(57)【要約】【課題】本発明はエネルギー保存装置モジュールに関する。【解決手段】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールは電極が順に連結された複数個のエネルギー保存ユニットと、上記エネルギー保存ユニットの間にそれぞれ備えられ、上記エネルギー保存ユニットを冷却させるために内部に冷却水流路が形成される冷却プレートと、上記エネルギー保存ユニットと上記冷却プレートを取り囲み、上記冷却水が流入され流出されるように流入口及び流出口を備え、上記冷却プレートに上記冷却水を供給するハウジングとを含むことができる。【選択図】図１
2012043767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が電極を有し、前記電極の各々が順に連結される複数個のエネルギー保存ユニットと、
前記エネルギー保存ユニットの間にそれぞれ備えられ、前記エネルギー保存ユニットを冷却させるために内部に冷却水流路が形成されている冷却プレートと、
前記エネルギー保存ユニットと前記冷却プレートを取り囲み、前記冷却水が流入され流出されるように流入口及び流出口を備え、前記冷却プレートに前記冷却水を供給するハウジングと
を含むエネルギー保存装置モジュール。
【請求項２】
前記電極と前記冷却プレートは接触を防ぐために離隔されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項３】
前記電極は前記エネルギー保存ユニットの一側面に形成され、前記冷却プレートは前記電極が形成された前記エネルギー保存ユニットの一側面の高さより低く形成され、前記電極と前記冷却プレートの接触を防ぐことを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項４】
前記エネルギー保存ユニットは、１個または複数個のエネルギー保存装置で構成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項５】
前記流入口及び前記流出口は、前記冷却水流路と連通されて形成されたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項６】
前記エネルギー保存ユニットと前記冷却プレートは接触して位置することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項７】
前記ハウジングと前記冷却プレートは一体に形成されたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【請求項８】
前記ハウジングは、前記エネルギー保存ユニットを収容する本体部と前記本体部を密閉する蓋部を含むことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のエネルギー保存装置モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギー保存装置モジュールに関し、より詳細にはエネルギー保存ユニットを冷却させてモジュールの寿命及び性能を向上させるエネルギー保存装置モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にエネルギー保存装置は電気エネルギーを内部に保存し、必要に応じて外部に供給する装置のことである。最近では、このようなエネルギー保存装置として２次電池（Ｎｉ−ＭＨ  ｂａｔｔｅｒｙ、リチウムイオンバッテリー（Ｌｉ  ｉｏｎ  ｂａｔｔｅｒｙ：ＬｉＢ）など）または電気化学キャパシタ（スーパーキャパシタ）を指し示す場合が多い。
【０００３】
このようなリチウムイオンバッテリーのような２次電池は、エネルギー密度の高い代表的なエネルギー保存装置である。しかし、２次電池はスーパーキャパシタに比べて出力特性が制限的であり、スーパーキャパシタは高出力保存装置であるが、リチウムイオンバッテリーに比べてエネルギー密度が低いという限界がある。
【０００４】
従って、それぞれの限界を克服するために、エネルギー保存装置は、複数個を電気的に連結（直列または並列）して大容量のエネルギーを提供し、出力特性を向上させるエネルギー保存装置モジュールが開発される傾向にある。
【０００５】
このようなエネルギー保存装置モジュールにおいて、大容量のエネルギーを提供し、出力特性を向上させるための重要な因子の１つが冷却である。
【０００６】
従来、エネルギー保存装置モジュールの冷却システムは空冷を利用したヒートシンク方式を用いたもので、上記エネルギー保存装置モジュールの外部に冷却ファンをさらに設けなければならなかった。
【０００７】
しかし、更なる冷却ファンの構成には、冷却ファンの形成位置によってエネルギー保存装置モジュール内部の温度分布の差が大きくなるという問題点がある。
【０００８】
また、エネルギー保存装置モジュールの外部が遮蔽される環境にあると、冷却ファンにより冷却させてもモジュール内部の温度が低くならないという問題が生じた。
【０００９】
従って、エネルギー保存装置モジュールの冷却効率を極大化し、モジュールの熱特性を向上させる研究が急がれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、冷却構造を改善してモジュールの熱特性を向上することで、モジュールの安全性及び寿命を高めるエネルギー保存装置モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールは、電極が順に連結された複数個のエネルギー保存ユニットと、上記エネルギー保存ユニットの間にそれぞれ備えられ、上記エネルギー保存ユニットを冷却させるために内部に冷却水流路が形成される冷却プレートと、上記エネルギー保存ユニットと上記冷却プレートを取り囲み、上記冷却水が流入され流出されるように流入口及び流出口を備え、上記冷却プレートに上記冷却水を供給するハウジングを含むことができる。
【００１２】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記電極と上記冷却プレートは、接触を防ぐために離隔されて形成されたことを特徴とすることができる。
【００１３】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記電極は上記エネルギー保存ユニットの一側面に形成され、上記冷却プレートは上記電極が形成された上記エネルギー保存ユニットの一側面の高さより低く形成され、上記電極と上記冷却プレートの接触を防ぐことを特徴とすることができる。
【００１４】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記エネルギー保存ユニットは、１個または複数個のエネルギー保存装置で構成されたことを特徴とすることができる。
【００１５】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記流入口及び上記流出口は、上記冷却流路と連通されて形成されたことを特徴とすることができる。
【００１６】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記エネルギー保存ユニットと上記冷却プレートは、相互接触して位置することを特徴とすることができる。
【００１７】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記ハウジングと上記冷却プレートは、一体に形成されたことを特徴とすることができる。
【００１８】
本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールの上記ハウジングは、上記エネルギー保存ユニットを収容する本体部と上記本体部を密閉する蓋部から成ることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるエネルギー保存装置モジュールによると、冷却効率が増加してモジュールの寿命及び安全性を向上させることができる。
【００２０】
また、エネルギー保存装置モジュールを構成するエネルギー保存ユニットを固定することができるため、振動及び衝撃による破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略断面図（図１のＡ−Ａ'線の断面図）である。
【図４】本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール内の冷却水の流れを図示した概略斜視図（図３のＢ−Ｂ'線の切開斜視図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除などにより、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【００２３】
また、各実施例の図面に示した同じ思想の範囲内で機能が同じ構成要素は同じ参照符号を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略斜視図である。
【００２５】
図１を参照すると、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール３００はエネルギー保存ユニット１００と、ハウジング２３０と、冷却プレート２００を含むことができる。
【００２６】
上記エネルギー保存ユニット１００は電気エネルギーを内部に保存し、必要に応じて外部に供給する装置であって、２次電池（Ｎｉ−ＭＨ  ｂａｔｔｅｒｙ、リチウムイオンバッテリー（Ｌｉ  ｉｏｎ  ｂａｔｔｅｒｙ：ＬｉＢ）など）または電気化学キャパシタ（スーパーキャパシタ）であることができる。
【００２７】
但し、上記エネルギー保存ユニット１００は上述の種類に限定されず、電気エネルギーを保存した後、外部に供給できる装置であればよい。
【００２８】
上記エネルギー保存ユニット１００は電極１２０を備えることができ、上記電極１２０は正極電極及び負極電極であることができる。
【００２９】
上記正極電極または負極電極は、後述する端子連結部材１３０により他のエネルギー保存ユニット１００の正極電極または負極電極と連結されることができる。即ち、上記端子連結部材１３０は上記エネルギー保存ユニット１００の電極１２０に締結されて複数のエネルギー保存ユニット１００を直列または並列に、電気的に連結する。
【００３０】
上記端子連結部材１３０により電気的に直列または並列連結された上記エネルギー保存ユニット１００は大容量のエネルギーを提供することができ、上記エネルギー保存装置モジュール３００の出力特性を向上させることができる。
【００３１】
上記ハウジング２３０は蓋部２２０と本体部２１０で構成されることができ、上記エネルギー保存装置モジュール３００の外観を構成することができる。
【００３２】
上記本体部２１０の内部には、後述する冷却プレート２００が備えられることができ、上記冷却プレート２００は上記本体部２１０の内部の隔壁を形成する。
【００３３】
また、上記冷却プレート２００は上記エネルギー保存ユニット１００の一面と全体的に接触して上記エネルギー保存ユニット１００を冷却させる冷却装置として機能することができる。
【００３４】
ここで、上記冷却プレート２００は上記エネルギー保存ユニット１００を冷却させる機能の他に上記本体部２１０の内部の隔壁を形成するため、上記本体部２１０の内部に位置した上記エネルギー保存ユニット１００を安定的に固定することができる。
【００３５】
従って、外部の衝撃や振動による上記エネルギー保存装置モジュール３００の破損を防ぐことができ、上記エネルギー保存装置モジュール３００の寿命を延ばすことができる。
【００３６】
上記エネルギー保存装置モジュール３００及び上記エネルギー保存装置モジュール３００を構成する構成要素に対しては、図２から図４を参照して詳しく説明する。
【００３７】
図２は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略分解斜視図（図１のＡ−Ａ'線の断面図）であり、図３は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュールを図示した概略断面図である。
【００３８】
図２及び図３を参照すると、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール３００は上述のように、エネルギー保存ユニット１００と、ハウジング２３０と、冷却プレート２００を含むことができる。
【００３９】
上記エネルギー保存ユニット１００は１個のエネルギー保存装置で形成されることができ、大容量のエネルギーを提供するために複数個で形成されてもよい。
【００４０】
即ち、上記エネルギー保存ユニット１００を形成するエネルギー保存装置の個数は制限されず、本発明の思想を理解する当業者の水準で変更できる。
【００４１】
上記エネルギー保存装置は保存胴体１１０及び電極１２０を含んで構成されることができる。エネルギー保存ユニット１００は、複数個のエネルギー保存装置で形成される場合、上記複数個のエネルギー保存装置を電気的に連結するために端子連結部材１３０及び固定部材１４０を含むことができる。そして、エネルギー保存ユニット１００が複数個のエネルギー保存装置で形成される場合は、隣り合う電極１２０が端子連結部材１３０により締結されることによって、複数個のエネルギー保存装置の各々が連結されることができる。
【００４２】
上記保存胴体１１０の内部にはエネルギーを保存することができる素子が内在されており、上記エネルギー保存ユニット１００が電気化学キャパシタ（スーパーキャパシタ）であれば、内部には電気二重層などが形成されることができる。
【００４３】
上記保存胴体１１０の一面には電極１２０が形成されており、上記保存胴体１１０の一面から外部に突出して形成されることができる。
【００４４】
ここで、上記電極１２０は上記保存胴体１１０の内部に備えられる正極板、負極板の集電体（不図示）などと電気的に連結される端子であることができる。
【００４５】
複数個の上記エネルギー保存ユニット１００に形成された上記電極１２０は端子連結部材１３０により電気的に連結されることができ、上記端子連結部材１３０には上記保存胴体１１０の一面から突出して形成された上記電極１２０が挿入されるように挿入ホールが形成されることができる。
【００４６】
従って、複数個の上記エネルギー保存ユニット１００は上記挿入ホールに上記電極１２０が挿入され電気的に連結される。
【００４７】
また、上記電極１２０が上記端子連結部材１３０に挿入された後、上記電極１２０を固定させるための手段として固定部材１４０が備えられることができる。
【００４８】
上記固定部材１４０は上記端子連結部材１３０の一面と接触する部材であり、上記端子連結部材１３０に上記電極１２０が挿入された後、上記電極１２０に挿入されることができる。
【００４９】
従って、上記固定部材１４０により上記端子連結部材１３０は上記電極１２０に安定的に固定されることができる。
【００５０】
但し、最外郭に位置した上記電極１２０は、外部の電源入力装置の端子（不図示）と電気的に連結されるために上記端子連結部材１３０が要らないこともあり、最外郭に位置した上記電極１２０は上記エネルギー保存装置モジュール３００に電源を供給する。
【００５１】
ここで、上記固定部材１４０はリング状の部材で説明したが、リング状に限らず、ネジなどのように上記端子連結部材１３０と上記電極１２０を固定することができる手段であればよい。
【００５２】
上記ハウジング２３０は、上記エネルギー保存装置モジュール３００の外観を形成し、蓋部２２０と本体部２１０を含むことができる。
【００５３】
上記本体部２１０の内部には上記エネルギー保存ユニット１００を冷却させる冷却プレート２００が備えられており、上記冷却プレート２００は上記本体部２１０の内部の隔壁になることができる。
【００５４】
即ち、上記エネルギー保存ユニット１００は、上記本体部２１０の内部の隔壁である上記冷却プレート２００の間に挿入され、上記エネルギー保存ユニット１００は上記冷却プレート２００の一面と接触することができる。
【００５５】
言い換えれば、上記冷却プレート２００は上記エネルギー保存ユニット１００の間にそれぞれ備えられ、上記エネルギー保存ユニット１００を冷却させる冷却装置であることができる。
【００５６】
上記冷却プレート２００の内部には冷却水の流れる流路が形成されることができ、上記流路は屈曲して形成された管状または空き空間で形成されることもできる。
【００５７】
上記本体部２１０には、上記エネルギー保存ユニット１００を冷却させる冷却水が流入される流入口２１５ａが形成されることができ、上記流入口２１５ａから上記冷却水が流入されて上記冷却プレート２００の内部に入る。冷却プレート２００と直交する本体部２１０の側壁の一方の内部には、流入口２１５ａ、および各々の冷却プレート２００に形成された流路の一端と連通する流入口側流路が形成されている。また、冷却プレート２００と直交する本体部２１０の側壁の他方の内部には、流出口２１５ｂ、および各々の冷却プレート２００に形成された流路の他端と連通する流出口側流路が形成されている。
【００５８】
従って、上記本体部２１０と上記冷却プレート２００は相互連通されて上記流入口２１５ａから流入された上記冷却水が上記冷却プレート２００の内部に流入される。
【００５９】
また、上記冷却水は上記流入口２１５ａから流入されて上記本体部２１０の一側面に形成された流出口２１５ｂを通じて外部に流出され、上記エネルギー保存装置モジュール３００の外部に位置した冷却水循環装置（不図示）により循環される。
【００６０】
従って、低温の冷却水は上記流入口２１５ａから流入され上記冷却プレート２００を経由して上記エネルギー保存ユニット１００の熱を吸収した後、上記流出口２１５ｂへ流出されるという過程を経る。
【００６１】
この際、上記のような作用を可能にする装置は、上記冷却水循環装置（不図示）であることができる。
【００６２】
上記冷却水の流れに対しては図４を参照して詳しく説明する。
【００６３】
上記冷却プレート２００は上記エネルギー保存ユニット１００の電極１２０が形成された一側面の高さより低く形成されることができ、これは上記冷却水が上記電極１２０に接触することを防ぐためである。
【００６４】
即ち、上記冷却プレート２００は上記電極１２０と所定距離離隔されて形成され、上記冷却プレート２００の内部の流路に流れる冷却水が上記電極１２０と接触することを未然に防ぎ、上記エネルギー保存装置モジュール３００の性能を増大させるためである。
【００６５】
ここで、上記冷却プレート２００は上記ハウジング２３０の本体部２１０と一体に形成されることができ、上記本体部２１０と上記冷却プレート２００の一面は連通されて上記冷却水が流れることができる。
【００６６】
図４は本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール内の冷却水の流れを図示した概略斜視図（図３のＢ−Ｂ'線の切開斜視図）である。
【００６７】
図４を参照すると、上記ハウジング２３０の本体部２１０の一側面に形成された上記流入口２１５ａを通じて冷却水が流入されると、上記冷却水は上記冷却プレート２００を通過するようになる。
【００６８】
このとき、上記冷却プレート２００の全外側面が上記エネルギー保存ユニット１００の側面と接触し、上記冷却水が上記エネルギー保存ユニット１００の熱を吸収する。
【００６９】
このように熱を吸収した冷却水は、再び上記本体部２１０の一側面に形成された流出口２１５ｂを通じて外部に流出され、冷却水循環装置（不図示）により低温の冷却水は上記流入口２１５ａに再び流入されるという過程を経る。
【００７０】
従って、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール３００は上記エネルギー保存ユニット１００の保存胴体１１０の全外側面と接触する冷却プレート２００により効果的に熱を外部に放出することができる。
【００７１】
即ち、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール３００は冷却水を利用して上記エネルギー保存ユニット１００を冷却させる水冷式を用いることで、上記のような効果を奏することができる。
【００７２】
以上の実施例より、本発明の一実施例によるエネルギー保存装置モジュール３００は上記エネルギー保存ユニット１００と上記冷却プレート２００との接触面積を大きくし、冷却水という水冷式を用いることで、冷却装置としての効率を極大化することができる。
【００７３】
また、上記冷却プレート２００は上記エネルギー保存ユニット１００を冷却させる機能の他に上記本体部２１０の内部の隔壁を形成するため、上記本体部２１０の内部に位置した上記エネルギー保存ユニット１００を安定的に固定することができる。
【００７４】
従って、外部の衝撃や振動による上記エネルギー保存装置モジュール３００の破損を防ぐことができ、上記エネルギー保存装置モジュール３００の寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００  エネルギー保存ユニット
１１０  保存胴体
１２０  電極
１３０  端子連結部材
１４０  固定部材
２００  冷却プレート
２１０  本体部
２２０  蓋部
２１５ａ  流入口
２１５ｂ  流出口
３００  エネルギー保存装置モジュール
【図１】
2012043767.tif 000003
【図２】
2012043767.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012043767.tif 000006