정 단계 시퀀스가 도시되고 서술되고 청구되어 있으나, 다르게 언급되지 않았다면 이러한 단계들이 임의의 순서로, 개별적으로 또는 결합하여 수행될 수도 있으며 그 또한 본 발명으로부터의 이익을 취할 수 있음을 이해해야 한다.
각각의 예들이 도면에 도시된 특별한 컴포넌트를 가지지만, 본 발명의 실시예들은 그러한 특정한 조합으로 제한되지 않는다. 하나의 예에서의 몇몇 컴포넌트 또는 특징들을 다른 예에서의 컴포넌트 또는 특징과 조합하여 사용하는 것이 가능하다.
예시적인 실시예가 개시되었으나, 당업자들은 청구항의 범위 내에 속하는 어떤 수정들을 알 수 있을 것이다. 그러한 이유로, 아래의 청구항은 그 진정한 범위 및 내용을 결정하도록 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리로서,
    서로 이격되어 있고, 각각 저온측 및 고온측을 제공하도록 구성되어 있는 제1 및 제2 부재;
    상기 제1 및 제2 부재 사이에 배치된 단열판;
    상기 단열판 내에 배치되어 있고, 상기 제1 및 제2 부재와 유효하게 접촉하는 열전 소자;
    상기 단열판을 사이에 두고 상기 제1 및 제2 부재를 조립된 상태에서 서로 고정시키기 위한 파스닝 엘리먼트; 및
    상기 제1 및 제2 부재 중 하나에 제공되어 있고, 상기 파스닝 엘리먼트를 수용하도록 구성되어 있는 단열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부재는 금속이고, 상기 단열판은 플라스틱인 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 파스닝 엘리먼트는 금속이고 상기 단열재는 비금속인 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 부재는 상기 열전 소자를 지지하는 도드라진 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 패드와 상기 열전 소자 사이에 배치되고, 상기 패드 및 상기 열전 소자와 접촉하는 열 포일을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 열전 소자는 펠티에 소자인 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 단열판은 개구부를 포함하고, 상기 제2 부재는 상기 개구부와 협력하여 상기 단열판 및 상기 제2 부재를 서로에 대하여 측방향으로 위치를 맞추기 위한 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 파스닝 엘리먼트는 상기 돌출부의 나사산 가공된 내경에 고정되는 나사형 파스너인 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 단열판은 상기 열전 소자를 둘러싸는 적어도 4개의 개별 돌출부를 가지는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부재는 제1 및 제2 히트 스프레더이고, 상기 제1 및 제2 히트 스프레더 및 상기 단열판은 상기 열전 모듈 어셈블리를 제공하기 위해 서로 고정된 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 부재는 히트 스프레더를 제공하고, 상기 제2 부재는 냉각판 어셈블리를 제공하고, 상기 냉각판 어셈블리는 냉각 통로를 통해 순환되는 냉매를 수용하도록 구성되어 있는 냉각 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 단열재는 상기 제2 부재에 프레스 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 단열재는 상기 제2 부재에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 파스닝 엘리먼트는 상기 단열재에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 파스닝 엘리먼트는 상기 단열재에 프레스 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 파스닝 엘리먼트와 상기 단열재 사이의 경계는 상기 열전 소자에 클램핑 하중을 제공하는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 파스닝 엘리먼트는 상기 단열재에 의해 상기 제2 부재로부터 단열되는 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 단열재는 상기 제1 부재와 접촉하는 와셔인 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 단열재는 상기 단열판과 일체인 것을 특징으로 하는 컴포넌트를 열적으로 조절하기 위한 열전 모듈 어셈블리.
  20. 단열 어셈블리로서,
    목부 및 단부를 포함하는 단열판;
    상기 단부와 나란한 홀을 가지는 컴포넌트; 및
    상기 홀에 수용되고, 상기 목부에 고정되는 파스너를 포함하고,
    상기 파스너는 조립하는 동안 상기 단부를 유연하게 변형시켜 상기 컴포넌트와 접촉하게 만듦으로써 상기 파스너로부터 상기 컴포넌트를 단열시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 단열 어셈블리.
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