KR20210134362A - 에너지 저장 시스템의 전력 전자 장치를 냉각하는 시스템 및 방법 - Google Patents

에너지 저장 시스템의 전력 전자 장치를 냉각하는 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210134362A
KR20210134362A KR1020217031498A KR20217031498A KR20210134362A KR 20210134362 A KR20210134362 A KR 20210134362A KR 1020217031498 A KR1020217031498 A KR 1020217031498A KR 20217031498 A KR20217031498 A KR 20217031498A KR 20210134362 A KR20210134362 A KR 20210134362A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
electronic device
energy storage
storage system
air conduit
Prior art date
Application number
KR1020217031498A
Other languages
English (en)
Inventor
더글라스 씨 호퍼
Original Assignee
제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 filed Critical 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Publication of KR20210134362A publication Critical patent/KR20210134362A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/667Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an electronic component, e.g. a CPU, an inverter or a capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6563Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

에너지 저장 시스템이 제공된다. 에너지 저장 시스템은 단열부를 포함하고, 저온 영역을 획정하는 제1 하우징, 상기 제1 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 에너지 저장 모듈, 및 상기 제1 하우징의 저온 영역 내에 위치 설정되는 전자 장치 조립체를 포함한다. 전자 장치 조립체는 단열부를 포함하고, 저온 영역으로부터 열적 격리되는 고온 영역을 획정하는 제2 하우징, 제2 하우징의 고온 영역 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소, 및 상기 제2 하우징을 관통하여 연장되고, 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하기 위해 제1 하우징 외부의 주위 공기를 고온 영역을 통과하게 채널링하도록 구성된 공기 도관을 포함한다.

Description

에너지 저장 시스템의 전력 전자 장치를 냉각하는 시스템 및 방법
본 개시의 분야는 일반적으로 전기 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 에너지 저장 시스템의 전력 전자 장치(power electronics)를 위한 냉각 시스템에 관한 것이다.
배터리 에너지 저장 시스템은 부하에 전력 공급하는 데 사용될 수 있는 배터리에 전기 에너지를 저장한다. 이러한 시스템은 배터리 내의 전기 에너지를 상이한 형태의 전기 에너지, 예컨대 상이한 전압의 직류(DC) 파워 또는 교류(DC) 파워로 변환하기 위해 전력 전자 장치 디바이스를 사용한다. 이러한 전력 전자 장치 디바이스는 작동 중에 열을 생성하는데, 이 열은 전력 전자 장치 및 배터리의 과열을 피하기 위해 제거되거나 주위 환경으로 전달되어야만 한다. 전력 전자 장치는 통상적으로 배터리보다 높은 온도를 견딜 수 있다.
적어도 몇몇 기지의 배터리 에너지 저장 시스템은, 전력 전자 장치 및 배터리를 냉각하기 위해 가열, 환기 및 공조((HVAC)) 시스템과 같은 냉각 시스템을 사용한다. 그러나, 전력 전자 장치 및 배터리에 대한 상이한 온도 요건으로 인해, 전력 전자 장치를 배터리와 동일한 정도로 냉각하는 것은 비효율적이다. 따라서, 배터리 에너지 저장 시스템을 위한 보다 에너지 효율적인 냉각 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
일양태에서는, 에너지 저장 시스템이 제공된다. 에너지 저장 시스템은 단열부를 포함하는 제1 하우징을 포함한다. 제1 하우징은 저온 영역을 형성한다. 에너지 저장 시스템은 또한 제1 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 에너지 모듈과, 제1 하우징의 저온 영역 내에 위치 설정되는 전자 장치 조립체를 포함한다. 전자 장치 조립체는 단열부를 포함하는 제2 하우징을 포함한다. 제2 하우징은 저온 영역으로부터 열적 격리되는 고온 영역을 획정한다. 전자 장치 조립체는 또한 제2 하우징의 고온 영역 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소 및 제2 하우징을 관통하여 연장되는 공기 도관을 포함한다. 공기 도관은 제1 하우징 외부의 주위 공기를 고온 영역을 통과하도록 채널링하여, 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하도록 구성된다.
다른 양태에서는, 에너지 저장 시스템을 위한 전자 장치 조립체가 제공된다. 전자 장치 조립체는 단열부를 포함하는 내측 하우징을 포함한다. 내측 하우징은 고온 영역을 획정하고, 에너지 저장 시스템의 외측 하우징 내에 위치 설정된다. 전자 장치 조립체는 또한 내측 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소와, 내측 하우징을 관통하여 연장되는 공기 도관을 포함한다. 공기 도관은 에너지 저장 시스템의 외측 하우징 외부의 주위 공기를 고온 영역을 통과하도록 채널링하여, 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하도록 구성된다.
또 다른 양태에서는, 에너지 저장 시스템의 냉각 방법이 제공된다. 상기 방법은 가열, 환기, 및 공조(HVAC) 시스템을 사용하여 제1 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 에너지 저장 모듈을 냉각하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 주위 공기를 사용하여 제2 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하는 단계를 포함한다. 제2 하우징은 제1 하우징 내에 위치 설정된다. 제2 하우징은 제1 하우징 외부의 주위 공기를 제2 하우징을 통해 채널링하도록 구성되는 공기 도관을 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 피쳐(feature), 양태 및 장점은 첨부도면을 참고로 하여 아래의 상세한 설명을 읽어봄으로써 더 잘 이해될 것이다. 첨부 도면에서, 유사한 문자는 도면 전반에 걸쳐 유사한 부품을 나타낸다.
도 1은 예시적인 에너지 저장 시스템의 다이어그램이다.
도 2는 도 1에 도시한 에너지 저장 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 전자 장치 조립체의 다이어그램이다.
도 3은 도 1에 도시한 시스템과 같은 에너지 저장 시스템을 조립하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
아래의 상세 및 청구범위에서는, 아래의 의미를 갖는 것으로 정의되는 다수의 용어를 인용할 것이다.
단수 형태의 용어는 문맥상 명확히 달리 나타내지 않는 한, 복수 인용을 포함한다.
명세서와 청구범위 전반에 걸쳐 여기에서 사용되는 근사치 용어는, 관련된 기본적인 기능에 변화를 초래하는 일 없이 허용 가능하게 변할 수 있는 임의의 정량적인 표현을 한정하는 데 적용될 수 있다. 따라서, “약”, “거의” 및 “대략”과 같은 용어 또는 용어들로 한정되는 값은 명시된 정확한 값으로 제한되지 않는다. 적어도 몇몇 경우, 근사치 용어는 값을 측정하기 위한 기구의 정확도에 대응할 수 있다. 여기에서 그리고 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐, 범위 한정은 조합 및/또는 교환될 수 있으며, 그러한 범위는 식별되고, 문맥상 또는 용어가 달리 나타내지 않는 한, 내부에 포함되는 하위 범위 전부를 포함한다.
여기에서 설명되는 시스템 및 방법은, 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 포함하는 고온 영역을, 배터리 에너지 저장 시스템 외부에 있는 주위 공기를 사용하여 냉각하는 에너지 저장 시스템을 위한 냉각 시스템을 제공한다.
도 1은 예시적인 에너지 저장 시스템(100)의 다이어그램이다. 에너지 저장 시스템(100)은 시스템 하우징(102), 적어도 하나의 에너지 저장 모듈(104), 전력 전자 장치 조립체(106) 및 가열, 환기 및 공조(HVAC) 시스템(108)을 포함한다. 일실시예에서, 에너지 저장 모듈(104)은 배터리 모듈(104)이다.
시스템 하우징(102)은 단열부(예컨대, 유리 섬유 또는 폴리스티렌 발포체)로 형성되고, 저온 영역(110)을 획정한다. 저온 영역(110)은 시스템 하우징(102) 외부로부터 열적 격리되어, 시스템 하우징(102) 외부에 있는 공기의 주위 온도와 상이한 온도를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, HVAC 시스템(108)은 저온 영역(110)을 냉각하도록 구성된다.
배터리 모듈(104)은 부하에 전력 공급하는 데 사용될 수 있는 전기 에너지를 저장한다. 배터리 모듈(104)은, 예컨대 하나 이상의 재충전 가능한 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 모듈(104)은 직류(DC) 파워로 충전될 수 있고, 이는 배터리 모듈(104)이, 예컨대 DC 파워에 의해 전달되는 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하는 것에 의해 에너지를 저장하게 한다. 배터리 모듈(104)은 충전되면, 전기 부하에 전력을 공급하는 데 활용될 수 있는 DC 파워를 제공할 수 있다. 배터리 모듈(104)은 열을 생성하고, 대체로 상대적으로 높은 온도를 견딜 수 없다. 예컨대, 배터리 모듈(104)은 35 ℃를 초과하는 온도를 견딜 수 없다. 배터리 모듈(104)은 시스템 하우징(102)의 저온 영역(110) 내에 포함되어, 배터리 모듈(104)이 HVAC 시스템(108)에 의해 냉각되게 할 수 있다. 특정 실시예에서, 저온 영역(110)은 25 ℃ ± 10 ℃의 공칭 온도 범위 및 극한의 25 ℃ ± 25 ℃의 온도 범위를 갖는다.
배터리 모듈(104)에 DC 파워 이외의 파워(예컨대, 상이한 전압의 교류(AC) 파워 또는 DC 파워)가 충전되거나, 부하에 전력 공급하기 위해 배터리 모듈(104)에 의해 제공되는 DC 파워를 변환(예컨대, 상이한 전압을 갖는 AC 파워 또는 DC 파워)하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 파워 변환은 에너지 저장 시스템(100)에 있는 전력 전자 장치 조립체(106)의 구성요소에 의해 수행될 수 있다.
전력 전자 장치 조립체(106)는 단열부로 형성된 내측 하우징(112)을 포함한다. 내측 하우징(112)은 이 내측 하우징(112)에 의해 저온 영역(110)으로부터 열적 격리되는 고온 영역(114)을 획정하여, 이 고온 영역(114)이 저온 영역(110)과 상이한 온도를 갖는다. 특정 실시예에서, 고온 영역(114)은 50 ℃보다 높은 온도를 갖는다. 고온 영역(114)은 저온 영역(110)으로부터 열적 격리되기 때문에, 고온 영역(114)은 HVAC 시스템(108)에 의해 냉각되지 않는다. 유입 덕트(116), 유출 덕트(118) 및 송풍기(120)가 고온 영역(114)을 냉각하는 별도의 냉각 시스템을 형성한다. 고온 영역(114)은 유입 덕트(116)와 유출 덕트(118)에 커플링되어, 시스템 하우징(102) 외부에 있는 주위 공기가 고온 영역(114)을 통과하도록 채널링되고 고온 영역(114)을 냉각하게 할 수 있다. 유입 덕트(116)는 송풍기(120)와 흐름 연통되도록 커플링되어, 주위 공기를 유입 덕트(116)를 통해 고온 영역(114)을 거쳐 그리고 유출 덕트(118)를 통과하도록 채널링한다. 대안으로서, 송풍기(120)는 유출 덕트(118)에 커플링될 수 있다.
전력 전자 장치 조립체(106)는 예시적인 실시예에서 하나의 파워를 다른 유형의 파워로 변환하도록 구성된다. 예컨대, 전력 전자 장치 조립체(106)는 배터리 모듈(104)을 충전하기 위해 입력 파워(예컨대, AC 라인 파워)를 DC 파워로 변환할 수 있다. 전력 전자 장치 조립체는 또한 배터리 모듈(104)에 의해 생성되는 DC 파워를 상이한 유형의 파워(예컨대, 상이한 전압을 갖는 AC 라인 파워 또는 DC 파워)로 변환할 수 있다. 전력 전자 장치 조립체(106)는 복수 개의 전력 전자 장치 구성요소를 포함할 수 있다. 복수 개의 전력 전자 장치 구성요소 중 일부는, 열을 생성하고, 예컨대 배터리 모듈(104)보다 높은 온도를 견딜 수 있는 구성요소일 수 있다. 상기한 구성요소는 내측 하우징(112)을 통과해 이동하는 주위 공기에 의해 냉각되고, 내측 하우징(112)에 의해 저온 영역(110)에 있는 구성요소로부터 열적 격리된다. 이에 따라, 저온 영역(110)에 있는 구성요소는 내측 하우징(112) 내의 고온으로부터 보호되고, 내측 하우징(112) 내의 구성요소는 HVAC 시스템(08)에 대한 추가의 냉각 부하를 채용하지 않기 때문에, HVAC 시스템(108)의 에너지 소비를 줄인다.
도 2는 전력 전자 장치 조립체(106)의 개략도이다. 전력 전자 장치 조립체(106)는 내측 하우징(112), 공기 도관(202), 적어도 하나의 고온 전력 전자 장치 구성요소(204) 및 적어도 하나의 저온 전력 전자 장치 구성요소(206)를 포함한다. 내측 하우징(112)은 도 1에 대하여 설명한 바와 같이 기능한다.
공기 도관(202)은 내측 하우징(112)을 관통하여 연장되고, 주위 공기를 내측 하우징(112)을 통과하도록 채널링하여 고온 영역(114)을 냉각한다. 내측 하우징(112)은 유입 덕트(116)와 유출 덕트(118)에 커플링되어, 주위 공기를 시스템 하우징(102)(도 1에 도시함)의 외부로부터 유입 덕트(116), 공기 도관(202) 및 유출 덕트(118)를 통과하도록 채널링한다.
예시적인 실시예에서, 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)는, 열을 생성하고, 예컨대 배터리 모듈(104)(도 1에 도시함) 또는 저온 전력 전자 장치 구성요소(206)보다 높은 온도를 견딜 수 있는 전력 전자 장치 구성요소이다. 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)는 공기 도관(202)을 통해 채널링되는 주위 공기에 의해 냉각된다. 고온 전력 전자 장치 구성요소는 히트싱크(208)에 인접하고/인접하거나 히트싱크에 커플링될 수 있다. 히트싱크(208)는 공기 도관(202) 내로 연장되는 복수 개의 핀(210)을 가지므로, 열이 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)로부터 공기 도관(202)을 통해 채널링되는 주위 공기로 전달되게 할 수 있다. 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)는 내측 하우징(112)에 의해 저온 영역(110)으로부터 열적 격리되기 때문에 배터리 모듈(104)(도 1에 도시함)이나 저온 전력 전자 장치 구성요소(206)의 온도에 영향을 주지 않고, HVAC 시스템(108)에 의한 냉각을 요구하지 않아, HVAC 시스템(108)의 에너지 소비를 줄인다. 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)는, 예컨대 반도체 스위치나 인덕터를 포함할 수 있다.
저온 전력 전자 장치 구성요소(206)는 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)보다 적은 열을 생성할 수 있고, 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)만큼 높은 온도를 견딜 수 없는 전력 전자 장치 구성요소이다. 저온 전력 전자 장치 구성요소(206)는 내측 하우징(112) 외부에 위치 설정되므로, 고온 전력 전자 장치 구성요소(204)로부터 열적 격리된다. 저온 전력 전자 장치 구성요소(206)는 저온 영역(110)(도 1에 도시함) 내에 포함되고, HVAC 시스템(108)(도 1에 도시함)에 의해 냉각된다. 저온 전력 전자 장치 구성요소(206)는, 예컨대 마이크로컨트롤러 및 센서를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 에너지 저장 시스템(100)과 같은 에너지 저장 시스템을 냉각하는 예시적인 방법(300)의 흐름도이다.
방법(300)은 가열, 환기, 및 공조(HVAC) 시스템을 사용하여, 제1 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 에너지 저장 모듈을 냉각하는 단계(302)를 포함한다. 방법(300)은 또한 주위 공기를 사용하여, 제2 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하는 단계(304)를 포함한다. 제2 하우징은 제1 하우징 내에 위치 설정된다. 제2 하우징은 제1 하우징 외부의 주위 공기를 제2 하우징을 통과하게 채널링하도록 구성되는 공기 도관을 포함한다.
여기에서 설명되는 실시예는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 포함하는 고온 영역을, 에너지 저장 시스템 외부에 있는 주위 공기를 사용하여 냉각하는 에너지 저장 시스템을 포함한다. 에너지 저장 시스템은 제1 하우징, 적어도 하나의 배터리 모듈, 전자 장치 조립체 및 가열, 환기 및 공조(HVAC) 시스템이나 기타 냉각 시스템을 포함한다. 전자 장치 조립체는 제2 하우징, 제2 하우징 내에 포함되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소 및 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하기 위해 제2 하우징을 관통하여 연장되고, 제1 하우징 외부의 주위 공기를 고온 영역으로 채널링하도록 구성된 공기 도관을 포함한다.
여기에서 설명한 방법, 시스템 및 장치의 예시적인 기술적 효과는 (a) 에너지 저장 시스템의 열민감성 구성요소를 고온 구성요소로부터 열적 격리하는 것에 의해 이 열민감성 구성요소를 보호하는 것; 및 (b) 상이한 열 허용 레벨을 갖는 구성요소의 냉각 그룹을 격리하고 별도로 냉각하는 것에 의해 에너지 저장 시스템을 냉각하는 에너지 효율을 증가시키는 것 중 하나 이상을 포함한다.
에너지 저장 시스템의 예시적인 실시예가 여기에서 설명되었다. 시스템, 상기한 시스템 및 디바이스의 작동 방법 및 제조 방법은 여기에서 설명되는 특정 실시예로 제한된다기 보다는, 시스템의 구성요소 및/또는 방법의 단계가 여기에서 설명하는 다른 구성요소 및/또는 단계와 독립적으로 그리고 별개로 활용될 수 있다. 예컨대, 상기 방법은 다른 전자 장치 시스템과 함께 사용될 수도 있고, 여기에 설명한 전자 장치 시스템 및 방법으로만 실시되는 것으로 제한되지 않는다. 오히려, 예시적인 실시예는 많은 다른 전자 장치 시스템과 함께 구현되고 활용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예의 특별한 피쳐들이 몇몇 도면에는 도시되고 다른 도면에는 도시되어 있지 않지만, 이는 단지 편의를 위한 것이다. 본 개시의 원리에 따르면, 도면의 임의의 피쳐는 임의의 다른 도면의 임의의 피쳐와 조합되어 인용 및/또는 청구될 수 있다.
이 서술된 설명은 최상의 모드를 포함하여 본 발명을 개시하고, 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제작 및 사용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위한 예를 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구항에 의해 규정되며, 당업자에게 떠오르는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예는, 사실상 청구범위와 다르지 않은 구조 요소를 갖거나, 사실상 청구범위와 대단치 않은 차이를 지닌 등가의 구조 요소를 포함하는 경우 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 에너지 저장 시스템으로서,
    단열부를 포함하고, 저온 영역을 획정하는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 에너지 저장 모듈; 및
    상기 제1 하우징의 저온 영역 내에 위치 설정되는 전자 장치 조립체를 포함하고, 상기 전자 장치 조립체는
    단열부를 포함하고, 상기 저온 영역으로부터 열적 격리되는 고온 영역을 획정하는 제2 하우징;
    상기 제2 하우징의 고온 영역 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소; 및
    상기 제2 하우징을 관통하여 연장되고, 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하기 위해 상기 제1 하우징 외부의 주위 공기를 고온 영역을 통과하게 채널링하도록 구성되는 공기 도관
    을 포함하는 것인 에너지 저장 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지 저장 모듈은 배터리 모듈을 포함하는 것인 에너지 저장 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 상기 제2 하우징 외부에 그리고 상기 제1 하우징의 저온 영역 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 추가의 전력 전자 장치 구성요소를 더 포함하는 것인 에너지 저장 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소로부터의 열을 상기 공기 도관으로 전달하도록 구성된 히트싱크(heat sink)를 더 포함하는 것인 에너지 저장 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 히트싱크는 상기 공기 도관 내로 연장되는 복수 개의 핀을 포함하는 것인 에너지 저장 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소는 반도체 스위치 및 인덕터 중 하나 이상을 포함하는 것인 에너지 저장 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 공기 도관과 흐름 연통되도록 커플링되고, 주위 공기를 상기 공기 도관을 통과하게 채널링하도록 구성되는 송풍기를 더 포함하는 에너지 저장 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 하우징에 의해 획정되는 저온 영역은 고온 영역의 온도보다 낮은 온도로 냉각되도록 구성되는 것인 에너지 저장 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 저온 영역을 냉각하도록 구성된 가열, 환기 및 공조 시스템을 더 포함하고, 상기 공기 도관은 상기 가열, 환기 및 공조 시스템과 별개인 것인 에너지 저장 시스템.
  10. 에너지 저장 시스템을 위한 전자 장치 조립체로서,
    단열부를 포함하고, 고온 영역을 획정하며, 에너지 저장 시스템의 외측 하우징 내에 위치 설정되는 내측 하우징;
    상기 내측 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소; 및
    상기 내측 하우징을 관통하여 연장되고, 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하도록 에너지 저장 시스템의 외측 하우징 외부의 주위 공기를 고온 영역을 통과하게 채널링하도록 구성되는 공기 도관
    을 포함하는 것인 전자 장치 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 내측 하우징 외부에 적어도 하나의 추가의 전력 전자 장치 구성요소를 더 포함하는 전자 장치 조립체.
  12. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소로부터의 열을 상기 공기 도관으로 전달하도록 구성된 히트싱크를 더 포함하는 전자 장치 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 히트싱크는 상기 공기 도관 내로 연장되는 복수 개의 핀을 포함하는 것인 전자 장치 조립체.
  14. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소는 반도체 스위치 및 인덕터 중 하나 이상을 포함하는 것인 전자 장치 조립체.
  15. 제10항에 있어서,상기 공기 도관은, 주위 공기를 상기 공기 도관을 통과하게 채널링하도록 구성되는 송풍기와 흐름 연통되는 것인 전자 장치 조립체.
  16. 에너지 저장 시스템의 냉각 방법으로서,
    가열, 환기, 및 공조(HVAC) 시스템을 사용하여, 제1 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 에너지 저장 모듈을 냉각하는 단계; 및
    주위 공기를 사용하여, 제2 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하는 단계
    를 포함하고, 제2 하우징은 제1 하우징 내에 위치 설정되고, 제2 하우징은 제1 하우징 외부의 주위 공기를 제2 하우징을 통과하게 채널링하도록 구성되는 공기 도관을 포함하는 것인 에너지 저장 시스템의 냉각 방법.
  17. 제16항에 있어서, HVAC 시스템을 사용하여, 제2 하우징 외부에 있고 제1 하우징 내에 위치 설정되는 적어도 하나의 추가의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하는 단계를 더 포함하는 에너지 저장 시스템의 냉각 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하는 단계는 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소로부터의 열을 히트싱크에 의해 공기 도관으로 전달하는 단계를 포함하는 것인 에너지 저장 시스템의 냉각 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하는 단계는 반도체 스위치 및 인덕터 중 하나 이상을 냉각하는 단계를 포함하는 것인 에너지 저장 시스템의 냉각 방법.
  20. 제16항에 있어서, 적어도 하나의 전력 전자 장치 구성요소를 냉각하는 단계는 공기 도관과 흐름 연통되도록 커플링되는 송풍기를 사용하여 주위 공기를 공기 도관을 통과하게 채널링하는 단계를 포함하는 것인 에너지 저장 시스템의 냉각 방법.
KR1020217031498A 2019-03-05 2019-03-05 에너지 저장 시스템의 전력 전자 장치를 냉각하는 시스템 및 방법 KR20210134362A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2019/020745 WO2020180302A1 (en) 2019-03-05 2019-03-05 Systems and methods for cooling power electronics in an energy storage system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210134362A true KR20210134362A (ko) 2021-11-09

Family

ID=65818096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217031498A KR20210134362A (ko) 2019-03-05 2019-03-05 에너지 저장 시스템의 전력 전자 장치를 냉각하는 시스템 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220140421A1 (ko)
EP (1) EP3935683A1 (ko)
KR (1) KR20210134362A (ko)
AU (1) AU2019432917A1 (ko)
WO (1) WO2020180302A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304444B1 (en) * 1999-08-24 2001-10-16 At&T Corp. Underground centralized power supply/battery vault
JP4385020B2 (ja) * 2005-06-02 2009-12-16 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP2008041376A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Toyota Motor Corp 車両用組電池の暖冷機システム
US10879572B2 (en) * 2015-03-31 2020-12-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Power supply device and vehicle provided with same
JP2017139138A (ja) * 2016-02-04 2017-08-10 矢崎総業株式会社 バッテリパック及び車両用電源システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP3935683A1 (en) 2022-01-12
WO2020180302A1 (en) 2020-09-10
AU2019432917A1 (en) 2021-10-14
US20220140421A1 (en) 2022-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106059257B (zh) 冷却式功率转换组件
US8519254B2 (en) Device and method for generating electrical power
US10361608B2 (en) Mechanically-electrically integrated electrical rotating apparatus with high cooling performance
KR20110135198A (ko) 충전 장치
US10028414B2 (en) Passive cooling features for electronics equipment cabinets
EP3396801A1 (en) High voltage terminal cooling structure
US20100043858A1 (en) Power generation system for an electronic system
CN111244567A (zh) 电池组模块和这种电池组模块的应用
KR20190023571A (ko) 배터리 자동온도제어 장치 및 방법
Belarbi et al. Experimental investigation on controlled cooling by coupling of thermoelectric and an air impinging jet for CPU
Hameed et al. Thermoelectric cooler performance enhancement using thermoelectric generators and their use as a single model to improve the performance of thermal battery management systems for electric vehicles
US8618406B1 (en) Thermoelectric power generation method and apparatus
KR20210134362A (ko) 에너지 저장 시스템의 전력 전자 장치를 냉각하는 시스템 및 방법
EP3354119A1 (en) Cooling arrangement for example for cooling a converter valve hall
US20230052681A1 (en) Charger Plug Nozzle
US8015830B2 (en) Heat pump for high temperature environments
US20190363410A1 (en) Externally-cooled battery housing
CN116058085A (zh) 用于能量存储容器的热管理系统
US8704077B2 (en) Heat recycling system
JP2018054499A (ja) 負荷装置、及び負荷付与方法
CN112424981A (zh) 用于混合动力或电动车辆中的能量分配和/或能量转换的装置
Wiebelt et al. Battery thermal management
CN114132196A (zh) 电动车充电模块
KR101563329B1 (ko) 히트파이프를 이용한 고전력 전원 방열 장치
Kumar et al. A Review on Heat Pipe-Assisted Thermal Management Systems in Electrical Vehicles for Lithium-Ion Batteries