KR20190123309A - 냉각 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
공통 냉각 유체 입구 파이프(3)의 파이프 연결부들(30)보다 더 낮은 용융점을 갖는, 공통 냉각 유체 출구 파이프(7)의 파이프 연결부들(31)에 의하여, 에너지 저장 디바이스(40)의 표면과 접촉하는 복수의 냉각 채널들(23)을 포함하는 냉각 시스템(22)의 에너지 저장 모듈(4)에 부가적인 냉각이 제공된다. 사용 시, 파이프 연결부들이 높은 온도들 또는 화재를 겪으면, 공통 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들 전에 공통 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들(31)이 고장나 압력 강하가 유발되어서, 파이프 연결부가 고장난 에너지 저장 모듈의 냉각기(22)를 통한 유체 유동 레이트는 실질적으로 증가된다.
Description
본 발명은 최종 사용자에게 전기 에너지(energy)를 제공하는 에너지 저장 모듈(module), 특히 전기화학 셀(cell) 또는 배터리(battery)를 포함하는 에너지 저장 모듈을 위한 냉각 시스템(system) 및 방법에 관한 것이다.
다양한 유형들의 저장 전기 에너지 모듈들 또는 전력 유닛(unit)들은 많은 애플리케이션(application)들에서, 특히, 민감한 환경들에서의 배출들에 관련된 환경 우려들 또는 공중 보건 우려들이 있는 경우에 사용하기 위해 점점 더 흔해지고 있다. 저장 전기 에너지 전력 유닛들은 통상적으로, 해당 저장 에너지가 많은 상이한 방식들로 생성되었을 수 있더라도, 사용 지점에서의 배출들을 방지하기 위해, 장비를 동작시키도록 전기 에너지를 제공하는 데 사용된다. 저장 전기 에너지는 또한, 그리드(grid)로부터, 또는 디젤(diesel) 발전기들, 가스 터빈(gas turbine)들 또는 재생가능 에너지 소스(source)들을 포함하는 다양한 유형들의 발전 시스템으로부터 다른 방식으로 공급받는 시스템들에 피크 쉐이빙(peak shaving)을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 원격 위치들에서의 항공기, 차량(vehicle)들, 선박들, 오프쇼어 리그(offshore rig)들 또는 리그들, 그리고 다른 동력 장비가 대규모 저장 전기 에너지의 사용자들의 예들이다. 차량 운전자들은, 마을들 및 도시들에서 유해한 배출들을 감소시키기 위해, 도심부들에서는 저장 에너지 전력 유닛을 사용하고 간선 도로(trunk road)들 상의 내연 기관으로부터 충전할 수 있거나, 또는 이러한 차량 운전자들은 전기 공급부로부터 충전할 수 있다. 거주 영역들에 비교적 가까이 또는 민감한 환경들에서 대부분의 자신들의 항해를 수행하는 페리(ferry)들은 하이브리드(hybrid) 또는 완전 전기 구동 시스템들을 이용하여 설계되고 있다. 페리들은, 해안에 가까울 때에는 선박에 전력을 공급하기 위해 저장 에너지를 이용하여 동작할 수 있고, 근해에서는 배터리들을 재충전하기 위해 디젤 발전기들을 사용하여 동작할 수 있다. 일부 국가들에서, 저장 에너지 유닛을 충전하는 데 사용하기 위한 재생가능 에너지 소스들로부터의 전기의 이용가능성은, 디젤 또는 다른 비-재생가능 에너지 소스가 전혀 사용되지 않은 상태로 커버되는(covered) 거리들에 대해 저장 에너지 유닛들이 충분히 신뢰성이 있으면, 완전 전기 선박이 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 하이브리드이든 또는 완전 전기이든, 저장 에너지 유닛들은 정박될 때 해안 공급부로부터 충전될 수 있다. 일차 전력원으로서의 연장된 사용을 위해 충분히 신뢰성이 있는 저장 에너지 유닛들을 달성하기 위한 기술의 발전은 소정의 기술 이슈(issue)들을 해결해야 한다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템은, 병렬로 배열된 하나 이상의 에너지 저장 모듈들 ―냉각 시스템은 냉각 유닛을 포함하고, 냉각 유닛은 냉각 유체 저장소, 공통 냉각 유체 입구 파이프(pipe) 및 공통 냉각 유체 출구 파이프를 포함하며, 각각의 에너지 저장 모듈은 하나 이상의 에너지 저장 디바이스(device)들을 포함함―; 및 각각의 에너지 저장 디바이스에 대해, 각각의 에너지 저장 디바이스와 접촉하는 냉각기를 포함하며, 냉각기는 냉각 유체를 순환시키기 위한 하나 이상의 냉각 유체 채널(channel)들을 포함하고, 채널들은 에너지 저장 디바이스의 표면과 직접 접촉하고, 각각의 냉각 유체 채널은, 냉각 유체를 수용하고 에너지 저장 디바이스로부터 열을 추출하며 냉각 유체를 냉각 유닛으로 복귀시키도록 적응되며, 공통 냉각 유체 입구 파이프 및 공통 유체 출구 파이프는 각각의 에너지 저장 디바이스 냉각기 사이에 파이프 연결부들을 포함하며, 공통 냉각 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들은 공통 냉각 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들보다 더 낮은 용융점을 갖는다.
정상 동작에서, 셀에 대한 냉각 채널들의 직접 접촉은 셀들을 이 셀들의 올바른 동작 온도로 유지시키며, 열 이벤트(thermal event)가 출구 파이프 연결부로 하여금 이 출구 파이프 연결부의 용융점을 초과하여 고장나게(fail) 하면, 해당 과열 셀에 부가적인 냉각을 제공하기 위해 파이프 연결부가 용융된 냉각기에서는 냉각 유체가 훨씬 더 높은 레이트(rate)로 유동한다.
공통 냉각 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들의 용융점은 400 ℃를 초과하도록 선정될 수 있다.
출구 파이프 연결부는 안전한 동작 온도를 약간 초과하는 용융점을 갖도록 선정될 수 있지만 ―Li-이온(Li-ion)의 경우, 안전한 동작 온도는 약 60 ℃임―, 바람직하게는, 공통 냉각 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들의 용융점은 130 ℃ 내지 180 ℃의 범위에 있다.
일 실시예에서, 냉각기는 에너지 저장 디바이스에 대한 지지를 제공하는 마운트(mount) 또는 캐리어(carrier)로서의 역할을 한다. 대안적으로, 냉각 시스템에는 별개의 마운트 또는 캐리어가 제공될 수 있고, 여기서, 각각의 에너지 저장 디바이스 및 이러한 각각의 에너지 저장 디바이스의 냉각기는 모듈에 장착된다.
냉각기는 라미네이션(lamination), 적층식 제조 기법들, 또는 용접에 의해 형성될 수 있다.
냉각 유체 채널들은 원형 또는 정사각형 단면을 갖는 파이프들을 포함할 수 있다.
냉각 유체 채널들은 폴리머(polymer) 재료를 포함할 수 있다.
통상적으로, 냉각 유체 채널들은 폴리머 재료의 경우 1 mm 내지 5 mm의 벽 두께를 갖지만, 바람직하게는 냉각 유체 채널들은 3 mm 이하의 벽 두께를 갖는다.
에너지 저장 디바이스의 하나의 표면의 적어도 30%는 냉각기의 냉각 유체 채널들과 직접 접촉할 수 있다.
에너지 저장 디바이스의 하나의 표면의 적어도 75%는 냉각기의 냉각 유체 채널들과 직접 접촉할 수 있다.
냉각 유체 채널들은 하나 이상의 파열 섹션(section)들을 더 포함할 수 있고, 이러한 하나 이상의 파열 섹션들은 냉각 유체 채널들의 용융점보다 더 낮은 용융점을 가져서, 이러한 더 낮은 용융점을 초과하는 온도의 경우에 냉각 유체가 에너지 저장 디바이스에 직접적으로 제공된다.
에너지 저장 디바이스는 전기화학 셀, 배터리 셀, 연료 셀, 커패시터(capacitor), 울트라커패시터(ultracapacitor), 또는 슈퍼커패시터(supercapacitor) 중 하나를 포함할 수 있다.
에너지 저장 디바이스는 Li-이온 배터리, NiMh 배터리 또는 알카라인(alkaline) 배터리를 포함할 수 있다.
냉각 유체는 물 또는 물 글리콜(glycol)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 제1 양상에 따른 냉각 시스템의 에너지 저장 모듈에 부가적인 냉각을 공급하는 방법은, 공통 냉각 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들보다 더 낮은 용융점을 갖는, 공통 냉각 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들을 제공하는 단계를 포함하며, 따라서, 사용 시, 파이프 연결부들이 높은 온도들 또는 화재를 겪으면, 공통 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들 전에 공통 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들이 고장나(fail) 압력 강하가 유발되어서, 파이프 연결부가 고장난 에너지 저장 모듈의 냉각기를 통한 유체 유동 레이트(rate)는 실질적으로 증가된다.
방법은, 폐쇄 시스템에서의 압력 강하를 냉각 유닛에서 검출하는 단계, 및 더 긴 기간 동안 냉각 유체의 공급을 유지하기 위해 냉각 유체 저장소로부터 부가적인 냉각 유체 소스(source)로 스위칭(switching)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
부가적인 냉각 유체 소스는 미리 결정된 시간 기간 후에 스위칭 오프될(switched off) 수 있다.
이제, 본 발명에 따른 냉각 시스템 및 방법의 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 이 도면들에서:
도 1은 모듈식(modular) 저장 에너지 시스템을 위한 본 발명에 따른 냉각 시스템의 예의 블록 다이어그램(block diagram)이고;
도 2a 및 도 2b는 도 1에 따른 냉각 시스템을 사용하는 에너지 저장 디바이스들을 위한 냉각기의 추가 세부사항을 예시하고;
도 3a 및 도 3b는 도 1 및 도 2의 예들의 냉각기들의 추가 세부사항을 도시하고;
도 4는 본 발명의 냉각 시스템에서 다수의 에너지 저장 디바이스 냉각기들이 어떻게 함께 적층될(stacked) 수 있는지를 예시하며; 그리고
도 5는 다수의 에너지 저장 디바이스들의 적층을 예시하는 다른 도면을 제공하고;
도 6은 도 4 및 도 5의 스택(stack)의 일부의 추가 세부사항을 도시하며; 그리고
도 7은 도 4 또는 도 5의 스택의 하나의 냉각기의 예를 통한 단면도를 도시한다.
도 1은 모듈식(modular) 저장 에너지 시스템을 위한 본 발명에 따른 냉각 시스템의 예의 블록 다이어그램(block diagram)이고;
도 2a 및 도 2b는 도 1에 따른 냉각 시스템을 사용하는 에너지 저장 디바이스들을 위한 냉각기의 추가 세부사항을 예시하고;
도 3a 및 도 3b는 도 1 및 도 2의 예들의 냉각기들의 추가 세부사항을 도시하고;
도 4는 본 발명의 냉각 시스템에서 다수의 에너지 저장 디바이스 냉각기들이 어떻게 함께 적층될(stacked) 수 있는지를 예시하며; 그리고
도 5는 다수의 에너지 저장 디바이스들의 적층을 예시하는 다른 도면을 제공하고;
도 6은 도 4 및 도 5의 스택(stack)의 일부의 추가 세부사항을 도시하며; 그리고
도 7은 도 4 또는 도 5의 스택의 하나의 냉각기의 예를 통한 단면도를 도시한다.
초기 대규모 배터리들은 납산(lead acid)이었지만, 더욱 최근에는, 대규모 애플리케이션들에 대한 전기 에너지 저장을 위해 리튬(lithium) 이온 배터리들이 개발되었다. Li-이온 배터리들은 통상적으로 가압되고 전해질은 가연성이며, 따라서 이러한 Li-이온 배터리들은 사용 및 보관 시 주의를 필요로 한다. Li-이온 배터리들에 발생할 수 있는 문제는, 제조 동안 생성된 배터리 셀에서의 내부 단락에 의해 유발될 수 있는 열 폭주이다. 다른 원인들, 이를테면 기계적 손상, 과충전 또는 제어되지 않은 전류가 또한, 열 폭주를 유발할 수 있지만, 배터리 시스템 설계는 통상적으로, 이들을 방지하도록 적응된다. 셀들에 대한 제조 이슈들이 전적으로 배제될 수 없으며, 따라서 열 폭주가 발생하면 영향을 최소화하기 위한 예방조치들이 요구된다. 대규모 Li-이온 배터리 시스템에서, 열 폭주 동안 방출되는 에너지의 양(amount)은 포함하기에 난제이다. 열 이벤트는 단일 셀에서의 온도들을, 20 ℃ 내지 26 ℃ 범위의 표준 동작 온도로부터 700 ℃ 내지 1000 ℃ 정도까지 많이 증가시킬 수 있다. 안전한 동작 온도들은 60 ℃ 미만이며, 따라서 이는 상당한 문제이다.
해양 및 근해 산업들에서는 선박 또는 리그에 대한 위험에 관한 엄격한 규제들이 있으며, 하나의 요건은, 하나의 셀로부터 다른 셀로 과잉 온도가 전달되지 않아야 한다는 것이다. 과열이 발생하면, 이 과열은 단일 셀에 포함되어야 하고, 확산되도록 허용되지 않아야 한다. 부가하여, 해양 및 근해 애플리케이션들의 경우, 임의의 장비의 중량 및 부피가 엄격하게 제한되어서, 소형 경량 시스템들이 선호되는 것으로 이어진다. 요구되는 열적 격리를 달성하고, 과잉 가열이 발생하는 셀을 빠르고 효율적으로 냉각하는 소형 경량 시스템을 생산하는 것은 난제이다. 다른 문제는, 열 이벤트에서는, 고온들에서 자기-점화될 수 있는 다량의 가연성 가스(gas)들의 방출이 또한 있을 수 있다는 것이다.
이 문제는, 전체 모듈들로 하여금 열 폭주에 들어갈 수 있게 하고 외부 소화 시스템을 이용하여 결과적 화염들 및 화재를 간단히 제어함으로써 해결될 수 있다. 이 경우, 배터리 공간에 개방 화염들이 있으며, 결과적 화염들 및 화재를 제어하는 것은 안전한 수송 및 보관을 보장하지 않는다. 대안적으로는, 셀들을 서로 열적으로 격리하기 위해 잠재적으로 비싼 절연 재료가 사용될 수 있지만, 이는 냉각 시스템 성능을 손상시키고 부피를 부가한다. 종래의 접근법은, 냉각을 제공하기 위해 각각의 셀 사이에 두꺼운 알루미늄 핀(aluminium fin)들을 사용하는 것이지만, 이는 중량 및 부피를 부가하고, 여전히 안전한 수송 및 보관을 보장하지 않는데, 그 이유는 열이 알루미늄(> 300 W/mK)을 통해 극도로 잘 전도되며, 그리고 냉각되지 않으면, 이웃 셀들을 빠르게 가열할 것이기 때문이다. 수송 및 보관 동안, 냉각은 이용가능하지 않을 수 있다. 가연성 가스의 방출 문제는, 모듈 케이싱(casing)에 압력 밸브(valve)를 제공하여서, 소정의 압력에서 가스가 배터리 공간으로 또는 별개의 배기 시스템으로 방출되게 함으로써 처리될 수 있다. 그러나, 종래의 압력 방출 밸브들은 압력 하에서 터지도록 설계되며, 이는 다른 문제들로 이어진다. 부가하여, 자기-점화를 방지하기 위해 모듈 외부의 배기관에 능동 냉각이 제공될 수 있다.
Li-이온 배터리 시스템에서, 배터리 셀들의 온도가 규정된 동작 온도를 초과하지 않는 것과, 전체 시스템에서의 셀 온도가 균일한 것은 매우 중요하다. 규정된 동작 온도 윈도우(window) 외부에서 지속되는 동작은 배터리 셀들의 수명에 심각하게 영향을 미칠 수 있으며, 열 폭주가 발생할 위험을 증가시킨다.
해양 애플리케이션들의 경우, 선박 또는 근해 플랫폼(platform)에 있을 때 모듈들이 차지하는 공간 및 중량 그리고 설치 비용에 기인하여 전기화학 에너지 저장 모듈들, 이를테면 배터리들을 그들의 최대 충전 또는 방전 레이트(rate)로 사용하는 데 특히 초점이 있다. 또한, 저장 에너지 시스템들의 육상 기반 사용들과 비교하여 유지보수 및 수리, 또는 교체가 복잡하고 비싸며, 따라서 저장 에너지 모듈들의 수명을 연장시키는 것은 특히 중요하다. Li-이온 배터리들의 예의 경우, 이러한 Li-이온 배터리들은 고온에 민감하며, 따라서 설계 수명이 충족됨을 보장하기 위해 Li-이온 배터리 시스템의 모든 셀들에 대해 동작 및 주위 온도가 제어됨을 보장하는 것은 중요하다. 단일 셀에 대한 국소 변형들 또는 핫 스팟(hot spot)들이 또한, 달성가능한 총 수명을 손상시킬 수 있다.
대규모의 해양 또는 근해 저장 에너지 시스템들에 대한 흔한 접근법은 공랭을 사용하는 것인데, 여기서, 공기는 배터리 시스템의 셀들 사이에서 유동한다. 다른 옵션(option)은 알루미늄 냉각 핀들과 결합하여 수냉을 사용하는 것이다. 수냉은, 열 교환기들 및 냉각기 블록(block)들에 걸쳐(over) 유동시킴으로써 이루어지며, 알루미늄 냉각 핀들은 배터리 시스템의 각각의 셀 사이에 제공된다. 그러나, 이 시스템은 열을 제거하는 데 특히 효율적이지는 않으며, 또한, 에너지 저장 시스템에 상당한 중량을 부가한다. 알루미늄은, 이 알루미늄의 가벼움보다는, 이 알루미늄의 열 전도율 및 비교적 낮은 비용 때문에 선정된다. 배터리들로부터의 열은 알루미늄 냉각 핀들에 전달되어야 하고, 그런 다음, 그러한 핀들은 액체에 의해 냉각되며, 액체는 열 교환기에서 자신의 열을 잃고, 그리고 재순환된다.
이러한 시스템들은 정상 동작 동안 수용가능할 수 있지만, 열 폭주 동안 발생할 수 있는 것과 같은 갑작스러운 온도 증가들에는 응답할 수 없다.
US20100136391은, 배터리 팩(pack)의 셀들과 근접한 냉각 유체 도관에, 열 폭주를 완화하기 위해 냉각 유체가 셀에 직접적으로 방출될 수 있게 하기 위하여 이 도관의 나머지보다 더 낮은 온도에서 파괴되는 파괴 지점들이 제공되는, 자동차 애플리케이션들을 위한 냉각 시스템을 설명한다.
JP2008251263은 과열되고 있는 배터리들에 소화제(fire-extinguishing agent) 또는 냉각제를 제공하기 위한 시스템을 설명한다. 복수의 배터리들이 제공된 전력원에서, 배터리들은 이 배터리들 사이에 갭(gap)을 두고 적층되며, 이 갭으로, 파이핑(piping)이 소화제 또는 냉각제를 지향시킬 수 있는데, 그 이유는 온도가, 규정된 온도를 초과하는 지점들에서 파이핑의 열 용융 부분들이 용융되기 때문이며, 따라서 소화제 또는 냉각제는 우선적으로, 파이프들에서, 용융된 열 용융 부분들을 통해 배터리들 사이의 갭들로 나온다.
그러나, 두 경우들 모두에서, 냉각 효과는 제한되며, 특히, 열 이벤트가 시작되는 배터리의 특정 부분을 목표로 하지 않는다. 본 발명은, 열 이벤트의 경우에 단지 셀 위에서부터 냉각제를 공급하고 그런 다음 냉각 시스템을 동작시키기보다는, 셀의 전체 표면에 걸쳐 냉각 채널들을 제공하는 냉각 유닛의 라미네이팅된(laminated) 층을 갖는 각각의 셀을 형성함으로써 이를 해결하며, 따라서 열 이벤트가 발생하고 있는 셀에 냉각 효과의 상당한 증가가 제공된다. 배터리의 셀들 전부에 대한 전체 표면에 걸친 분산 냉각과, 냉각 레이트의 신속한 증가의 결합은, 목표가 된 방식으로 빠르고 쉽게 행동이 취해질 수 있게 한다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 저장 모듈들을 냉각하기 위한 저장 에너지 모듈 냉각 시스템의 예를 예시한다. 에너지 저장 모듈(4)은 통상적으로, 에너지 저장 디바이스 ―이 예에서, 배터리 셀(미도시)― 를 포함하며, 이 에너지 저장 디바이스는, 캐리어 또는 마운트와 일체형으로 또는 이러한 캐리어 또는 마운트와는 별개로 냉각기 상에 장착되고, 다음 차례의 냉각기 상의 또는 다음 차례의 캐리어에서의 이웃 에너지 저장 디바이스와 직렬로 함께 전기적으로 연결된다. 모듈은 통상적으로, 모듈당 더 많거나 또는 더 적은 수의 셀들이 가능하지만, 10 개 내지 30 개의 에너지 저장 디바이스들을 포함한다. 모듈은 실질적으로 가스 기밀 인클로저(enclosure)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 가스 기밀 인클로저의 일부는 비-자기 재료를 포함한다. 셀들은 바람직하게는, 우수한 패킹(packing) 밀도를 얻기 위해 프리즘(prismatic) 또는 파우치(pouch) 유형 셀들이다. 통상적으로, 단일 셀은 20 Ah 내지 100 Ah의 용량을 갖고, 60 Ah 내지 80 Ah가 가장 흔하지만, 단지 수 Ah의 용량들 또는 100 Ah를 초과하는 용량들이 배제되지는 않는다. 복수의 에너지 저장 모듈들은 에너지 저장 유닛(2) 또는 큐비클(cubicle)에서 직렬로 또는 병렬로 함께 전기적으로 연결될 수 있다. 냉각 유닛(1)은 입구 파이프들(3)을 통해 에너지 저장 유닛(2)의 모듈들(4)에 냉각 유체를 제공한다. 이 예에서, 에너지 저장 유닛은 복수의 모듈들(4)을 포함하고, 각각의 모듈에는 입구 튜브(tube)들(5)을 통해 냉각 유체가 병렬로 공급된다. 통상적으로, 이 유닛은 9 개 내지 21 개의 모듈들을 포함하지만, 이는 애플리케이션에 따라 좌우되며, 일부 경우들에서는 큐비클당 최대 30 개, 또는 40 개, 또는 50 개 정도까지 많은 모듈들이 있을 수 있다. 따뜻해진 냉각 유체는 출구 튜브들(6)을 통해 제거되고, 출구 파이프들(7)을 통해 냉각 유닛(1)으로 복귀된다. 통상적으로, 따뜻해진 유체는 냉각 유닛에서 다시 냉각되고, 폐쇄 시스템에서 재-순환된다.
도 2a 및 도 2b는 모듈들(4)의 하나의 예의 추가 세부사항을 도시한다. 각각의 모듈은, 에너지 저장 디바이스(미도시)가 장착되는 냉각기(20)를 포함할 수 있다. 냉각기는 에너지 저장 디바이스(미도시), 이를테면 배터리 셀이 피팅되는(fitted) 캐리어 또는 케이싱과 일체형일 수 있거나 또는 이러한 캐리어 또는 케이싱과는 별개일 수 있다. 에너지 저장 모듈(10)은 통상적으로 하나 이상의 에너지 저장 디바이스들(미도시), 예컨대 배터리 셀들의 스택을 포함하며, 이러한 배터리 셀들 각각은, 도 4, 도 5 및 도 6에서 더욱 상세히 도시된 셀들에 대한 캐리어 또는 지지부로서의 역할을 또한 하는 냉각기(20) 상에 장착되고, 다음 차례의 냉각기 상의 이웃 에너지 저장 디바이스와 직렬로 함께 전기적으로 연결된다. 예들에서, 냉각기는 지지부의 일체형 부분이지만, 대안은, 에너지 저장 디바이스가 냉각기의 표면 상에 장착된 상태로 냉각기가 장착되는 별개의 지지 프레임(frame)을 갖는 것일 것이다.
냉각기 또는 캐리어는 통상적으로, 경량 및 저비용 때문에 폴리머 플라스틱(plastics) 재료로 제조된다. 도 2a의 분해도인 도 2b에서 도시된 바와 같이, 융기(raised) 섹션을 제공함으로써 그리고 일련의 융기 섹션들(23)에 플레이트(plate)(21)를 라미네이팅(laminating)하거나 또는 용접함으로써, 냉각기(20)의 채널들(22)이 형성될 수 있다. 융기 섹션들은, 동일한 폴리머 플라스틱 재료의 다른 피스(piece)에 몰딩(moulding)함으로써 형성될 수 있으며, 플레이트(21)가 융기섹션들을 폐쇄하여 냉각 채널들(23) 또는 도관들을 형성하고, 이러한 냉각 채널들(23) 또는 도관들을 통해, 냉각 유체가 하나의 단부로부터 다른 단부로 유동할 수 있다. 대안적으로, 예컨대 도 7에서 하나의 모듈(4)을 통한 단면에서 볼 수 있는 바와 같이, 냉각 채널들(22)은 적층식 제조 또는 다른 기법에 의해 냉각기 케이싱의 일체형 부분으로서 형성될 수 있다. 각각의 냉각기(20)에, 또는 냉각기의 외부 표면(27) 상에 배터리 셀이 설치될 수 있다. 냉각기(20)의 냉각 채널들(22)의 외부 표면(27)은, 에너지 저장 디바이스 또는 셀에 대한 냉각 유체의 어떤 직접 접촉도 없이, 큰 표면적에 걸쳐 효과적인 냉각을 제공하기 위해 배터리 셀의 하나의 표면과 직접 접촉할 수 있다.
냉각 유체는 입구 파이프(3)로부터 냉각기(20)의 채널들(22) 또는 도관들을 통해 유동하여서, 셀의 표면으로부터 얇은 튜빙(tubing)(23)을 통한 냉각 유체로의 열 전달에 의해 셀을 냉각한다. 냉각 유체 채널들 또는 튜빙은 5 mm 내지 20 mm 범위의 통상적인 전체 두께를 갖는데, 폴리머 플라스틱 재료의 경우 1 mm 내지 5 mm 범위의, 그리고 바람직하게는 3 mm 이하인 벽 두께를 갖는다. 냉각 유체는 출구 파이프(7) 안으로 운반되고, 그리고 다시 냉각되도록 냉각 유닛(1)으로 복귀된다. 플레이트(21) 아래에 형성된 튜빙(23)은, 이 튜빙(23)이 접촉하는 측의 셀 표면의 상당한 부분, 즉, 셀의 해당 측의 셀 표면적의 30% 내지 75%에 이르기까지를 커버(cover)한다.
전체 설계는, 종래의 냉각기 블록 및 열 교환기 설계들 대신에, 셀 표면에 바로 인접하게 냉각 유체를 유동시키기 위해 냉각 유체 파이프들을 사용함으로써, 상당히 감소된 총 재료 중량 및 비용을 갖는다. 부가하여, 특별히 열 이벤트의 경우에만 냉각이 제공되기보다는, 성능 및 동작 수명에 유익한 온도 범위 내로 셀을 유지하기 위해, 이 냉각은 정상 동작 동안 제공된다. 냉각 유체 채널들(22)은 튜브들(5, 6)을 통해 입구 파이프(3)와 출구 파이프(7) 사이에 연결되는 임의의 적절한 형태로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 채널들의 단면은, 냉각 유체와 에너지 저장 디바이스 사이에 플라스틱 재료의 양을 최소화하고 접촉을 최대화하기 위해 정사각형이다. 그러나, 원형 단면 튜빙과 같이 다른 단면들이 사용될 수 있다. 튜빙(23)은 도 2b의 예 및 도 3a에서 도시된 바와 같이 입구 튜브(5)와 출구 튜브(6) 사이에 연결되는 연속적인 구불구불한 것(11)의 형태일 수 있거나, 또는 입구 튜브(5)에 연결된 입구 파이프(3)로부터 공통 공급부에 의해 피딩되고(fed), 도 3b에서 도시된 바와 같이 출구 튜브(6)를 통해 출구 파이프(7)로 빠져나가는, 튜빙의 다수의 평행한 행들(12)이 있을 수 있다.
튜빙(23)은 금속일 수 있지만, 더욱 통상적으로는, 합성 재료, 이를테면 폴리머 플라스틱들, 예컨대 폴리에틸렌(polythene), 폴리아미드(polyamide), 이를테면 PA66 플라스틱들, 또는 열가소성 플라스틱(thermoplastic)들, 이를테면 TCE2, TCE5, 또는 요구되는 형상으로 몰딩되거나(moulded) 또는 압출될 수 있으며 에너지 저장 모듈들의 정상 동작 온도들을 견딜 수 있는 다른 적절한 재료들이다. 셀은, 열 저항이 거의 없이, 셀 표면의 실질적인 부분과 접촉하게 냉각 유체 채널들(22)을 통해 냉각 유체를 유동시킴으로써 직접적으로 냉각된다. 종래의 냉각 어레인지먼트(arrangement)들은 냉각기 블록 또는 열 교환기로부터 멀리 떨어져 있었던 셀의 영역들의 경우 핫 스팟들을 겪었지만, 이러한 라미네이팅된 냉각기 및 셀 모듈은 이러한 문제를 방지한다. 이는, 셀의 노화 프로세스(process)를 느리게 하여서 이에 따라 이 셀의 수명을 증가시키는 효과를 갖는다.
도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 에너지 저장 모듈들(4)은 이러한 에너지 저장 모듈들(4)의 냉각기들 상에 또는 이러한 에너지 저장 모듈들(4)의 캐리어들(20)에 함께 적층된 다수의 셀들로 형성되며, 각각의 냉각기에는 일체형 냉각 채널들(22)이 제공된다. 냉각 유체는, 스택을 따라 이어지는 공통 입구 파이프(3)에 있는 개구(70)로부터 각각의 냉각기의 튜브들에 들어가고, 스택을 따라 이어지는 공통 출구 파이프(7)에 있는 개구(71)를 통해 빠져나간다. 폐쇄 시스템에서, 냉각 유체는 가압되며, 그리고 모듈(4)의 각각의 셀의 개별적인 냉각기들(22) 및 공통 파이프들(3, 7)을 통해 모듈에 있는 셀들의 스택 주위를 순환한다.
스택의 공통 입구 파이프(3) 및 공통 출구 파이프(7)에는, 스택의 각각의 인접 캐리어 사이에 와셔(washer)들(30, 31)로서 예시된 파이프 연결부들이 형성된다. 입구 파이프(3)의 와셔들(29, 30)은 난연제 재료를 포함하며, 이러한 난연제 재료는 적어도 10 초 동안 적어도 400 ℃까지, 바람직하게는 500 ℃까지 효과적이 되도록 선정될 수 있으며, 따라서 셀의 열 폭주 및 점화의 경우에, 와셔들이 온전한 상태로 유지되어서, 냉각수가 냉각 유닛(1)으로부터 입구 파이프를 따라 계속 공급됨이 보장된다. 그러나, 출구 측의 출구 파이프(7)의 와셔들(28, 31)은, 열 또는 화염들을 겪을 때 비교적 낮은 온도에서 용융되는 재료로 제조될 수 있으며, 이 온도는 셀들의 안전한 동작 온도를 초과하는데, 즉, 60 ℃를 초과하지만, 통상적으로는 130 ℃ 내지 180 ℃의 범위이고, 바람직하게는 150 ℃ 미만이다. 정상 동작에서, 유입 측 및 유출 측에서의 파이프 연결부들(30, 31)은 둘 모두가 온전한 상태로 있으며, 따라서 냉각 유체는 셀들 전부의 냉각기들 전부를 통해 동일한 유량으로 또는 동일한 부피로 평행하게 유동한다. 냉각 채널들을 통한 유동에 기인하여 지점(30)과 지점(31) 사이에 압력차가 있을 수 있다. 이 예에서, 폐쇄 시스템의 압력은 주변 압력을 초과하도록 설정된다.
그러나, 유출들 중 하나의 유출에서의 파이프 연결부(31)가 고장나면, 예컨대 열 폭주가 발생하는 것에 기인하여 파이프 연결부가 용융될 때, 해당 연결부가 고낭난 곳에서의 이제 훨씬 더 낮은 압력은, 셀들 전부의 냉각기들 전부 사이에서 공유되기보다는, 물 유동 전부와 최소 저항의 경로가 해당 개구를 향해 가려고 시도하게 만든다. 이것의 결과는, 짧은 시간 동안, 폐쇄 시스템이 더 이상 물을 다 써버리지 않을 때까지, 비교적 짧은 시간에 매우 실질적인 부피의 물이 해당 셀의 냉각기를 통해 제공되어서, 표준 동작에서보다 더욱 빠르게 더 많은 열을 없애 주는 것이다. 위에서 참조된 선행 기술의 시스템들과는 달리, 본 발명은, 심지어 파이프 연결부가 고장날 때에도, 셀 표면에 대한 냉각 채널들의 밀접한 접촉에 의해 셀 표면을 냉각하는 이점을 유지한다. 따라서, 열 제거의 실질적인 증가는, 공급부에 가까운 제한된 부분들보다는, 셀 표면의 전체에 걸쳐 적용된다. 또한, 일단 화재를 제어하게 되었다면 셀 캐리어들 사이의 파이프 연결부가 교체될 수 있어서, 배터리 스택이 더욱 빠르게 다시 동작될 수 있게 된다. 일반적으로, 모듈이 유지보수를 위해 제거되고 처음에는 완전히 새로운 모듈로 교체되는 것이, 심지어 제거된 모듈에서 파이프 연결부들이 후속하여 교체되더라도, 더욱 효율적이다.
본 발명은, 요구되면, 단기간 동안이지만 냉각의 실질적인 증가를 허용하면서, 모듈의 각각의 셀에 대한 냉각기(22)가 발생된 열을, 셀의 적어도 일 측의 전체 셀 표면을 통해 냉각 유체에 직접적으로 전달하는 장점을 유지한다. 발생된 열은 전체 셀 표면을 통해 냉각 유체에 직접적으로 전달되어 매우 효과적인 냉각이 제공되어서, 셀과 냉각제 사이의 온도차가 감소된다. 본 발명은, 모듈에 소정의 압력이 있기 때문에, 시스템의 주어진 지점이 개방되는 경우에 냉각기들에서 물을 유동시키는 것을 보장한다.
본 발명에 따라 냉각기에 부가될 수 있는 다른 특징은 냉각기 채널들 자체 내에 파열 섹션들의 제공이며, 이러한 파열 섹션들은, 이러한 파열 섹션들이 설정된 시간 기간 동안 미리 결정된 온도를 초과하는 온도를 겪으면, 파열 지점에서의 셀 표면에 직접적으로 냉각 유체를 제공하기 위하여 파열된다. 파열 섹션들은 냉각 유체 채널들의 나머지보다 더 낮은 용융점을 갖도록 선정되며, 따라서 이러한 더 낮은 용융점을 초과하는 온도의 경우에 냉각 유체가 에너지 저장 디바이스에 직접적으로 제공된다. 이는, 열 이벤트를 경험하는 셀로부터 이웃 셀들로의 열의 전달에 대한 부가적인 보호를 제공하지만, 이벤트를 제어하게 된 후에는 수리를 위해 모듈이 제거될 필요가 있을 것이다.
모듈을 형성하는 에너지 저장 디바이스들 및 캐리어들의 스택의 추가 세부사항은 도 6에서 도시된다. 에너지 저장 디바이스(40), 이 예에서 배터리 셀은 냉각기(20)의 하나의 표면(27)에 장착되는데, 셀(40)의 하나의 표면은 냉각기(20)의 냉각 채널들(22)의 외부 표면과 접촉한다. 다른 표면에는, 도 4 또는 도 5에서 도시된 유형의 스택에서 배터리 셀(40)의 해당 표면과 인접 냉각기(20a)의 표면 사이에 가요성 시트(sheet)(32)가 제공될 수 있다. 이 가요성 시트(32)는 셀로 하여금 시간의 경과에 따라 팽창될(swell) 수 있게 하지만, 여전히, 캐리어 또는 냉각기(20)로 하여금 이러한 캐리어 또는 냉각기(20) 상에 또는 이러한 캐리어 또는 냉각기(20) 내에 장착된 셀 상에서의 압축(compression)을 유지할 수 있게 한다. 가요성 재료의 시트는, 일 측에서 냉각기와 셀 사이에 배치될 때, 셀과 이 셀의 냉각기(20)의 표면(27) 사이의 열 접촉을 증가시킨다. 그러한 재료는, 성능 및 수명을 증가시키기 위해 셀 벽 상에 통상적으로 0.2 바(bar) 미만의 낮은 압력을 적용하고, 셀의 전체 수명 동안 정상 동작 및 열화에 기인하는 팽창을 수용한다. 냉각기들(20)은 서로 장착되고, 피팅(fitting)들(24, 25)에서의 볼트(bolt)들과 같이 피팅들을 통해 함께 고정된다. 각각의 냉각기(20) 상의 각각의 물 입구 섹션(3)과 출구 섹션(7) 사이에, 스페이서(spacer) 또는 와셔(29, 28)가 제공될 수 있다.
냉각 시스템은, 부가적인 냉각이 출구 파이프 연결부가 고장난 냉각기에 제공되는 시간이, 폐쇄 회로 시스템의 냉각 유체 저장소로부터 간단히 이용가능한 시간을 넘어 증가되도록 동작될 수 있다. 정상 동작에서, 냉각 유체는 입구 파이프(3) 및 출구 파이프(7)를 통해 에너지 저장 모듈(4)의 각각의 셀의 냉각기들(20)의 냉각 채널들(22)로 순환된다. 출구 파이프 연결부(31)가 용융되고 결과적인 압력 강하가 냉각 유닛(1)의 제어기에 의해 검출되는 경우에, 그리고 폐쇄 회로 냉각 유닛이 메인즈(mains) 급수부 또는 소화전과 같은 냉각 유체의 대안적인 소스(source)에 접근할 수 있으면, 냉각 유닛에서의 제어기는 시스템에서 검출된 압력 강하에 응답할 수 있다. 예컨대, 냉각 유체 저장소가 비워지는 미리 결정된 시간 후에, 냉각 유닛은 저장소 또는 냉각 유닛을 대안적인 냉각 유체에 연결할 수 있다. 제어기는 에너지 저장 유닛들 전부가, 고장난 파이프 연결기를 통해 빠져나오는 냉각 유체에 의해 침수되는(swamped) 것을 방지하기 위해, 제한된 시간 기간 동안 대안적인 공급부에만 연결되도록 설정될 수 있다.
모듈들에서의 셀과 냉각기의 직접 접촉은, 공랭보다 또는 수냉과 함께 전도성 핀들보다 냉각이 더욱 효과적이 되게 하며, 따라서 정상 동작 시 셀과 냉각제 사이의 온도차가 감소된다. 이 냉각 방법은 비대칭 냉각과 함께 동작하는데, 이는 단지 일 측만이 냉각되고, 다른 측에서의 열 전파를 방지하기 위해서는 단열이 사용될 수 있으며, 따라서 열 폭주의 경우에 다른 측이 완전히 열적으로 격리됨을 의미한다. 방법은 또한, 일 측에서의 단열 없이, 도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이 일체형 셀들 및 냉각기들을 적층하는 것과 함께 동작하여서, 셀의 대향 표면이 스택에서 이웃 셀의 냉각기에 의해 냉각될 수 있게 한다. 이 경우, 두 이웃들이 없는 셀들에 맞추기 위해 일 단부에서의 단일 단열 층 또는 여분의 냉각기가 사용될 수 있다. 셀 표면과 냉각 유체 사이의 온도의 낮은 차이는, 냉각 유체와 셀 사이의 낮은 열 저항에 기인한다. 유일한 저항은 플라스틱(plastic) 재료에 대한 것이며, 이러한 플라스틱 재료는 통상적으로, 최대 1 W/mK의 열 전도율을 갖는 열가소성 플라스틱을 포함한다. 두 개의 인접 셀들을 냉각하기 위해 하나의 냉각기를 사용하는 적층 어레인지먼트는 중량 및 재료비를 감소시키도록 돕는다.
셀의 표면에 대한 직접 접촉의 다른 이점은, 이러한 직접 접촉이 냉각 액체의 동작 온도가 증가될 수 있게 하여서, 시스템 내부에서 응축이 발생할 가능성을 감소시킨다는 것이다. 금속보다는, 냉각기를 위한 폴리머 플라스틱 재료들의 사용은, 중량 및 비용이 종래의 솔루션(solution)들의 일부(fraction)로 감소될 수 있게 한다. 부가하여, 모듈들은, 종래의 공랭식 또는 수냉식 시스템들에 대해 요구되는 바와 같은 냉각기 블록 또는 열 교환기를 더 이상 필요로 하지 않으며, 따라서 부피 풋프린트(volumetric footprint)가 감소될 수 있다. 이는, 공간이 귀한 해양 및 근해 애플리케이션들에 특히 유용하다. 셀로부터 냉각 유체로의 직접적인 열 전달은, 폴리머 재료의 튜브들로 냉각 채널들을 구성함으로써 가능해지며, 튜브들은 재료의 열 전도율이 크게 고려되지 않을 정도로 충분히 얇은 벽을 갖는다. 이는 훨씬 더 광범위한 재료 선정이 사용될 수 있게 하며, 따라서 중량 및 비용 감소가 또한 해결될 수 있다.
전기화학 셀들, 이를테면, 배터리들, 예컨대 Li-이온, 알카라인, 또는 NiMh 배터리들, 또는 다른 것들과 관련하여 상세한 예들이 설명되었지만, 본 발명은 또한, 다른 유형들의 저장 에너지 유닛들, 특히, 비-원통형 커패시터들, 울트라커패시터들, 또는 슈퍼커패시터들, 연료 셀들, 또는 냉각기에 의해 냉각될 수 있는 표면을 가지며 그리고 또한 에너지 저장 유닛들의 모듈들의 온도가 바람직한 동작 범위 밖으로 규칙적으로 벗어나면 ―이는 전체 수명을 감소시키고, 유지보수 비용들을 증가시킴― 또한 악화될 수 있는 다른 유형들의 에너지 저장부에 적용된다. 자신의 일차 전력원 또는 유일한 전력원으로서 저장 에너지에 의존하는 선박 또는 시스템의 경우, 신뢰성이 특히 중요하며, 동작 조건들을 최적화하는 것이 바람직하다.
Claims (16)
- 전력 공급 시스템(system)을 위한 에너지(energy) 저장 모듈(module) 냉각 시스템으로서,
병렬로 배열된 하나 이상의 에너지 저장 모듈들 ―상기 냉각 시스템은 냉각 유닛(unit)을 포함하고, 상기 냉각 유닛은 냉각 유체 저장소, 공통 냉각 유체 입구 파이프(pipe) 및 공통 냉각 유체 출구 파이프를 포함하며, 각각의 에너지 저장 모듈은 하나 이상의 에너지 저장 디바이스(device)들을 포함함―; 및
각각의 에너지 저장 디바이스에 대해, 상기 에너지 저장 디바이스와 접촉하는 냉각기
를 포함하며,
상기 냉각기는 냉각 유체를 순환시키기 위한 하나 이상의 냉각 유체 채널(channel)들을 포함하고, 상기 채널들은 상기 에너지 저장 디바이스의 표면과 접촉하고, 각각의 냉각 유체 채널은, 냉각 유체를 수용하고 상기 에너지 저장 디바이스로부터 열을 추출하며 상기 냉각 유체를 상기 냉각 유닛으로 복귀시키도록 적응되며, 상기 공통 냉각 유체 입구 파이프 및 상기 공통 유체 출구 파이프는 각각의 에너지 저장 디바이스 냉각기 사이에 파이프 연결부들을 포함하며, 상기 공통 냉각 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들은 상기 공통 냉각 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들보다 더 낮은 용융점을 갖는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 공통 냉각 유체 입구 파이프의 상기 파이프 연결부들의 용융점은 400 ℃를 초과하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 공통 냉각 유체 출구 파이프의 상기 파이프 연결부들의 용융점은 130 ℃ 내지 180 ℃의 범위에 있는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각기는 라미네이션(lamination), 적층식 제조 기법들, 또는 용접에 의해 형성되는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 유체 채널들은 원형 또는 정사각형 단면을 포함하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 유체 채널들은 폴리머(polymer) 재료를 포함하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 유체 채널들은 3 mm 이하의 벽 두께를 갖는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 저장 디바이스의 하나의 표면의 적어도 30%는 상기 냉각기의 상기 냉각 유체 채널들과 직접 접촉하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 저장 디바이스의 하나의 표면의 적어도 75%는 상기 냉각기의 상기 냉각 유체 채널들과 직접 접촉하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 유체 채널들은 하나 이상의 파열 섹션(section)들을 더 포함하고, 상기 파열 섹션들은 상기 냉각 유체 채널들의 용융점보다 더 낮은 용융점을 가져서, 상기 더 낮은 용융점을 초과하는 온도의 경우에 냉각 유체가 에너지 저장 디바이스에 직접적으로 제공되는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 저장 디바이스는 전기화학 셀(cell), 배터리(battery) 셀, 연료 셀, 커패시터(capacitor), 울트라커패시터(ultracapacitor), 또는 슈퍼커패시터(supercapacitor) 중 하나를 포함하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 저장 디바이스는 Li-이온(Li-ion) 배터리를 포함하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 유체는 물 또는 물 글리콜(glycol)을 포함하는,
전력 공급 시스템을 위한 에너지 저장 모듈 냉각 시스템. - 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 냉각 시스템의 에너지 저장 모듈에 부가적인 냉각을 공급하는 방법으로서, 상기 방법은,
공통 냉각 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들보다 더 낮은 용융점을 갖는, 공통 냉각 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들을 제공하는 단계를 포함하며, 따라서, 사용 시, 파이프 연결부들이 높은 온도들 또는 화재를 겪으면, 상기 공통 유체 입구 파이프의 파이프 연결부들 전에 상기 공통 유체 출구 파이프의 파이프 연결부들이 고장나(fail) 압력 강하가 유발되어서, 파이프 연결부가 고장난 에너지 저장 모듈의 냉각기를 통한 유체 유량(rate of fluid flow)는 실질적으로 증가되는,
냉각 시스템의 에너지 저장 모듈에 부가적인 냉각을 공급하는 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 방법은,
폐쇄 시스템에서의 압력 강하를 상기 냉각 유닛에서 검출하는 단계, 및
더 긴 기간 동안 냉각 유체의 공급을 유지하기 위해 상기 냉각 유체 저장소로부터 부가적인 냉각 유체 소스(source)로 스위칭(switching)하는 단계
를 더 포함하는,
냉각 시스템의 에너지 저장 모듈에 부가적인 냉각을 공급하는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 부가적인 냉각 유체 소스는 미리 결정된 시간 기간 후에 스위칭 오프되는(switched off),
냉각 시스템의 에너지 저장 모듈에 부가적인 냉각을 공급하는 방법.
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