[go: up one dir, main page]

KR20190109415A - 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체 - Google Patents

열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체 Download PDF

Info

Publication number
KR20190109415A
KR20190109415A KR1020197021545A KR20197021545A KR20190109415A KR 20190109415 A KR20190109415 A KR 20190109415A KR 1020197021545 A KR1020197021545 A KR 1020197021545A KR 20197021545 A KR20197021545 A KR 20197021545A KR 20190109415 A KR20190109415 A KR 20190109415A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoelectric
base
layer
circuit
thermoelectric element
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020197021545A
Other languages
English (en)
Inventor
제이슨 데이비스
아르투르 스테파노프
에릭 코즐로프스키
Original Assignee
마그나 시팅 인크.
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 마그나 시팅 인크. filed Critical 마그나 시팅 인크.
Publication of KR20190109415A publication Critical patent/KR20190109415A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
    • H01L35/32
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56Heating or ventilating devices
    • B60N2/5678Heating or ventilating devices characterised by electrical systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56Heating or ventilating devices
    • B60N2/5678Heating or ventilating devices characterised by electrical systems
    • B60N2/5692Refrigerating means
    • H01L35/08
    • H01L35/30
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80Constructional details
    • H10N10/81Structural details of the junction
    • H10N10/817Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80Constructional details
    • H10N10/82Interconnections
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80Constructional details
    • H10N10/85Thermoelectric active materials
    • H10N10/851Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80Constructional details
    • H10N10/85Thermoelectric active materials
    • H10N10/851Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H10N10/852Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising tellurium, selenium or sulfur

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

열전 모듈은 기저부 및 기저부 내에 설치되고 기저부에 의해 전기적으로 격리되는 제1 및 제2 열전 소자를 가진다. 하단 층은 제1 및 제2 열전 소자를 전기적으로 연결하도록 기저부의 하단 표면, 제1 열전 소자의 하단 표면, 그리고 제2 열전 소자의 하단 표면에 결합된다. 기저부는 열전 소자를 보호하기 위해 사용된다. 다수의 열전 모듈은 냉각, 가열, 및/또는 전력 발생 응용예를 위한 유연 열전 회로 조립체를 생성하도록, 유연 회로 패널 상의 전도체에 장착될 수 있고 이러한 전도체에 의해 연결될 수 있다.

Description

열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체
본 출원은 2017년 2월 8일 자로 출원된 미국 가출원 제62/456,346호에 대한 우선권을 주장한다.
예시적인 실시예들은 개별 열전 모듈(discrete thermoelectric module) 및 개별 열전 모듈을 포함하는 유연 열전 회로 조립체(flexible thermoelectric circuit assembly)에 관한 것이다. 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체는 다양한 냉각, 가열 및/또는 전력 발생 응용예에 사용될 수 있다.
열전 회로는, 2개의 상이한 전도성 재료의 접합부를 통해 전류가 통과함으로써 가열 또는 냉각 효과를 유발하는 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 냉각, 가열 및/또는 전력 발생 응용예에 사용될 수 있다. 열전 회로에 적합한 전도성 재료는 전형적으로 강성이고 상대적으로 부서지거나 깨지기 쉬운 재료이다.
일 실시예에 의하면, 열전 모듈이 제공되고, 상기 열전 모듈은 기저부; 기저부 내에 설치되고 기저부에 의해 전기적으로 격리된 제1 및 제2 열전 소자; 그리고 기저부의 하단 표면, 제1 열전 소자의 하단 표면, 그리고 제2 열전 소자의 하단 표면에 결합되는 하단 층을 포함하고, 상기 하단 층은 제1 및 제2 열전 소자를 전기적으로 연결한다.
또 다른 실시예에 의하면, 유연 열전 회로 조립체가 제공되고, 상기 유연 열전 회로 조립체는 유연 회로 패널; 유연 회로 패널 상의 적어도 2개의 회로 전도체; 그리고 적어도 하나의 열전 모듈을 포함하고, 상기 열전 모듈은 기저부; 기저부 내에 설치되고 기저부에 의해 전기적으로 격리된 제1 및 제2 열전 소자; 그리고 기저부의 하단 표면, 제1 열전 소자의 하단 표면, 그리고 제2 열전 소자의 하단 표면에 결합되는 하단 층을 포함하고, 상기 하단 층은 제1 및 제2 열전 소자를 전기적으로 연결하고, 상기 열전 모듈은 적어도 2개의 회로 전도체 상에 장착되고 이를 전기적으로 연결한다.
첨부된 도면과 관련하여 고려될 때 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 본 발명의 장점을 더 잘 이해할 수 있으므로, 본 발명의 장점을 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 열전 모듈의 전방 단면도이며, 도 1b는 도 1a의 열전 모듈 및 히트 싱크(heat sink)를 포함하는 유연 열전 회로 조립체의 부분의 전방 단면도이다.
도 2는 유연 열전 회로 조립체를 위한 유연 회로 패널의 일 실시예의 하단 사시도이다.
도 3a는 유연 열전 회로 조립체의 상단 사시도이고, 도 3b는 유연 열전 회로 조립체의 하단 사시도이다.
도 4는 본 개시내용의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 전방 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 열전 모듈의 기저부의 상단 및 하단 사시도이다.
도 6은 도 5의 열전 모듈 및 히트 싱크를 포함하는 유연 열전 회로 조립체의 부분의 전방 단면도이다.
도 7a는 본 개시내용의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 전방 단면도이며; 도 7b 및 도 7c는 도 7a의 열전 모듈의 상단 및 하단 사시도이다.
도 8은 본 개시내용의 또 다른 실시예에 따른 열전 모듈의 전방 단면도이다.
도 9는 본 개시내용의 또 다른 실시예에 따른 유연 열전 회로 조립체의 하단 사시도이다.
도 10은 차량 시트를 위한 패딩 층(padding layer) 내부에 장착된 유연 열전 회로 조립체의 일 실시예의 부분의 전방 단면도이다.
도 11은 차량 시트를 위한 패딩 층 내부에 장착된 유연 열전 회로 조립체의 또 다른 실시예의 부분의 전방 단면도이다.
유사한 요소 및 특징을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호가 사용된다.
도 1 내지 도 11은 본 명세서에 설명된 실시예에 따른 다양한 열전 모듈 및 열전 모듈을 포함하는 유연 열전 회로 조립체를 예시한다. 상단, 하단, 상부, 하부, 상향, 하향, 길이 방향, 폭 방향, 좌측, 우측 등과 같은 설명, 도면 또는 청구범위에 채용되거나 도시된 방향성 참조는 설명의 용이함을 위해 채용되는 상대적인 용어이고, 어떠한 관점에서도 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 도면은 열전 모듈과 도면의 하단 또는 상단을 향해 연장하는 히트 싱크를 갖는 유연 열전 회로 조립체를 예시한다. 본 개시내용에 따른 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체는 어떠한 방향으로도 배향될 수 있다는 것을 쉽게 분명히 알 수 있을 것이다. 또한 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체의 단면도는 그 층 및 구성요소를 예시하기 위해 도시되어 있지만, 그러한 도면은 반드시 일정 비율에 맞지는 않는다.
본 명세서에 설명된 열전 모듈은, 유연 열전 회로 조립체를 생성하도록 유연 회로 패널에 장착될 수 있는, 개별 냉각, 가열 및/또는 전력 발생 블록 또는 구성요소이다. 대안적으로, 열전 모듈은 유연 열전 회로 조립체를 생성하도록 전선, 접착제, 호일 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 각각의 열전 모듈은 내부에 수용된 열전 재료를 보호하기 위해 강성이지만, 유연 회로 패널 위의 다수의 열전 모듈의 분포는 유연 열전 회로 조립체를 초래한다. 유연 회로 패널은 특정 냉각, 가열 및/또는 전력 발생 응용예를 목표로 하도록 크기 및 형상이 정해질 수 있다. 유연 회로 패널은 또한 원하는 열전 성능을 달성하기 위해 직렬로 그리고/또는 병렬로 전기적으로 연결된 열전 모듈의 적절한 수량 및 위치 또는 패턴을 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시되고 본 명세서에 후술되는 바와 같이, 차량의 시트를 가열 및/또는 냉각하기 위한 유연 열전 회로 조립체를 생성하기 위해 열전 모듈이 히트 싱크와 함께 사용될 수 있다. 다른 유연 열전 회로 조립체는 상이한 시트 조립체를 목표로 동일한 열전 모듈을 사용하여 상이한 패턴으로 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 동일한 열전 모듈은 또한 조향 휠(steering wheel) 또는 다른 시트와 같이 상이한 차량 부품, 또는 차량에 제한되지 않은 부품 또는 응용예를 위해 구성된 유연 열전 회로 조립체에 사용될 수 있다. 열전 모듈은 따라서 유연 열전 회로 조립체의 비용 및 복잡성을 줄이는, 많은 응용예에 걸쳐 사용될 수 있는 표준 구성요소를 제공한다.
도 1a는 본 개시내용의 열전 모듈(10)의 일 실시예를 예시한다. 열전 모듈(10)은 기저부(12) 및 기저부(12) 내에 설치되는 2개의 열전 소자를 포함한다. 제1 열전 소자(14)는 도 1a의 좌측 상에 도시되고 제2 열전 소자(16)는 우측 상에 도시된다. 기저부(12)는 열전 소자(14, 16)를 보호하도록 작동하는 강성 기판(substrate)이다. 기저부(12)는 페놀계 수지, 에폭시 수지, 또는 난연성(flame-retardant) 복합 재료와 같은 유리-보강 에폭시 적층 재료(glass-reinforced epoxy laminate material)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저부(12)는 전형적으로 강성 인쇄 회로 기판(board)을 제조하는데 사용되는 NEMA(미국 전기공업회, National Electrical Manufacturers Association) FR-1, FR-2 또는 FR4 적층 재료로 만들어질 수 있다. 다른 강성 재료는 재료가 전기적으로 격리성이고 최소의 열 전도도를 가진다면 기저부(12)를 위해 사용될 수 있다. 기저부(12)는 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 나일론을 포함하지만 이에 제한되지 않는 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 기저부(12)는 0.25 W/mK 미만의 열 전도도를 가질 수 있다.
제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는 비스무트 텔루라이드(Bi2Te3), 납 텔루라이드(PbTe), 또는 마그네슘 주석(Mg2Sn)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 열전 재료를 포함할 수 있다. 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 2개의 열전 소자 중 하나는 P-형 반도체이고 다른 하나의 열전 소자는 N-형 반도체이다. 용이한 참조 및 예시 목적을 위해, 열전 모듈의 모든 실시예는 P-형 반도체인 제1 열전 소자(14)와 N-형 반도체인 제2 열전 소자(16)로 본 명세서에서 설명되고 예시된다.
일 실시예에서, 기저부(12)는 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)를 수용하는 제1 및 제2 개구(15, 17)를 형성한다. 기저부(12) 내의 열전 소자(14, 16) 및 개구(15, 17)는 일반적으로 원통형일 수 있다. 다른 실시예에서, 기저부(12)는 상이한 크기 및 형상의 열전 소자(14, 16)를 수용하기 위해 상이한 크기 및 형상의 개구(15, 17)를 형성할 수 있다. 이는 대응하는 정사각형, 직사각형, 또는 타원형 열전 소자(14, 16)를 수용하는 기저부(12) 내의 정사각형, 직사각형, 또는 타원형 개구(15, 17)을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 대안적으로, 열전 모듈(10)은 기저부(12) 내의 원형 또는 타원형 개구(15, 17) 내에 설치되는 정사각형 또는 직사각형 직육면체 열전 소자(14, 16)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 열전 소자(14, 16)는 일반적으로 개구(15, 17) 내부에서 자유롭게 부유한다. 기저부(12)와 제1 및 제2 열전 소자(14, 16) 사이의 제1 및 제2 개구(15, 17) 내부에 공간이 존재할 수 있다. 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는, 제1 열전 소자(14)의 상단 표면(20) 및 제2 열전 소자(16)의 상단 표면(22)이 기저부(12)의 상단 표면(24)과 동일 평면 또는 거의 동일 평면이 되도록, 기저부(12)와 대체로 동일한 두께를 가질 수 있다. 유사하게, 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는 기저부(12)의 하단 표면(34)과 동일 평면 또는 거의 동일 평면인 각각의 하단 표면(30, 32)을 가진다.
열전 모듈(10)은 기저부(12)에 그리고 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)에 결합되는 하단 층(40)을 포함한다. 구체적으로, 하단 층(40)은 기저부(12)의 하단 표면(34), 제1 열전 소자(14)의 하단 표면(30), 그리고 제2 열전 소자(16)의 하단 표면(32)에 결합될 수 있다. 하단 층(40)은 제1 및 제2 열전 소자(14, 16) 사이의 전기 연결을 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 하단 층(40)은 또한 기저부(12)와 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)를 기계적으로 연계(link)하거나 연결하는 역할을 한다.
일 실시예에서, 하단 층(40)은 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 하단 표면(30, 32)에 납땜 될 수 있는 구리 또는 알루미늄 층과 같은 전기적 전도성 재료이다. 대안적으로, 전기적 전도성 접착제가 사용될 수 있다. 그러한 접착제는 각각 은, 구리, 알루미늄 또는 철로 채워진 에폭시, 레진 또는 실리콘을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 하단 층(40)은, 열전 소자(14, 16)를 위해 사용되는 동일한 접착제로 또는 록타이트(Loctite)® 3616 또는 에포텍(Epotek)® H70E-4를 포함하지만 이에 제한되지 않는 구조용 접착제와 같은 상이한 접착제로 기저부(12)의 하단 표면(34)에 부착되거나 장착될 수 있다. 일부 실시예(미도시)에서, 하단 층(40)은 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 하단 표면(30, 32)을 덮도록 그리고 열전 소자(14, 16)를 전기적으로 연결하도록 전기적 전도성 재료의 영역으로 구성될 수 있다. 하단 층(40)은 기저부(12)의 하단 표면(34)에 인접한 하단 층(40)의 다른 영역 내에 비전기적 전도성 재료를 가질 수 있다.
도 1b는 도 1a의 열전 모듈(10)을 포함하는 유연 열전 회로 조립체(50)의 부분의 단면을 예시한다. 도시된 실시예에서, 유연 열전 회로 조립체(50)는 열전 모듈(10)의 더 뜨거운 측면(hotter side)으로부터 과도한 열을 제거 또는 소산시키기 위한 히트 싱크(52)를 포함한다. 일부 가열, 냉각 및/또는 전력 발생 응용예에 있어서, 히트 싱크(52)는 필요하지 않다. 히트 싱크(52)는 구리, 알루미늄 또는 흑연(graphite)과 같이 히트 싱크에 전형적으로 사용되는 임의의 적합한 재료로 구성될 수 있다. 히트 싱크(52)는 강성이거나 유연할 수 있고 다양한 핀(fin), 크기, 그리고 형상으로 구성될 수 있다. 일부 실시예(미도시)에서, 열전 모듈(10)의 하단 층(40)은 히트 싱크로서 구성될 수 있다. 이 단일 하단 층(40)은 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)를 전기적으로 연결하고 열전 모듈(10)로부터 열을 전도 및 소산시키도록 작동할 것이다.
유연 열전 회로 조립체(50)는 히트 싱크(52)와 열전 모듈(10) 사이에 유전체 층(54)을 선택적으로 포함할 수 있다. 유전체 층(54)은 유연 열전 회로 조립체(50)를 위한 사용 또는 응용예에 따라 열전 모듈(10)의 하단 층(40)으로부터 히트 싱크(52)를 전기적으로 격리하기 위해 사용된다.
유연 열전 회로 조립체(50)는 열전 모듈(10)을 장착하고 연결하기 위한 다수의 회로 전도체(58)로 구성된 유연 회로 패널(56)을 포함한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 회로 전도체(58)는 하나 이상의 다른 회로 전도체(58) 옆에 구성되는 라인 또는 영역 내에 구리와 같은 전도성 재료의 층을 포함한다. 회로 전도체(58)는, 회로 전도체(58)가 2개의 인접한 회로 전도체(58)에 걸쳐 있는 열전 모듈(10)의 배치에 의해 전기적으로 연결되도록 크기가 정해지고 이격된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 열전 모듈(10a)[히트 싱크(52)가 부착된]은 회로 전도체(58x, 58y)에 걸쳐있고 이에 연결되며, 열전 모듈(10b)[히트 싱크(52)가 부착된]은 회로 전도체(58y, 58z)에 걸쳐있고 이에 연결된다. 회로 전도체(58x, 58y, 58z)는 따라서 열전 모듈(10a, 10b)에 의해 직렬로 전기적으로 연결된다. 각각의 열전 모듈(10a, 10b) 내의 제1 및 제2 P-형 및 N-형 열전 소자(14, 16)는 유연 열전 회로 조립체(50)의 상단에 인접한 영역으로부터 열을 끌어내거나 소산시키기 위해 병렬로 열적으로 연결된다.
도 1b로 다시 돌아가 보면, 회로 전도체(58x)와 같은 제1 회로 전도체는 열전 모듈(10) 내의 제1 열전 소자(14)와 접촉하고, 회로 전도체(58y)와 같은 제2 회로 전도체는 열전 모듈(10) 내의 제2 열전 소자(16)와 접촉한다. 따라서, 냉각 응용예의 경우, 예를 들면, 전류가 유연 열전 회로 조립체(50) 및 제1 회로 전도체(58x)에 진입함에 따라, 전류는 제1 열전 소자(14)를 통해 그리고 이어서 하단 층(40)에 의해 제공된 전기적 연결을 통해 제2 열전 소자(16)로 이동한다. 전류는 그 후 제2 열전 소자(16)로부터 제2 회로 전도체(58y)를 통해 제2 회로 전도체(58y)에 연결된 다음의 열전 모듈(10)로 이동한다. 다시 말해서, 유연 열전 회로 조립체(50)의 전기적 연결의 한 부분은 하단 층(40)의 연결에 의해 달성되고, 전기적 연결의 다른 부분은 열전 모듈(10)이 유연 회로 패널(56) 내의 2개의 상이한 회로 전도체(58)를 걸쳐서 연결됨으로써 만들어진다. 유연 회로 패널(56) 및 회로 전도체(58)의 구성에 따라서, 전류는 유연 회로 패널(56) 및 열전 모듈(10)에 의해 생성된 회로를 통해 직렬로 또는 병렬로 전기적으로 이동할 수 있다.
당업계에 잘 알려진 바와 같이, 회로 전도체(58)는 유연 회로 패널(56)에 내장되거나(embedded) 접합된(bonded), 구리 또는 다른 전기적 전도성 재료의 층일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회로 전도체(58)는 열전 모듈(10)을 장착하기 위해, 노출된 연결 지점(도 2에서 “X”로 식별됨) 또는 납땜 패드(60)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 회로 전도체(58)의 다른 부분은 회로 전도체(58)를 보호하고 유연 열전 회로 조립체(50)를 격리하기 위해 비전기적 전도성 필름으로 덮인다. 일부 실시예에서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 유연 회로 패널(56)은 유연 열전 회로 조립체(50)의 특정 부분의 잠재적인 굴곡성을 증가시키기 위해 하나 이상의 완화 절단부(relief cuts) 또는 구멍(62)을 형성할 수 있다. 이러한 완화 절단부 또는 구멍(62)은 또한 유연 열전 회로 조립체(50)가 구부러질 때 생성되는 소음을 감소시킬 수 있다. 커넥터 및 서미스터(thermistor)와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 다른 구성요소가 유연 열전 회로 조립체(50) 내에 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 4, 도 5a 및 도 5b는 열전 모듈(70)의 또 다른 실시예를 예시한다. 도 6은 열전 모듈(70) 및 히트 싱크(52)를 포함하는 유연 열전 회로 조립체(72)의 부분의 단면을 예시한다. 열전 모듈(70)은 기저부(12) 및 기저부(12)에 의해 형성된 각각의 제1 및 제2 개구(74, 76) 내에 설치되는 2개의 열전 소자(14, 16)를 포함한다. 기저부(12) 및 열전 소자(14, 16)를 유연 열전 회로 조립체(72)의 유연 회로 패널(56) 및/또는 하단 층(40)에 부착하기 위해 추가적인 연계 층(link layer)이 제공된다. 연계 층은 기저부(12)에 접합되어 있거나 기저부(12)의 일부로서 형성되어 있는 재료의 층일 수 있다. 연계 층은 전형적으로 기저부(12)와 하단 층(40) 사이 또는 기저부(12)와 유연 회로 패널(56) 사이의 납땜 연결을 형성하는 데 적합한, 구리 또는 알루미늄과 같은 금속으로 구성된다. 대안적으로, 전기적 전도성 접착제가 납땜 연결 대신 사용될 수 있다.
구체적으로, 제1 연계 층(78)은 제1 열전 소자(14)를 위한 제1 개구(74)에 인접한, 기저부(12)의 상단 표면(24)에 결합될 수 있다. 제2 연계 층(80)은 제2 열전 소자(16)를 위한 제2 개구(76)에 인접한, 기저부(12)의 상단 표면(24)에 결합될 수 있다. 제1 및 제2 연계 층(78, 80)은, 제2 연계 층(80)으로부터 제1 연계 층(78)을 전기적으로 격리하도록 일부 분리가 제공되는 한, 각각의 개구(74, 76)를 완전히 또는 부분적으로 둘러쌀 수 있고 그리고/또는 기저부(12)의 상단 표면(24)을 거의 완전히 덮을 수 있다. 이 실시예에서, 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는 일반적으로 기저부(12)와 동일한 두께를 가질 수 있고, 또는 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 상단 표면(20, 22)이 제1 및 제2 연계 층(78, 80)의 상단 표면들과 동일 평면 또는 거의 동일 평면이 되도록 기저부(12)보다 약간 더 클 수 있다.
유연 회로 패널(56) 상의 열전 모듈(70)의 배향 및 설치를 위한 표시로서 기능하기 위해 하나 또는 모든 연계 층 내에 비대칭 층 또는 독특한 형상 또는 절취부(cut-out)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 제2 연계 층(80)은, 제2 열전 소자(16)를 수용하는 열전 모듈(70)의 측면 또는 절반 상의 절취부(cut-out portion)(82)를 포함하며, 상기 열전 소자(16)는 도시된 예시에서 N-형 소자이다.
상기 설명된 바와 같이 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 열전 모듈(70)이 유연 회로 패널(56)에 장착될 때, 제1 연계 층(78) 및 제1 열전 소자(14)는 제1 회로 전도체(58x)에 납땜 될 수 있다. 제2 연계 층(80) 및 제2 열전 소자(16)는 제2 회로 전도체(58y)에 납땜 될 수 있다. 대안적으로, 전기적 전도성 접착제, 또는 납땜 연결 및 접착제의 조합이 사용될 수 있다. 회로 전도체(58)는 유연 회로 패널(56)과 열전 모듈(70) 사이의 물리적 연결을 또한 제공하기 위해, 전기적 및 열적 연결에 필요한 것보다 더 큰 크기가 될 수 있다. 유연 열전 회로 조립체(72)는, 열전 모듈(70) 및 히트 싱크(52)와 열전 모듈(70)의 하단 층(40) 사이의 선택적 유전체 층(54) 각각에 장착되는 히트 싱크(52)를 선택적으로 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제3 연계 층(84)은 기저부(12)의 하단 표면(34)에 결합된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 제3 연계 층(84)은 기저부(12)의 하단 표면(34)의 상당한 부분 또는 전체에 접합될 수 있고 이를 덮을 수 있다. 이 실시예에서, 하단 층(40)은 하단 층(40)과 기저부(12) 사이의 기계적인 연결을 달성하기 위해 제3 연계 층(84)에 납땜 된다. 상기 설명된 바와 같이, 하단 층(40)은 제1 및 제2 열전 소자(14, 16) 사이의 전기적 연결을 생성하기 위해 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 하단 표면(30, 32)에 또한 납땜 된다. 대안적으로, 전기적 전도성 접착제 또는 납땜 연결 및 접착제의 조합이 하단 층(40)을 제3 연계 층(84)에 그리고 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)에 연결하도록 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 하단 표면(30, 32)이 제3 연계 층(84)의 상단 표면과 동일 평면 또는 거의 동일 평면이 되도록 기저부(12)보다 약간 더 클 수 있다.
유연 회로 패널(56) 상의 각각의 회로 전도체(58x, 58y)에 대한 제1 및 제2 연계 층(78, 80)의 연결은, 제1 및 제2 연계 층(78, 80)이 각각의 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)에 전기적으로 연결되게 할 수 있다. 유사하게, 하단 층(40)에 대한 제3 연계 층(84)의 연결은 제3 연계 층(84)이 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)에 전기적으로 연결되게 할 수 있다. 그러나, 제1, 제2 및/또는 제3 연계 층(78, 80, 84)의 주요 기능은, 열전 모듈(70)과 유연 회로 패널(56) 사이, 그리고 하단 층(40)과 기저부(12) 사이의 물리적 연결의 강도를 증가시키는 것이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 개시내용에 따른 열전 모듈(90)의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예는 기저부(92), 제1 및 제2 열전 소자(14, 16) 및 하단 층(98)을 포함한다. 제1 열전 모듈(thermoelectric module, TM) 전도체(100)는 기저부(92)의 상단 표면에 인접하게 제공되며, 제1 열전 소자(14)에 결합된다. 제2 TM 전도체(102)는 기저부(92)의 상단 표면에 인접하게 제공되며, 제2 열전 소자(16)에 결합된다. 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)는 서로 전기적으로 격리된다. 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)는 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 재료의 층일 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)는 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 상단 표면에 부착되고 이를 덮는 전도성 재료의 층일 수 있다. 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)는 또한 각각의 소자를 수용하거나 캡슐화하도록 각각의 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)에 인접한 기저부(92)의 상단 표면의 일부 또는 전체와 중첩될 수 있다. 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)는 따라서 열전 모듈(90)과 유연 회로 패널(56) 사이의 연결을 최대화하기 위해 기저부(92)의 상단 표면의 상당한 부분을 덮을 수 있다.
일부 실시예에서(미도시), 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)는, 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 상단 표면(20, 22)을 덮는 재료의 단일 상단 층 내부에 구성되는 전기적 전도성 재료의 분리된, 격리된 영역일 수 있다. 상단 층은 또한 기저부(92)의 상단 표면의 전부 또는 일부를 덮을 수 있고, 기저부(92)의 상단 표면에 인접한 상단 층의 다른 영역 내의 비전기적 전도성 재료를 포함할 수 있다.
열전 모듈(90)의 하단 층(98)은 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 하단 표면(30, 32)에 부착될 수 있고 이를 덮을 수 있다. 하단 층(98)은 또한 각각의 각각의 소자를 수용하거나 캡슐화하도록 각각의 열전 소자(14, 16)에 인접한 기저부(92)의 하단 표면의 일부 또는 전부와 중첩될 수 있다. 하단 층(98)은 따라서 열전 모듈(90)과 히트 싱크(52) (미도시) 사이의 연결을 최대화하기 위해 기저부(92)의 하단 표면의 상당한 부분을 덮을 수 있다. 다시 말해, 일부 실시예(미도시)에서, 하단 층(98)은 또한 히트 싱크(52)로서 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 유연 회로 패널(56) 상의 열전 모듈(90)의 배향 및 설치를 위한 표시로서 기능하기 위해 하나 이상의 기저부(92), 하단 층(98), 및/또는 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102) 내에 비대칭 층 또는 독특한 형상 또는 절취부가 제공될 수 있다. 예를 들어, 절취부(104)는 도 7a 내지 도 7c에 도시된 실시예에서 기저부(92) 및 하단 층(98)에 의해 형성된다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c의 실시예에서, 기저부(92)는 강성 기저부(92)를 제공하도록 경화되거나 응고된, 액체 기재(substrate)를 사용한 사출 성형 공정에 의해 형성될 수 있다. 기저부(92)는 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 나일론 또는 파나소닉(Panasonic)의 ECOM 시리즈와 같은 그러나 이에 제한되지 않는 재료 또는 공정으로부터 형성될 수 있다. 이 실시예에서 제1 TM 전도체(100), 제2 TM 전도체(102), 및/또는 하단 층(98)은 이러한 층들 및 전도체들이 기저부(92)의 부분에 의해 캡슐화 또는 유지될 수 있는 한 다른 실시예에 비해 더 두꺼울 수 있다. 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102) 및/또는 하단 층(98)의 크기 및/또는 두께를 증가시키는 것은 열전 모듈(90)의 열 성능을 최적화하고 열전 모듈(90)과 유연 회로 패널(56) 사이, 그리고 열전 모듈(90)과 임의의 히트 싱크(52) 사이의 물리적 연결을 최적화하도록 수행될 수 있다. 하단 층(98)과 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)는 기저부(92)에 그리고 각각의 회로 전도체(58) 또는 히트 싱크(52)에 상술한 바와 같은 납땜 연결 및/또는 다른 접착제로 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는, 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 상단 표면(20, 22)이 기저부(92)의 상단 표면과 동일 평면 또는 거의 동일 평면이 되도록, 기저부(92)와 대체로 동일한 두께를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는, 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102) 및/또는 하단 층(98)이 기저부(92) 내부에 부분적으로 또는 완전히 리세스(recess) 될 수 있도록 기저부(92)의 최 외측 상단 및/또는 하단 표면보다 약간 더 짧다.
열전 모듈(110)의 추가 실시예가 도 8에 예시되어 있다. 이 실시예는 제조될 수 있는 하나의 가능한 변형 또는 조합을 예시한다. 구체적으로, 열전 모듈(110)은 상기 설명된 바와 같이 기저부(12)의 상단 표면(24) 상에 제1 및 제2 연계 층(78, 80)을 포함한다. 이 실시예에서 열전 모듈(110)은 통합형 하단 층(114)을 포함한다. 통합형 하단 층(114)은 기저부(12)에 접합될 수 있고, 상기 설명된 바와 같은 하단 층 및 제3 연계 층 모두의 기능을 달성할 수 있다. 구체적으로, 통합형 하단 층(114)은 기저부(12)에 접합되는 구리 또는 알루미늄과 같은 금속을 포함할 수 있다. 통합형 하단 층(114)은 제1 및 제2 개구(74, 76)를 포함한 기저부(12)의 하단 표면(34)의 상당한 부분을 덮을 수 있다. 결과적으로, 통합형 하단 층(114)과 제1 및 제2 개구(74,76)는 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)를 수용하기 위한 제1 및 제2 공동(cavity)을 형성한다. 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)는 제1 및 제2 개구(74, 76) 내에 배치될 수 있고 납땜 및/또는 전기적 전도성 접착제 연결을 사용하여 통합형 하단 층(114)에 결합될 수 있다. 제1 및 제2 연계 층(78, 80)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 구성될 수 있고, 납땜 및/또는 전기적 전도성 접착제 연결에 의해 열전 모듈(110)을 유연 회로 패널(56)에 연결하도록 사용될 수 있다. 통합형 하단 층(114), 제1 및 제2 연계 층(78, 80), 그리고 열전 소자(14, 16)는 각각의 회로 전도체(58) 또는 히트 싱크에 상술한 바와 같은 납땜 연결 및/또는 다른 접착제로 부착될 수 있다.
사용된 층 및 전도체의 조합에 따라서, 상이한 제조 방법 및 단계가 본 명세서에 설명된 열전 모듈(10, 70, 90, 110)을 생산하는데 관련될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 기저부(12)에 접합된 통합형 하단 층(114)이 있다면, 납땜 및/또는 접착제는 제1 및 제2 공동 내부의 통합형 하단 층(114)의 상단 표면 상에 배치될 수 있으며, 이어서 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)가 통합형 하단 층(114)에 납땜 되거나 접착되도록 제1 및 제2 공동 내에 배치될 수 있다. 도 4, 도 5a, 도 5b 및 도 6에 예시된 실시예에서, 납땜 페이스트(solder paste)가 하단 층(40)의 상단 표면 상 단면에 도포될 수 있으며, 이어서 기저부(12) 및 열전 소자(14, 16)가 납땜 페이스트 상에 배치될 수 있다. 결과적으로, 기저부(12) 및 열전 소자(14, 16)가 동일한 납땜 리플로우 공정 동안 하단 층(40)에 붙을 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 열전 모듈은 유연 열전 회로 조립체(50, 72)의 유연 회로 패널(56) 상에 구성요소를 장착함으로써 조립되거나 구축될 수 있다. 조립 및 제조의 방법 및 순서는 본 명세서에 설명된 결과적인 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체를 제한하거나 변경하지 않는다.
열전 모듈(10, 70, 90, 110)과 유연 회로 패널(56) 상의 회로 전도체(58) 사이의 납땜 및/또는 접착제 연결뿐만 아니라, 하단 층(40, 98) 또는 통합형 하단 층(114); 기저부(12)에 접합되는 제1, 제2 및 제3 연계 층(78, 80, 84); 및/또는 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102)를 위한 납땜 및/또는 접착제 연결은 제1 및 제2 열전 소자(14, 16) 상의 물리적 부하를 감소시킨다. 물리적 부하를 감소시킴으로써, 허용 가능한 열전 성능을 여전히 달성하면서 제1 및 제2 열전 소자(14, 16)의 크기가 감소될 수 있다. 열전 소자(14, 16)의 감소된 크기 및 따라서 열전 모듈(10, 70, 90, 110)의 감소된 크기는 또한 유연 열전 회로 조립체(50, 72)에 대한 감소된 비용 및 더 큰 유연성을 초래한다.
본 명세서에 설명된 열전 모듈(10, 70, 90, 110)의 모든 실시예에서, 유연 회로 패널(56)의 회로 전도체(58)뿐만 아니라, 각각의 하단 층(40, 98), 통합형 하단 층(114), 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102), 그리고 열전 모듈의 제1, 제2 및 제3 연계 층(74, 78, 84)은 열 전도도(thermal conductivity)를 최적화하도록, 그리고/또는 구성요소의 물리적 연결성(physical connectivity)을 최적화하도록 요구되는 전기 전도도(electrical conductivity)를 달성하기 위해 크기가 정해질 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 그러나, 열전 소자(14, 16)는 작동하기 위해 하단 층(40, 98), 통합형 하단 층(114), 제1 및 제2 TM 전도체(100, 102), 및/또는 유연 회로 패널(56)의 각각의 회로 전도체(58)에 의해 완전히 덮일 필요가 없다.
도 9 내지 도 11은 본 명세서에 설명된 열전 모듈(10, 70, 90, 110)의 다양한 응용예 및 대안적인 유연 열전 회로 조립체를 예시한다. 도 9에 예시된 유연 열전 회로 조립체(120)는 본 명세서에 설명된 일 실시예에 따른 유연 회로 패널(56) 및 다수의 열전 모듈을 포함한다. 각각의 열전 모듈은 2개의 회로 전도체(58)에 걸쳐 장착되며, 히트 싱크(122)는 각각의 열전 모듈(10, 70, 90, 110)에 부착된다. 히트 싱크(122)는 유연 히트 싱크일 수 있으며 또는, 열전 모듈이 상대적으로 작아서, 압출된 알루미늄으로 형성된 강성 히트 싱크가 유연 열전 회로 조립체(120)의 유연성을 희생하지 않고 사용될 수 있다. 히트 싱크(122)의 핀은 도시된 직사각형 형상 이외의 상이한 형상일 수 있고, 핀은 또한 폐쇄형(closed) 또는 개방형(open-ended)일 수 있다. 히트 싱크(122)의 핀은 또한 유연 열전 회로 조립체(120)의 사용으로 구부러지고 형상이 변화될 수 있다.
열전 모듈(10, 70, 90, 110)의 위치 및 유연 회로 패널(56)의 회로 전도체(58)에 의해 생성되는 연결성은 시트의 크기 및 시트의 승객에 의해 생성되는 압력 분포에 기초하여, 특정 차량 시트의 가열 및/또는 냉각을 목표로 하도록 구성될 수 있다. 비록 본 명세서에 설명된 열전 모듈(10, 70, 90, 110)은 유연 열전 회로 조립체(50, 72, 120)를 통하는 전류 흐름을 변화시킴으로써 가열 및/또는 냉각 응용예를 위해 사용될 수 있지만, 가열 응용예를 위한 다른 수단이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 일부 실시예에서, 본 명세서에 설명된 열전 모듈(10, 70, 90, 110) 및 유연 열전 회로 조립체(50, 72, 120)는 주로 냉각 응용예 또는 특정 온도 제어를 위한 가열 및 냉각이 요구되는 응용예를 목표로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 좀 더 효율적으로 열을 제공하도록 저항성 가열 소자가 유연 열전 회로 조립체(50, 72, 120)와 결합될 수 있고 그리고/또는 이에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 저항성 가열 소자를 유연 열전 회로 조립체에 추가하기 위해 전도성 재료(미도시)의 연속적인 루프(continuous loop)가 포함될 수 있다.
도 9는 유연 열전 회로 조립체(120)의 저면도를 예시한다. 차량 시트에 반전되어 장착될 때, 열전 모듈(10, 70, 90, 110) 및 이에 부착된 히트 싱크(122)는 시트 쿠션 또는 패딩의 채널 내부에 하향 연장되도록 구성될 수 있다. 도 10의 실시예에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 시트 쿠션 또는 패딩과 조립될 때 각각의 열전 모듈(10, 70, 90, 110)이 시트 조립체의 패딩(128)에 의해 형성된 채널(126) 내부에 안착되도록, 각각의 열전 모듈(10, 70, 90, 110)이 유연 회로 패널(56)에 장착된다. 히트 싱크(52)는 각각의 열전 모듈(10, 70, 90, 110)에 장착되고 각각의 히트 싱크(52)의 핀은 각각의 채널(126) 내부에 연장된다.
대안적으로, 도 11의 실시예에 도시된 바와 같이, 열전 모듈(10, 70, 90, 110)의 일부 또는 전부는 시트 조립체의 패딩(128) 상에 놓이거나 이에 의해 지지되도록 구성될 수 있다. 히트 싱크(130)는 열전 모듈(10, 70, 90, 110)에 부착될 수 있고, 패딩(128)에 의해 형성된 채널(126) 내부에 연장되는 하나 이상의 핀(132)으로 구성될 수 있다. 히트 싱크(130)는 각각의 채널(126) 내부의 단일 핀(132)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 강성 또는 유연 히트 싱크의 하나 이상의 핀 또는 접힌 핀이 각각의 채널(126) 내부에 연장될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 실시예에서, 히트 싱크(52, 130)로부터 과도한 열을 제거함으로써 시트의 냉각을 더 가속하기 위해, 팬(fan) 또는 송풍기(미도시)에 의해 공기가 채널(126)을 통해 강제되거나 또는 끌어내어 질 수 있다.
본 발명은 예시적인 방식으로 설명되었으며, 사용된 용어는 제한적인 것이 아니라 설명의 단어의 성격에 있는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 상기 교시에 비추어 본 발명의 많은 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항의 범위 내에서, 본 발명은 구체적으로 설명된 것 이외에도 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (27)

  1. 열전 모듈이며,
    기저부;
    기저부 내에 설치되고 기저부에 의해 전기적으로 격리되는 제1 및 제2 열전 소자;
    하단 층으로서 기저부의 하단 표면, 제1 열전 소자의 하단 표면, 그리고 제2 열전 소자의 하단 표면에 결합되고 상기 하단 층은 제1 및 제2 열전 소자에 전기적으로 연결되는, 하단 층;
    을 포함하는, 열전 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    기저부는 제1 열전 소자를 수용하기 위해 기저부를 통해 연장되는 제1 개구 및 제2 열전 소자를 수용하기 위해 기저부를 통해 연장되는 제2 개구를 형성하는, 열전 모듈
  3. 제1항에 있어서,
    하단 층은 전기적 전도성 재료를 포함하는, 열전 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    하단 층은 전기적 전도성 접착제 또는 납땜 연결에 의해 제1 및 제2 열전 소자의 하단 표면에 결합되고, 상기 하단 층은 접착제로 기저부의 하단 표면에 결합되는, 열전 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    하단 층은 기저부의 하단 표면의 실질적 전부, 제1 열전 소자의 하단 표면, 그리고 제2 열전 소자의 하단 표면을 덮는, 열전 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    기저부의 하단 표면에 대향하는 기저부의 상단 표면에 인접한 제1 열전 모듈(TM) 전도체로서, 상기 제1 전도체는 제1 열전 소자에 결합되는, 제1 열전 모듈 전도체; 및
    기저부의 상단 표면에 인접한 제2 TM 전도체로서, 상기 제2 전도체는 제2 열전 소자에 결합되고 제1 TM 전도체로부터 전기적으로 격리된, 제2 TM 전도체;
    를 더 포함하는, 열전 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 TM 전도체는 제1 열전 소자의 상단 표면을 덮는 전도성 재료의 층을 포함하고;
    제2 TM 전도체는 제2 열전 소자의 상단 표면을 덮고 제1 전도체로부터 전기적으로 격리된 전도성 재료의 층을 포함하는, 열전 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 전도체는 전기적 전도성 접착제 또는 납땜 연결에 의해 제1 열전 소자의 상단 표면에 붙고; 제2 전도체는 전기적 전도성 접착제 또는 납땜 연결에 의해 제2 열전 소자의 상단 표면에 붙는, 열전 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    제1 전도체는 제1 열전 소자를 둘러싸는 기저부의 상단 표면의 제1 부분을 추가로 덮고, 제2 전도체는 제2 열전 소자를 둘러싸는 기저부의 상단 표면의 제2 부분을 추가로 덮는, 열전 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    기저부는 제1 및 제2 열전 소자를 둘러싸기 위해 성형된, 열전 모듈.
  11. 제2항에 있어서,
    기저부의 상단 표면에 결합되고 제1 개구를 부분적으로 둘러싸는 제1 연계 층; 및
    기저부의 상단 표면에 결합되고 제2 개구를 부분적으로 둘러싸며 제1 연계 층으로부터 전기적으로 격리된 제2 연계 층;
    을 더 포함하는, 열전 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    하단 층과 기저부의 하단 표면 사이의 제3 연계 층을 더 포함하고, 상기 제3 연계 층은 제1 및 제2 개구를 둘러싸는, 열전 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    제3 연계 층은 기저부의 하단 표면의 실질적 전부를 덮는, 열전 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    제3 연계 층은 기저부에 접합되는 전기적 전도성 재료를 포함하고,
    하단 층은 납땜 연결에 의해 또는 전기적 전도성 접착제에 의해 제3 연계 층에 연결되는, 열전 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    기저부는 강성 또는 반강성(semi-rigid)인, 열전 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    기저부는 각각의 제1 및 제2 열전 소자를 포위(enclose)하는, 열전 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    기저부는 제1 및 제2 열전 소자의 열 전도도보다 낮은 열 전도도를 가지는, 열전 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    제1 열전 소자는 P-형 열전 소자를 포함하고, 제2 열전 소자는 N-형 열전 소자를 포함하는, 열전 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 열전 소자는 기저부와 실질적으로 동일한 두께를 갖는, 열전 모듈.
  20. 제1항에 있어서,
    하단 층은 히트 싱크를 포함하는, 열전 모듈.
  21. 제1항에 있어서,
    하단 층에 결합되는 히트 싱크를 더 포함하는, 열전 모듈.
  22. 제21항에 있어서,
    히트 싱크와 하단 층 사이의 유전체 층을 더 포함하는, 열전 모듈.
  23. 제21항에 있어서,
    히트 싱크는 유연 히트 싱크, 흑연 히트 싱크, 압출된 알루미늄 히트 싱크, 또는 구리 히트 싱크를 포함하는, 열전 모듈.
  24. 유연 열전 회로 조립체이며,
    유연 회로 패널;
    유연 회로 패널 상의 적어도 2개의 회로 전도체; 및
    적어도 하나의 열전 모듈을 포함하고,
    적어도 하나의 열전 모듈은
    기저부;
    기저부 내에 설치되고 기저부에 의해 전기적으로 격리되는 제1 및 제2 열전 소자; 및
    하단 층으로서 기저부의 하단 표면, 제1 열전 소자의 하단 표면, 그리고 제2 열전 소자의 하단 표면에 결합되고 상기 하단 층은 제1 및 제2 열전 소자에 전기적으로 연결되는, 하단 층;
    을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 열전 모듈은 적어도 2개의 회로 전도체 상에 장착되고 이를 연결하는, 유연 열전 회로 조립체.
  25. 제24항에 있어서,
    적어도 하나의 열전 모듈의 제1 열전 소자는 제1 회로 전도체에 장착되고, 적어도 하나의 열전 모듈의 제2 열전 소자는 제2 회로 전도체에 장착되는, 유연 열전 회로 조립체.
  26. 제24항에 있어서,
    다수의 회로 전도체 및 다수의 열전 모듈을 더 포함하고, 각각의 열전 모듈은 회로 전도체와 열전 모듈을 병렬로 또는 직렬로 또는 병렬 및 직렬 회로 연결의 조합으로 연계하도록 2개의 인접한 회로 전도체에 장착되는, 유연 열전 회로 조립체.
  27. 제24항에 있어서,
    유연 열전 회로 조립체는 차량 시트를 위한 냉각 열전 회로 조립체를 포함하는, 유연 열전 회로 조립체.
KR1020197021545A 2017-02-08 2018-02-08 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체 Withdrawn KR20190109415A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762456346P 2017-02-08 2017-02-08
US62/456,346 2017-02-08
PCT/US2018/017409 WO2018148398A2 (en) 2017-02-08 2018-02-08 Thermoelectric module and flexible thermoelectric circuit assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190109415A true KR20190109415A (ko) 2019-09-25

Family

ID=61283310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197021545A Withdrawn KR20190109415A (ko) 2017-02-08 2018-02-08 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200013940A1 (ko)
EP (1) EP3580789B1 (ko)
KR (1) KR20190109415A (ko)
CN (1) CN110249439A (ko)
CA (1) CA3052989A1 (ko)
WO (1) WO2018148398A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210045147A (ko) * 2019-10-16 2021-04-26 현대자동차주식회사 차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105813505B (zh) 2013-12-05 2019-07-09 金瑟姆股份公司 针对受气候控制座椅的系统和方法
JP6652493B2 (ja) 2014-02-14 2020-02-26 ジェンサーム インコーポレイテッドGentherm Incorporated 伝導性および対流性の温度調節シート
US11857004B2 (en) 2014-11-14 2024-01-02 Gentherm Incorporated Heating and cooling technologies
WO2016077843A1 (en) 2014-11-14 2016-05-19 Cauchy Charles J Heating and cooling technologies
US11639816B2 (en) 2014-11-14 2023-05-02 Gentherm Incorporated Heating and cooling technologies including temperature regulating pad wrap and technologies with liquid system
WO2019226968A1 (en) 2018-05-25 2019-11-28 Magna Seating Inc. Vehicle seat with cooling and heating using a flexible thermoelectric device
WO2020081854A1 (en) * 2018-10-17 2020-04-23 North Carolina State University Flexible thermoelectric device, systems thereof, methods of making, and uses thereof
IT202200011558A1 (it) * 2022-05-31 2023-12-01 Martur Italy Srl Componente di abitacolo di veicolo provvisto di un dispositivo di riscaldamento e raffreddamento migliorato

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB912001A (en) * 1960-09-08 1962-12-05 Westinghouse Electric Corp Thermoelectric device assembly
JP3580406B2 (ja) * 1998-09-16 2004-10-20 日本電信電話株式会社 高温度熱電変換素子
JP4200256B2 (ja) * 1999-08-10 2008-12-24 パナソニック電工株式会社 熱電変換モジュール
JP2001160632A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Yamaha Corp 熱電モジュール
JP2004193209A (ja) * 2002-12-09 2004-07-08 Ube Ind Ltd 熱電変換モジュール及びその製造方法
JP4500905B2 (ja) * 2003-08-25 2010-07-14 和幸 福居 被冷却加熱対象物の温度調節装置
JP2005317648A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 熱電変換モジュール
US7765811B2 (en) * 2007-06-29 2010-08-03 Laird Technologies, Inc. Flexible assemblies with integrated thermoelectric modules suitable for use in extracting power from or dissipating heat from fluid conduits
RU2511274C1 (ru) * 2012-10-15 2014-04-10 Юрий Максимович Белов Термоэлектрический модуль
CN102891248B (zh) * 2012-10-17 2015-07-08 江苏物联网研究发展中心 一种柔性热电转换系统及其制造方法
CN104347789B (zh) * 2013-08-05 2017-08-25 国家纳米科学中心 垂直型薄膜热电器件的热电臂阵列的制作方法和制作装置
CN104465976B (zh) * 2013-09-22 2017-06-06 中国科学院上海硅酸盐研究所 受保护的热电元件、包含所述热电元件的热电器件及其形成方法
WO2015157161A1 (en) * 2014-04-07 2015-10-15 Alphabet Energy, Inc. Flexible lead frame for multi-leg package assembly
WO2016130840A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 Tempronics, Inc. Distributed thermoelectric module with flexible dimensions
FR3032923B1 (fr) * 2015-02-20 2017-03-10 Faurecia Sieges D'automobile Dispositif thermique pour siege de vehicule automobile
JP6881885B2 (ja) * 2015-03-13 2021-06-02 株式会社Kelk 熱電発電モジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210045147A (ko) * 2019-10-16 2021-04-26 현대자동차주식회사 차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN110249439A (zh) 2019-09-17
CA3052989A1 (en) 2018-08-16
EP3580789B1 (en) 2020-11-18
US20200013940A1 (en) 2020-01-09
WO2018148398A3 (en) 2018-11-01
WO2018148398A2 (en) 2018-08-16
EP3580789A2 (en) 2019-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190109415A (ko) 열전 모듈 및 유연 열전 회로 조립체
US5792677A (en) Embedded metal planes for thermal management
JP4404726B2 (ja) 車載用電力変換装置
US6765285B2 (en) Power semiconductor device with high radiating efficiency
US9686890B2 (en) Electronic device
US20090097208A1 (en) Electronic Component Module
JP5692056B2 (ja) 多層プリント基板
US20200035898A1 (en) Thermoelectric device having circuitry that facilitates manufacture
JP2004221256A (ja) 回路構成体及びその製造方法
CN105575954A (zh) 系统和方法
JP2002293202A (ja) 車両用パワーディストリビュータ
WO2017154075A1 (ja) 電子制御装置
JP7016054B2 (ja) 電源装置、前照灯、及び移動体
KR20190123294A (ko) 평탄한 캐리어 상에 led 요소의 장착
CN112514055B (zh) 电子控制装置
US5939781A (en) Thermally enhanced integrated circuit packaging system
US10236429B2 (en) Mounting assembly and lighting device
US8422241B2 (en) Sealed electronic control device and method of fabricating the same
JP4415647B2 (ja) 配電ユニットの製造方法
WO2017115627A1 (ja) インバータ
WO2019165253A1 (en) Thermoelectric module with an array of elements for a flexible circuit assembly
JP6488658B2 (ja) 電子装置
WO2020080248A1 (ja) 回路構造体及び電気接続箱
JP2006019660A (ja) パワー素子面実装用の回路基板
WO2020148800A1 (ja) 制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20190723

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination