KR20230002451U - 전기 에너지 공급 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 직육면체 하우징, 전기 에너지 공급 유닛 그룹, 적어도 하나의 연질 절연 층, 및 복수의 열 전도체를 포함하는 전기 에너지 공급 장치를 제공한다. 직육면체 하우징은 상부 덮개 및 케이스를 포함한다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 케이스에 배치된다. 적어도 하나의 연질 절연 층은 케이스의 내면과 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면 사이에 배치된다. 복수의 열 전도체는 적어도 하나의 연질 절연 층에 매립된다. 열 전도체 각각의 일단은 케이스의 내면에 직접 접촉하고, 열 전도체 각각의 타단은 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면에 직접 접촉한다. 열 전도체는 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 열을 전달하여 전기 에너지 공급 장치의 방열 효율을 향상시킨다. 적어도 하나의 연질 절연 층은 전기 에너지 공급 유닛 그룹에 대한 외력을 흡수하기 위한 완충을 제공한다.
Description
본 고안은 전기 에너지 공급 장치에 관한 것으로, 특히 연질 절연 층을 갖는 직육면체 배터리에 관한 것이다.
환경 보호에 대한 인식, 석유 매장량 감소, 그리고 화석 연료에 기인한 지구 온난화로 인해, 석유 화학 에너지를 전기 에너지로 대체하는 것이 최근 들어 추세가 되었고, 이에 따라 전기 자동차(EV) 및 에너지 저장에 대한 전 세계적인 수요를 주도하고 있다.
배터리 시스템은 EV의 핵심 구성요소이며, 배터리 용량은 EV의 주행 거리를 직접적으로 결정한다. 배터리 용량을 늘리기 위한 일반적인 방법은 여러 세트의 직육면체 배터리를 적층하는 것이다. 배터리가 전력을 공급하면, 열 발생이 증가한다. 배터리 내부에 엄청난 열이 발생함에 따라, 배터리의 작동 온도는 증가할 것이다. 배터리의 작동 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 배터리 내부의 화학 물질도 열분해를 시작할 것이다. 결국, 열 폭주가 발생할 것이고 배터리가 폭발하여 연소될 것이다. 종래 기술에 따른 직육면체 배터리의 방열은 폐열을 전달하는 매체로서 배터리 내부의 전해질에 주로 의존한다. 그러나, 이 방법은 수많은 이질적인 계면으로 인해 열저항이 높고 열전달이 느린 문제가 있는 경향이 있다. 한편, 열전도 경로는 제어하기 어렵기 때문에 온도 제어 문제도 있어, 직육면체 배터리의 전반적인 손상 및 추가적인 유지 보수 및 구성요소 교체 비용을 쉽게 유발한다.
종래 기술에서 발생되는 위의 문제점을 해결하기 위해, 본 고안은 전기 에너지 공급 장치를 제공하여 전기 에너지 공급 장치의 열전도 효율을 향상시킨다.
본 고안의 목적은 전기 에너지 공급 장치를 제공하는 것이다. 본 고안은 전기 에너지 공급 장치의 열전도율을 향상시킬 뿐만 아니라, 전기 에너지 공급 장치가 외력에 의한 압착으로 인해 손상되는 것을 방지한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 직육면체 하우징, 전기 에너지 공급 유닛 그룹, 적어도 하나의 연질 절연 층, 및 복수의 열 전도체를 포함하는 전기 에너지 공급 장치를 제공한다. 직육면체 하우징은 상부 덮개 및 상부 덮개에 대응하는 케이스를 포함한다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 케이스에 배치된다. 적어도 하나의 연질 절연 층은 케이스의 내면과 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면 사이에 배치된다. 복수의 열 전도체는 적어도 하나의 연질 절연 층에 매립된다. 복수의 열 전도체 각각의 일단은 케이스의 내면에 직접 접촉하고, 복수의 열 전도체 각각의 타단은 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면에 직접 접촉한다. 전기 에너지 공급 유닛은 가요성 재질로 형성된 열 전도체에 의해 보호되고, 열 전도체는 방열 효율을 증가시킨다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 병렬로 연결된 복수의 전기 에너지 공급 유닛을 적층하여 형성된다. 복수의 전기 에너지 공급 유닛 각각은 독립적이며 완전한 모듈이다. 복수의 전기 에너지 공급 유닛의 전해질 시스템은 서로 연통하지 않는다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 장치는 복수의 전기 에너지 공급 유닛 중 임의의 2개의 인접한 유닛 사이에 개재된 적어도 하나의 열전도 플레이트를 더 포함한다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 장치는 상부 덮개의 상면 위에 배치되며 전기 에너지 공급 유닛 그룹에 전기적으로 연결되는 2개의 전극을 더 포함한다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 장치는 열전도 물질 층 및 열전도 물질 수용 박스를 더 포함하고, 이 둘 모두는 상부 덮개와 전기 에너지 공급 유닛 그룹 사이에 배치된다. 또한, 열전도 물질 층은 열전도 물질 수용 박스에 배치된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 장치는 열전도 물질 층 및 열전도 물질 수용 박스의 상면과 하면을 통과하는 복수의 전기 전도체를 더 포함한다. 복수의 전기 전도체는 2개의 전극 및 전기 에너지 공급 유닛 그룹에 전기적으로 연결된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 열전도 플레이트의 재료는 알루미늄, 구리, 금, 은, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 연질 절연 층의 재료는 실리콘, 실리콘 고무, 실리콘 폼, 써멀 겔, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 복수의 열 전도체의 재료는 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 세라믹이다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 열전도 물질 수용 박스의 재료는 플라스틱, 수지, 유리 섬유, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 열전도 물질 층의 재료는 상변화 물질(PCM), 써멀 겔, 열 수지, 및 코크(caulk)로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 고체 배터리이다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 유닛은 제1 집전체 및 제2 집전체를 더 포함하며, 이 둘 모두는 복수의 전기 에너지 공급 유닛 각각의 패킹 구성요소이다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 전기 에너지 공급 유닛은 제1 집전체, 제2 집전체, 패키지 층, 제1 활물질 층, 제2 활물질 층, 및 중간 층을 더 포함한다. 제2 집전체는 제1 집전체의 반대편에 배치된다. 패키지 층은 제1 및 제2 집전체 사이에 개재된다. 패키지 층, 제1 집전체, 및 제2 집전체는 주변과 격리된 폐쇄 공간을 형성한다. 제1 활물질 층은 폐쇄 공간에 배치되고 제1 집전체에 전기적으로 연결된다. 제2 활물질 층은 폐쇄 공간에 배치되고 제2 집전체에 전기적으로 연결된다. 중간 층은 폐쇄 공간에 배치되고 제1 활물질 층과 제2 활물질 층 사이에 개재된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 복수의 열 전도체는 매트릭스 패턴으로 적어도 하나의 연질 절연 층에 매립된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 복수의 열 전도체는 방사상 패턴으로 적어도 하나의 연질 절연 층에 매립된다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 연질 절연 층은 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 더 큰 면적을 갖는 외면에 배치된다.
도 1a는 본 고안의 일 실시예에 따른 구조의 개략도이다.
도 1b는 본 고안의 일 실시예에 따른 구조의 부분 확대도이다.
도 2a는 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 개략도이다.
도 2b는 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 단면도이다.
도 1b는 본 고안의 일 실시예에 따른 구조의 부분 확대도이다.
도 2a는 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 개략도이다.
도 2b는 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 평면도이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 단면도이다.
본 고안의 구조 및 특성뿐만 아니라 유효성을 보다 잘 이해하고 인식하기 위하여, 본 고안의 상세한 설명을 실시예 및 첨부 도면과 함께 다음과 같이 제공한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 고안은 전기 에너지 공급 장치를 제공한다. 전기 에너지 공급 장치는 직육면체 하우징, 전기 에너지 공급 유닛 그룹, 적어도 하나의 연질 절연 층, 및 복수의 열 전도체를 포함한다. 직육면체 하우징은 상부 덮개 및 상부 덮개에 대응하는 케이스를 포함한다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 케이스에 배치된다. 적어도 하나의 연질 절연 층은 케이스의 내면과 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면 사이에 배치된다. 복수의 열 전도체는 적어도 하나의 연질 절연 층에 매립된다. 열 전도체 각각의 일단은 케이스의 내면에 직접 접촉하고, 열 전도체 각각의 타단은 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면에 직접 접촉한다. 이 부분은 도면을 사용하여 추가 예시될 것이다.
먼저, 본 고안의 일 실시예에 따른 구조의 개략도를 나타낸 도 1a를 참조한다. 직육면체 하우징(10)은 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)을 보호하기 위해 사용되고, 상부 덮개(12) 및 상부 덮개(12)에 대응하는 케이스(14)를 포함한다. 상부 덮개(12)는 케이스(14)를 밀봉할 수 있다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)은 케이스(14)에 배치된다. 적어도 하나의 연질 절연 층(30)은 케이스(14)의 내면(16a)과 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 외면(16b) 사이에 배치된다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)이 외부 구성요소에 전기적으로 연결되는 위치는 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의, 케이스(14)로부터 돌출된, 부분에 배치된다. 도 1a에서, 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 상면은 외부 구성요소에 전기적으로 연결되는 부분이다. 복수의 열 전도체(40)는 연질 절연 층(30)에 매립된다. 열 전도체(40) 각각의 일단은 케이스(14)의 내면(16a)에 직접 접촉하고, 열 전도체(40) 각각의 타단은 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 외면(16b)에 직접 접촉한다. 복수의 열 전도체(40)는 연질 절연 층(30)을 통과하여 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 열을 전기 에너지 공급 장치(1) 외부로 전달한다. 직육면체 하우징(10)의 재료는 금속 또는 합금일 수 있다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)은 산화물계 고체 배터리, 황화물계 고체 배터리, 중합체계 고체 배터리 등의 고체 배터리일 수 있다.
전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)은 병렬로 연결된 복수의 전기 에너지 공급 유닛(21)을 적층하여 형성된다. 각 전기 에너지 공급 유닛(21)은 독립적이며 완전한 모듈이다. 전기 에너지 공급 유닛(21)의 전해질 시스템은 서로 연통하지 않는다. 이에 의해, 인접한 전기 에너지 공급 유닛(21) 사이에서 화학 반응이 아닌 전하 이동만 발생한다. 다시 말해서, 이온이 이동되지 않거나 전기를 전도하지 않는다.
다시 도 1a 및 도 1b를 참조한다. 도 1b는 본 고안의 일 실시예에 따른 구조의 부분 확대도이다. 구체적으로, 도 1b는 도 1a의 부분 확대도이다. 각 전기 에너지 공급 유닛(21)에 대해, 제1 집전체(22) 및 제2 집전체(23)는 전기 에너지 공급 유닛(21)의 패킹 구성요소의 일부이다. 구체적으로, 전기 에너지 공급 유닛(21)은 제1 집전체(22), 제2 집전체(23), 프레임 형상을 갖는 패키지 층(24), 제1 활물질 층(25), 제2 활물질 층(26), 및 중간 층(27)을 더 포함한다. 본 실시예에 따르면, 제2 집전체(23)는 제1 집전체(22)의 반대편에 배치된다. 패키지 층(24)은 제1 및 제2 집전체(22, 23) 사이에 개재된다. 패키지 층(24), 제1 집전체(22), 및 제2 집전체(23)는 주변과 격리된 폐쇄 공간을 형성한다. 제1 활물질 층(25)은 폐쇄 공간에 배치되고, 제1 활물질 층(25)은 제1 집전체(22)의 내면에 배치되며 제1 집전체(22)에 전기적으로 연결된다. 제2 활물질 층(26)은 폐쇄 공간에 배치되고, 제2 활물질 층(26)은 제2 집전체(23)의 내면에 배치되며 제2 집전체(23)에 전기적으로 연결된다. 중간 층(27)은 폐쇄 공간에 배치되고 제1 활물질 층(25)과 제2 활물질 층(26) 사이에 개재된다.
본 실시예에 따르면, 중간 층(27)은 이온 전도성을 갖는 구성요소일 수 있고, 종래 기술에 따른 다양한 형태로부터 선택될 수 있다. 일례로, 중간 층(27)은 이온 전도를 위한 캐리어로 사용되는 다공성 필름일 수 있다. 예를 들어, 액체 전해질 또는 겔 전해질은 이온 전도를 위해 다공성 필름을 통과할 수 있다. 다공성 필름의 재료는 고분자, 세라믹, 유리 섬유, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 대안적으로, 중간 층(27)은 준고체 전해질, 겔 전해질, 고체 전해질, 또는 이들의 조합과 같은 전해질로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 활물질 층(25, 26)의 활물질은 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여 사용하거나 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하여 시스템에 저장함으로써 이온의 전도와 이동이 동시에 달성될 수 있다. 생성된 전자는 제1 및 제2 집전체(22, 23)를 통해 외부로 이동될 수 있다. 제1 및 제2 집전체(22, 23)의 재료는 스테인리스 스틸, 구리, 알루미늄, 니켈, 주석, 은, 금, 및 구리, 알루미늄, 니켈, 주석, 은 또는 금의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 제1 및 제2 집전체(22, 23) 각각은 소정의 솔더 영역(미도시)을 포함하며, 이는 코팅된 활물질이 없는 것으로 전기 단자를 솔더링하는 데 사용된다. 이러한 특성은 종래 기술에 속하며 본 고안의 기술적 특징이 아니므로, 자세한 설명은 더 설명하지 않을 것이다. 게다가, 본 고안에 따르면, 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)은 동일한 극성을 갖는 집전체를 구비한 전기 에너지 공급 유닛(21)을 직접 적층하여 형성될 수 있다. 뿐만 아니라, 적층 시 동일한 극성을 갖는 집전체의 소정의 솔더 영역을 동일한 측면에 위치시키기 위해, 인접한 집전체의 동일한 극성을 갖는 집전체의 소정의 솔더 영역을 거울 배열체에 배치한다. 전술한 바와 같이 병렬로 연결된 전기 에너지 공급 유닛(21)을 적층하는 다양한 방법이 본 고안의 범위에 포함된다는 것은 당업자에게 자명하다. 위 실시예는 본 고안의 범위를 제한하기 위해 사용되지 않는다.
패키지 층(24)의 재료는 에폭시, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 열가소성 폴리이미드, 실리콘, 아크릴 수지, 및 UV 경화 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 패키지 층(24)은 2개의 집전체(22, 23)의 주변부에 배치되어 2개의 집전체(22, 23)는 패키지 층(24)에 접착되고, 이에 따라 전해질 시스템을 밀폐시킨다. 이에 의해, 전해질 시스템은 누출되지 않고 다른 전기 에너지 공급 유닛(21)의 전해질 시스템과 연통된다. 결과적으로, 전기 에너지 공급 유닛(21)은 전기를 공급하기 위한 독립적이며 완전한 모듈이다.
연질 절연 층(30)의 수는 적어도 하나이다. 이는 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 외면에 배치된다. 복수의 열 전도체(40)는 적어도 하나의 연질 절연 층(30)에 매립된다. 열 전도체(40) 각각의 일단은 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 외면에 접촉하고, 열 전도체(40) 각각의 타단은 케이스(14)의 내면에 접촉한다. 예를 들어, 도 1a에 하나의 연질 절연 층(30)이 있고, 연질 절연 층(30)에 복수의 열 전도체(40)가 매립된다. 연질 절연 층(30)은 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 더 큰 면적을 갖는 외면에 배치된다. 그러므로, 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20) 내의 폐열을 효과적으로 케이스(14) 외부로 전달할 수 있어 전기 에너지 공급 장치(1)의 손상을 줄일 수 있다.
연질 절연 층(30)의 재료는 실리콘, 실리콘 고무, 실리콘 폼, 써멀 겔, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 절연 열 전도체(40)의 재료는 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 세라믹일 수 있다. 열 전도체(40)의 캐리어인 연질 절연 층(30)은 유연하고, 전기 에너지 공급 장치(1)가 외력에 의해 충격을 받고 압착될 때 충격 및 압착을 완충할 수 있다. 그러므로, 세라믹 열 전도체(40)에 대한 파손이나 손상 위험이 낮아져, 열 전도체(40)의 파편에 의해 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)이 관통되는 것을 방지한다. 이로 인해, 전기 에너지 공급 장치(1)에 대한 손상 위험이 감소될 수 있다.
전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)은 적어도 하나의 열전도 플레이트를 더 포함한다. 예를 들어, 본 실시예의 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)은 복수의 열전도 플레이트(70)를 포함하며, 그 각각은 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 임의의 2개의 인접한 전기 에너지 공급 유닛(21) 사이에 개재되어 전기 에너지 공급 유닛(21)에 의해 발생된 열을 전도하고, 이에 따라 폐열이 전기 에너지 공급 유닛(21) 내부에 축적되는 것을 방지한다. 열전도 플레이트(70)의 재료는 알루미늄, 구리, 금, 은, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 고안의 범위는 실시예에 의해 제한되지 않는다.
또한, 본 실시예의 전기 에너지 공급 장치(1)는 반대 극성을 갖는 2개의 전극(18) 및 복수의 전기 전도체(19)를 더 포함한다. 2개의 전극(18)은 상부 덮개(12)의 상면(S) 위에 배치된다. 복수의 전기 전도체(19) 각각의 일단은 상부 덮개(12)를 통과하고, 대응하는 극성을 갖는 대응하는 전극(18)에 전기적으로 연결된다. 복수의 전기 전도체(19) 각각의 타단은 전기 에너지 공급 유닛(21) 각각의 대응하는 극성을 갖는 소정의 솔더 영역에 전기적으로 연결된다. 이에 의해, 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 복수의 전기 에너지 공급 유닛(21)은 복수의 전기 전도체(19) 및 2개의 전극(18)을 통해 외부 구성요소에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 전기 전도체(19)는 탭 리드, 와이어, 또는 단자일 수 있다.
연질 절연 층(30)에 매립된 복수의 열 전도체(40)는 방사상 패턴이나 매트릭스 패턴 등의 다양한 패턴을 형성하여 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 핫스팟이 모두 접촉되게 할 수 있고, 이에 따라 전체적인 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1a의 복수의 열 전도체(40)는 매트릭스 패턴으로 연질 절연 층(30)에 매립된다. 대안적으로, 복수의 열 전도체(40)는 방사상 패턴으로 적어도 하나의 연질 절연 층(30)에 매립될 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조한다. 도 2a는 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 개략도이다. 도 2b는 본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 평면도이다. 도 2b는 도 2a의 평면도로서, 상부 덮개(12) 및 2개의 전극(18)이 도시되어 있지 않다. 본 실시예와 이전 실시예의 차이는, 도 2a에 도시된 바와 같이 본 실시예의 연질 절연 층(30)이 전기 에너지 공급 장치(1)의 상면을 제외한 외면을 커버하여 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)을 외부 구성요소에 전기적으로 연결하기 위해 상부에 개구를 남긴다는 점이다. 복수의 열 전도체(40)는 도 2b에 도시된 바와 같이 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)의 더 큰 면적을 갖는 외면에 배치된 2개의 연질 절연 층(30)에 매립된다. 이에 의해, 전기 에너지 공급 유닛(21)의 방열 효율이 향상될 수 있다.
본 고안의 다른 실시예에 따른 구조의 단면도를 나타낸 도 3을 참조한다. 도면에 도시된 바와 같이, 전기 에너지 공급 장치는 열전도 물질을 수용하기 위해 기밀하게 밀봉 및 사용되는 박스(50), 및 열전도 물질 수용 박스(50)에 배치되는 열전도 물질 층(60)을 더 포함한다. 본 실시예에 따르면, 상부 덮개(12)는 수용 공간을 포함한다. 열전도 물질 수용 박스(50)는 열전도 물질 층(60)이 상부 덮개(12)와 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20) 사이에 배치되도록 상부 덮개(12)의 수용 공간에 배치된다. 따라서, 전기 에너지 공급 유닛 그룹(20)은, 열전도 물질 층(60) 및 열전도 물질 수용 박스(50)의 상면과 하면을 복수의 전기 전도체(19)가 통과하게 함으로써 2개의 전극(18)과 전기적 연결을 형성한다. 다시 말해서, 복수의 전기 전도체(19)의 측벽은 열전도 물질 층(60)에 의해 둘러싸인다. 열전도 물질 층(60) 및 열전도 물질 수용 박스(50)는 복수의 전기 전도체(19)에 의해 발생되는 폐열을 하우징 외부로 전달할 수 있다. 전기 에너지 공급 장치(1)에서 폐열의 축적을 줄임으로써, 전기 에너지 공급 장치(1)의 온도를 효과적으로 제어하여 구성요소에 대한 손상 가능성을 낮출 수 있다. 본 실시예에 따르면, 열전도 물질 층(60)의 재료는 상변화 물질(PCM), 써멀 겔, 열 수지, 및 코크(caulk)로 이루어진 그룹으로부터 선택되나 이에 제한되지 않는다. 열전도 물질 수용 박스(50)의 재료는 플라스틱, 수지, 유리 섬유, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 그럼에도 불구하고, 본 고안은 이러한 실시예에 제한되지 않는다. 본 실시예에 따르면, 열전도 물질 수용 박스(50)의 두께는, 그 두께가 방열을 향상시키는 데 유리하고 열전도 물질 층(60)의 수용에 영향을 미치지 않는다면, 제한되지 않는다. 바람직하게는, 열전도 물질 수용 박스(50)의 두께는 0.7 mm 내지 1.0 mm이다.
요약하면, 본 고안은 직육면체 하우징의 케이스에 배치된 전기 에너지 공급 유닛 그룹을 포함하는 전기 에너지 공급 장치를 제공한다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 복수의 전기 에너지 공급 유닛으로 구성된다. 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 임의의 2개의 인접한 전기 에너지 공급 유닛 사이에 개재된 적어도 하나의 열전도 플레이트를 더 포함한다. 적어도 하나의 연질 절연 층은 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면에 배치된다. 적어도 하나의 연질 절연 층은 외력을 흡수하기 위한 완충을 제공한다. 복수의 절연성 열 전도체는 적어도 하나의 연질 절연 층에 매립된다. 연질 절연 층이 전기 에너지 공급 유닛을 보호하는 동안, 복수의 열 전도체는 하우징 외부로 빠르게 열을 전달할 수 있다. 더 나아가, 복수의 전기 전도체에 의해 발생된 폐열을 효과적으로 줄이고 배터리의 전체적인 열전도 효율을 크게 향상시키기 위하여, 전기 에너지 공급 유닛 그룹과 상부 덮개 사이에 열전도 물질 층 및 열전도 물질 수용 박스를 배치한다. 본 고안은 종래 기술의 다음과 같은 문제점을 해결할 수 있다: 방열은 폐열을 전달하기 위한 매체로서 주로 하우징 내부의 전해질에 반응하므로 다수의 인터페이스로 인해 높은 열저항과 낮은 열전도 문제를 유발하는 문제점; 및 온도를 효과적으로 제어하기 위한 열전도 경로를 제어하기 어려운 문제점.
따라서, 본 고안은 법적 요건에 부합하고, 신규성, 진보성, 및 실용성을 갖는다. 전술한 설명은 본 고안의 실시예일 뿐이며 본 고안의 범주 및 범위를 제한하기 위해 사용되지 않는다. 본 고안의 청구범위에 기재된 형상, 구조, 특징, 또는 사상에 기초하여 이루어진 등가의 변경 또는 수정은 본 고안의 첨부된 청구범위에 포함된다.
Claims (7)
- 전기 에너지 공급 장치로서,
상부 덮개 및 상기 상부 덮개에 대응하는 케이스를 포함하는 직육면체 하우징;
상기 케이스에 배치되는 전기 에너지 공급 유닛 그룹;
상기 케이스의 내면과 상기 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면 사이에 배치되는 적어도 하나의 연질 절연 층; 및
상기 적어도 하나의 연질 절연 층에 매립되는 복수의 열 전도체를 포함하고,
상기 복수의 열 전도체 각각의 일단은 상기 케이스의 내면에 직접 접촉하고, 상기 복수의 열 전도체 각각의 타단은 상기 전기 에너지 공급 유닛 그룹의 외면에 직접 접촉하는, 전기 에너지 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전기 에너지 공급 유닛 그룹은 병렬로 연결된 복수의 전기 에너지 공급 유닛을 적층하여 형성되고; 상기 복수의 전기 에너지 공급 유닛 각각은 독립적이며 완전한 모듈이고; 상기 복수의 전기 에너지 공급 유닛의 전해질 시스템은 서로 연통하지 않는, 전기 에너지 공급 장치. - 제2항에 있어서,
상기 복수의 전기 에너지 공급 유닛 중 임의의 2개의 인접한 유닛 사이에 개재된 적어도 하나의 열전도 플레이트를 더 포함하는, 전기 에너지 공급 장치. - 제2항에 있어서,
상기 복수의 전기 에너지 공급 유닛 각각은,
제1 집전체;
상기 제1 집전체 반대편에 배치된 제2 집전체;
상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체 사이에 개재되는 패키지 층으로서, 상기 패키지 층, 상기 제1 집전체, 및 상기 제2 집전체는 주변과 격리된 폐쇄 공간을 형성하는, 패키지 층;
상기 폐쇄 공간에 배치되며 상기 제1 집전체에 전기적으로 연결되는 제1 활물질 층;
상기 폐쇄 공간에 배치되며 상기 제2 집전체에 전기적으로 연결되는 제2 활물질 층; 및
상기 폐쇄 공간에 배치되며 상기 제1 활물질 층과 상기 제2 활물질 층 사이에 개재되는 중간 층을 더 포함하는, 전기 에너지 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 상부 덮개의 상면 위에 배치되며 상기 전기 에너지 공급 유닛 그룹에 전기적으로 연결되는 2개의 전극을 더 포함하는, 전기 에너지 공급 장치. - 제5항에 있어서,
열전도 물질 층 및 열전도 물질 수용 박스를 더 포함하고, 상기 열전도 물질 층 및 상기 열전도 물질 수용 박스 둘 모두는 상기 상부 덮개와 상기 전기 에너지 공급 유닛 그룹 사이에 배치되고, 상기 열전도 물질 층은 상기 열전도 물질 수용 박스에 배치되는, 전기 에너지 공급 장치. - 제6항에 있어서,
상기 열전도 물질 층 및 상기 열전도 물질 수용 박스의 상면과 하면을 통과하며 상기 2개의 전극 및 상기 전기 에너지 공급 유닛 그룹에 전기적으로 연결되는 복수의 전기 전도체를 더 포함하는, 전기 에너지 공급 장치.
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