JP2016513337A - 熱電ベースの熱管理システム - Google Patents

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Abstract

開示される実施形態は、電気装置を加熱および/または冷却するように構成される熱電ベースの熱管理システムおよび方法を含む。熱管理システムは、電気装置の温度敏感領域と電気連通および熱連通する少なくとも1つの導電体と、少なくとも1つの導電体と熱連通する少なくとも1つの熱電装置とを含み得る。電力は、同一の導電体または外部の電力供給源によって熱電装置へと向けられ、これにより熱電装置は、少なくとも1つの導電体を介して、制御された加熱および/または冷却を電気装置へと提供する。熱電管理システムは、プリント回路基板上で電気装置の管理システムと一体化されてもよい。

Description

本開示は概して、電気装置の熱電(TE)冷却および加熱に関する。
パワーエレクトロニクスおよびバッテリなどの他の電気装置は、過熱、低温、極端な温度、および動作温度制限に敏感であり得る。このような機器の性能は、機器が推奨温度範囲外で動作される場合には、場合によっては大幅に低下し得る。半導体装置では、集積回路ダイが過熱し、誤作動し得る。例えば、電気自動車などの自動車への用途で用いられるバッテリを含むバッテリでは、バッテリセルおよびその構成部品は、過熱または過冷却されると劣化し得る。このような劣化は、バッテリの蓄電量の低下、および/または、複数のデューティーサイクルにわたって充電されるバッテリの充電能力の低下となって現れ得る。
パワーエレクトロニクスおよび他の電気装置の熱的状態を管理することが有利であり得る。熱管理は、過熱、過冷却、および電気装置の劣化の発生率を低下させることができる。本明細書に記載される、ある実施形態は、多大な電力を運び、および/または、大電流および高い効率を要する機器(例えば、電力増幅器、トランジスタ、変圧器、電力インバータ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、電気モータ、高出力レーザ、発光ダイオード、バッテリおよび他の機器)の熱管理を提供する。対流空気および液体の冷却、伝導冷却、液体ジェットによるスプレー冷却、ボードおよびチップケースの熱電冷却、ならびに他の解決策を含む、広範囲の解決策がこのような機器の熱管理に用いることができる。本明細書に開示される少なくともいくつかの実施形態は、電気装置を加熱または冷却する既存の技術と比較して、高電力効率、低いかゼロの維持コスト、高い信頼性、長寿命、少数の構成部品、少ないかゼロの可動部品、加熱および冷却動作モード、他の利点、または利点の組み合わせといった利点の、少なくとも1つを提供する。
電気装置において、通常機器の電気的活性部分および/または温度敏感領域は、導電体を介して、例えば外部回路または機器などの外界に接続される。たとえば、バッテリセルの電極は、大きな損失(例えば、ジュールの法則による、電流の二乗に比例する熱損失)なしに大電力を運ぶように設計され得る。このような電極に用いられる導電体のワイヤゲージは、通常このような機器を流れる大電流に釣り合うものである。バッテリのサイズが大きいほど、外部回路と接続するための電極端子も大きくなる。
電極および多くの他の種類の導電体の高い導電率は、このような導電体が、通常高い熱伝導率を有するということも意味している。高い熱伝導率は、様々な熱管理の問題を解決するために用いることができ、機器の熱に鈍感な素子をバイパスして電極を加熱および/または冷却することによって、所望の熱出力(例えば、冷却、加熱など)を機器の敏感な素子に直接送ることができる。人体の内部深くに熱を伝えるために、輸血の間、熱的に調整された血液を用いるのと同様に、電極を通して熱を送り込むことは、所望の熱状態を電気装置の内部深くに効率的に伝えるために用いることができる。例として、高度な自動車用バッテリの電極冷却は、バッテリの熱管理に関して最も有利な技術の1つであることがわかっている。例えば、電極は、個体、液体または気体の冷却技術を用いて冷却することができる。ある意味では、電極はそのような熱管理配置においてコールドフィンガ(cold finger)として働く。
本明細書に開示される実施形態は、電力構成部品、電子機器、および他の電気装置の電流を流す導電体(例えば、電極)に直接的または間接的に熱電(TE)冷却および/または加熱を加えることによって、電気装置を熱的に管理することが可能なシステムおよび方法を含む。このような機器はしばしば、熱管理による利益を受けることができる。いくつかの実施形態は、例えばバッテリなどの特定の電気装置に関して記載される。しかしながら、本明細書に開示される少なくともいくつかの実施形態は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、他の電気装置、または機器の組み合わせなど、他の電気装置に対して熱管理を提供することができる。少なくともいくつかのこのような機器は、大電流を流すことができ、好ましい温度範囲外の動作を被るおそれがある。いくつかの実施形態の動作は、冷却動作モードに関して記載される。しかしながら、本明細書に開示されるいくつかまたは全ての実施形態は、加熱動作モードも同様に有し得る。いくつかの状況においては、加熱動作モードは、電気装置の温度を、それ未満では電気装置が劣化するか正常に動作しないおそれのある閾値温度を上回って維持するために用いることができる。TE装置は、システム構造に関する複雑さを最小限にして加熱機能および冷却機能の両方を提供するのに特に適している。
本明細書に開示される実施形態は、熱電ベースの熱管理システムおよび方法を含む。いくつかの実施形態において、熱管理システムは電気装置の温度敏感領域の温度を管理するように構成される。熱管理システムは、熱電装置への電力印加時に、主面と廃熱面との間で熱エネルギーを伝達するように構成される熱電装置を含み得る。いくつかの実施形態において、熱電装置の主面は導電体の熱交換面と実質的に熱連通している。導電体は、電気装置の温度敏感領域と熱電装置との間で熱エネルギーを伝える導管として働くように、電気装置へ、または電気装置から電力を送るように構成される。
特定の実施形態において、電気装置を熱的に管理する方法は、導電部分および非導電部分を備える熱伝達装置を、電気装置の複数の導電体に接続することを含んでいる。この方法は、熱伝達装置と熱電装置の主面との間で、実質的な熱エネルギーの交換を導くことを含み得る。
いくつかの実施形態において、電気装置を熱的に管理する方法は、熱電装置と、電気装置と熱連通および電気連通している導電体の熱交換面との間で、実質的な熱連通を確立することを含む。この方法は、熱電装置内または熱電装置外に送られる電流を調節することにより、電気装置を加熱または冷却することを含み得る。
特定の実施形態において、バッテリセルの充電および放電を制御するように構成されるバッテリ管理制御装置を備えるバッテリセルの温度敏感領域の温度を管理するように構成される、熱電バッテリの熱管理システムが提供される。システムは、熱電装置に送られる電力を制御するように構成される熱電管理制御装置を備え、熱電装置は、熱電装置への電力印加時に、主面と廃熱面との間で熱エネルギーを伝達するように構成される。熱電装置の主面はバスバーに取り付けられており、バスバーはバッテリセルの導電体と実質的に熱連通している。導電体は、バッテリセルへ、またはバッテリセルから電力を送るように構成され、バッテリセルの温度敏感領域と熱電装置との間で熱エネルギーを伝える導管として働く。システムは、バッテリセルを収納するバッテリ筐体を備える。システムは、バッテリ管理制御装置と、熱電管理制御装置と、バッテリ管理制御装置および熱電管理制御装置の間のデータ接続部とを含むプリント回路基板を備える。プリント回路基板は、バッテリ筐体内に配置され、熱電装置に電力を供給するための電力接続部を備える。
いくつかの実施形態において、熱電バッテリの熱管理システムは、熱電管理制御装置と電気連通し、熱電装置に提供される電流の極性を制御するように構成される制御装置を備える。電流の第1の極性は、システム動作の冷却モードにおいて提供され、第1の極性とは反対の電流の第2の極性は、システム動作の加熱モードにおいて提供される。
いくつかの実施形態において、バッテリ管理制御装置は、バッテリセルに制御機能を与えるように構成される。
いくつかの実施形態において、熱電バッテリの熱管理システムは、バッテリセルと熱連通し、熱電管理制御装置と電気連通する温度センサを備える。
いくつかの実施形態において、プリント回路基板は、熱電装置を受け取るように構成される切欠部を備える。
いくつかの実施形態において、バスバーの表面は、導電体の表面と直接的に物理接触している。
いくつかの実施形態において、熱電バッテリの熱管理システムは、プリント回路基板に取り付けられ、熱電装置の廃熱面を横切って空気を押し出すように、または引き出すように構成されるブロワおよびダクトのアセンブリを備える。ブロワおよびダクトのアセンブリは、バッテリ管理制御装置および熱電管理制御装置の少なくとも1つが、ブロワからの空気流がバッテリセルの冷却要求または加熱要求に合致するように増加または減少されるようシステム効率を最適化するように構成されるように、バッテリ管理制御装置および熱電管理制御装置の少なくとも1つと電気連通している制御装置を備える。
いくつかの実施形態において、バスバーは、プリント回路基板および導電体にバスバーを装着するための1つまたは2つ以上の装着孔を備える。
いくつかの実施形態において、バッテリセルは、筐体内にシールされ、筐体は、熱電装置に当接する高い熱伝導性材料のウィンドウを備え、ウィンドウは、ウィンドウの外部に配置される廃棄熱除去システムの部分と、熱電装置の廃熱面との間に、実質的な熱連通のためのアクセスを提供するように構成される。
いくつかの実施形態において、熱電装置は、バスバーの上面および底面の両方に取り付けられている。
特定の実施形態において、バッテリセルを熱的に管理する方法は、プリント回路基板に取り付けられるバッテリ管理制御装置を用いて、バッテリセルの充電および放電を制御することを含んでいる。方法は、プリント回路基板に取り付けられる熱電管理制御装置を用いて、熱電装置に送られる電力を制御することを含んでいる。方法は、プリント回路基板に取り付けられる電力接続部から熱電装置へ電力を供給することを含んでいる。熱電装置は、熱電装置への電力印加時に、主面と廃熱面との間で熱エネルギーを伝達するように構成される。熱電装置の主面は、バスバーと物理接触している。バスバーは、バッテリセルの電極と熱連通および電気連通している。電極は、バッテリセルへ、またはバッテリセルから電力を送り、バッテリセルの温度敏感領域と熱電装置との間で熱エネルギーを伝える導管として働くように構成される。バッテリセルは、熱電装置に送られる電流の極性を調節することによって、加熱または冷却されることが可能である。
いくつかの実施形態において、熱電管理制御装置は、熱電装置に提供される電流の極性を制御するように構成され、電流の第1の極性は、システム動作の冷却モードにおいて提供され、第1の極性とは反対の電流の第2の極性は、システム動作の加熱モードにおいて提供される。
いくつかの実施形態において、バッテリ管理制御装置は、バッテリセルの充電および放電を管理するように構成される。
いくつかの実施形態において、バッテリセルと熱連通し、熱電管理制御装置と電気連通する温度センサが設けられる。
いくつかの実施形態において、プリント回路基板は、熱電装置を受け取るように構成される切欠部を備える。
いくつかの実施形態において、バスバーの表面は、導電体の表面と直接的に物理接触している。
いくつかの実施形態において、ブロワおよびダクトのアセンブリは、プリント回路基板に取り付けられ、熱電装置の廃熱面を横切って空気を押し出すように、または引き出すように構成される。ブロワおよびダクトのアセンブリは、バッテリ管理制御装置および熱電管理制御装置の少なくとも1つが、ブロワからの空気流がバッテリセルの冷却要求または加熱要求に合致するように増加または減少されるようシステム効率を最適化するように構成されるように、バッテリ管理制御装置および熱電管理制御装置の少なくとも1つと電気連通している制御装置を備える。
いくつかの実施形態において、バスバーは、プリント回路基板および導電体にバスバーを装着するための1つまたは2つ以上の装着孔を備える。
いくつかの実施形態において、バッテリセルは、筐体内にシールされ、筐体は、熱電装置に当接するウィンドウを備え、ウィンドウは、ウィンドウの外部に配置される廃棄熱除去システムの部分と、熱電装置の廃熱面との間に、実質的な熱連通のためのアクセスを提供するように構成される。
いくつかの実施形態において、熱電装置は、バスバーの上面および底面の両方に取り付けられている。
特定の実施形態において、バッテリセルの充電および放電を制御するように構成されるバッテリ管理システムと、熱電装置に送られる電力を制御するように構成される熱電管理システムとに、プリント回路基板を接続することを含む、熱電バッテリの熱管理システムを製造する方法が提供される。熱電装置は、熱電装置への電力印加時に、主面と廃熱面との間で熱エネルギーを伝達するように構成される。方法は、熱電装置の主面をバスバーに取り付け、バッテリセルと熱連通および電気連通している導電体にバスバーを接続することを含んでいる。導電体は、バッテリセルの温度敏感領域と熱電装置との間で熱エネルギーを伝える導管として働くように、バッテリセルへ、またはバッテリセルから電力を送るように構成される。方法は、熱電装置に電力を供給するために、プリント回路基板上に配置される電力接続部を熱電装置に接続することを含んでいる。
いくつかの実施形態において、方法は、制御装置を熱電管理システムに接続することを含み、制御装置は、熱電装置に提供される電流の極性を制御するように構成される。電流の第1の極性は、システム動作の冷却モードにおいて提供され、第1の極性と反対の電流の第2の極性は、システム動作の加熱モードにおいて提供される。
いくつかの実施形態において、方法は、制御装置を、バッテリセルに制御機能を与えるように構成されるバッテリ管理システムに接続することを含んでいる。
いくつかの実施形態において、方法は、温度センサを、バッテリセルと熱連通して接続し、熱電管理制御装置と電気連通して接続することを含んでいる。
いくつかの実施形態において、方法は、熱電装置を受け取るように構成されるプリント回路に切欠部を形成することを含んでいる。
いくつかの実施形態において、方法は、バスバーの表面が導電体の表面と直接的に物理接触するように、バスバーを導電体に接続することを含んでいる。
いくつかの実施形態において、方法は、ブロワおよびダクトのアセンブリをプリント回路基板に取り付けることを含み、ブロワおよびダクトのアセンブリは、熱電装置の廃熱面を横切って空気を押し出すように、または引き出すように構成されている。ブロワおよびダクトのアセンブリは、バッテリ管理システムおよび熱電管理システムの少なくとも1つが、ブロワからの空気流がバッテリセルの冷却要求または加熱要求に合致するように増加または減少されるようシステム効率を最適化するように構成されるように、バッテリ管理システムおよび熱電管理システムの少なくとも1つと電気連通する制御装置を備える。
いくつかの実施形態において、方法は、プリント回路基板および導電体にバスバーを取り付けることを含んでいる。
いくつかの実施形態において、方法は、バッテリセルを筐体内にシールすることを含み、筐体は、熱電装置に当接するウィンドウを備え、ウィンドウは、ウィンドウの外部に配置される廃棄熱除去システムの部分と、熱電装置の廃熱面との間の実質的な熱連通のためのアクセスを提供するように構成される。
いくつかの実施形態において、方法は、バスバーの上面および底面の両方に熱電装置を取り付けることを含んでいる。
例示を目的として様々な実施形態が付随する図面に記されているが、これらは決して本明細書に記載される熱電アセンブリまたはシステムの範囲を限定するものとは理解されるべきではない。また、開示される異なる実施形態の様々な特徴は、互いに組み合わせられて別の実施形態を形成してもよく、これも本開示の一部である。任意の特徴または構成が除去、変更または省略されてもよい。図面を通して、参照番号は参照要素間の対応を示すために再利用されてもよい。
例示的な熱電バッテリの熱管理システムを概略的に示す斜視図である。 熱電バッテリの熱管理システムの例示的なバスバーの斜視図である。 図2のバスバーに取り付けられた熱電装置を有する例示的な熱電モジュールの斜視図である。 例示的なプリント回路基板の斜視図である。 例示的な係合機構の斜視図である。 図4のプリント回路基板に取り付けられた図3の1つまたは2つ以上の熱電モジュールの例示的なアセンブリの斜視図である。 例示的なエアダクトおよびブロワのシステムの斜視図である。 図6のアセンブリに取り付けられた図7の例示的なエアダクトおよびブロワのシステムの斜視図である。 例示的なエアダクトおよびブロワのシステムが1つまたは2つ以上の係合機構を介してプリント回路基板に取り付けられている、図8の例示的なアセンブリの底面斜視図である。 図9の例示的なアセンブリの上面斜視図である。 バッテリモジュールに取り付けられた図10の例示的なアセンブリの部分図である。 別の例示的な熱電バッテリの熱管理システムの斜視図である。 図12の例示的なシステムの上面図である。 図12の例示的なシステムの構成要素の部分図である。 例示的な熱電バッテリの熱管理システムを示す図である。
いくつかの実施形態および例が本明細書に開示されるが、本主題は、詳細に開示された実施形態における例を超えて、別の実施形態および/または使用、ならびに、その変形および均等物にまで及ぶ。したがって、本明細書に添付の請求項の範囲は、以下に説明される特定の実施形態のいずれにも限定されない。例えば、本明細書に開示される任意の方法または工程において、この方法または工程の作用または動作は、任意の適切な順番で実行でき、任意の特定の開示された順番に必ずしも限定されるものではない。さまざまな動作が、いくつかの実施形態を理解するのに有用なように、複数の個別の動作として、順番に説明される。しかし、説明の順番は、これらの動作が順番に依存することを意味すると解釈されるべきではない。さらに、本明細書に記載される構造、システムおよび/または装置は、一体化された構成品または分離した構成品として実装されるであろう。さまざまな実施形態を比較する目的で、これらの実施形態の特定の態様および利点が説明される。必ずしも、すべてのそれらの態様または利点が、任意の特定の実施形態によって達成されるとは限らない。したがって、例えば、さまざまな実施形態は、本明細書に教示され、または示唆されるであろう他の態様または利点を達成することなく、本明細書に説明されるように、1つの利点または一群の利点を達成するか、または最適化するように実現される。
電子機器および電気装置の熱状態を管理することは有利であり得る。そのような熱管理は、過熱、過冷却および電気装置の劣化の機会を減らすことができる。本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、大電力を運び、および/または、大電流および高効率を必要とする装置(例えば、電力増幅器、トランジスタ、変圧器、電力インバータ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、電気モータ、高出力レーザおよび発光ダイオード、バッテリ、および他の装置)の熱管理を提供する。対流空気および液体による冷却、伝導冷却(conductive cooling)、液体ジェットを使ったスプレー冷却、ボードおよびチップケースの熱電冷却および他の解決策を含む、広範囲の解決策がこのような装置を熱的に管理するために用いられ得る。本明細書に開示される少なくともいくつかの実施形態は、電気装置を加熱または冷却するための既存の技術と比較して、高い電力効率、より低いか、またはゼロの維持コスト、より大きい信頼性、より長い寿命、より少ない構成品、より少ないか、もしくはまったく存在しない可動部品、加熱および冷却動作モード、他の利点、または利点の組み合わせの少なくとも1つを提供する。
電気装置において、通常、装置の電気的活性部分および/または温度敏感領域は、導電体を介して、例えば外部回路または装置などの外界に接続される。例えば、バッテリセルの電極は、大きな損失(例えば、ジュールの法則にしたがって、電流の2乗に比例する熱損失)なしに、大電力を運ぶように設計されてもよい。そのような電極に用いられる導電体のワイヤゲージは、通常そのような装置に流れる大電流に耐えられるようになっている。バッテリのサイズが大きくなるにつれ、外部回路と接続するための電極端子は大きくなる。
電極および多くの他の種類の導電体の高い導電率は、そのような導電体が通常高い熱伝導率を有していることも意味している。高い熱伝導率は、さまざまな熱管理問題を解決するために用いることができ、装置の熱に鈍感な要素をバイパスして電極を加熱および/または冷却することにより、装置の敏感な要素に直接に、所望の熱出力(例えば、冷却、加熱など)を伝達することを可能にする。人体の内部深くに熱を伝達するために、輸血の間、熱的に調整された血液を用いるのと同様に、電極を介して熱を送り込むことは、電気装置内の深くに、所望の熱状態を効率的に伝達するのに使うことができる。一例として、高度な自動車バッテリの電極冷却は、バッテリの熱管理のための最も有効な技術の一つであることが分かっている。例えば、電極は、固体、液体または気体の冷却技術を用いて冷却することができる。ある意味では、電極は、そのような熱管理配置においてコールドフィンガとして働く。
本明細書に開示される実施形態は、電力構成品、電子機器および他の電気装置の、電流を流す導電体(例えば、電極)に、直接的または間接的に熱電(TE)冷却および/または加熱を加えることにより、電気装置を熱的に管理することができるシステムおよび方法を含んでいる。そのような装置は、しばしば熱管理による利益を得ることができる。いくつかの実施形態は、例えばバッテリなどの特定の電気装置を参照して説明される。しかしながら、本明細書に開示される少なくともいくつかの実施形態は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、他の電気装置または装置の組み合わせなど、他の電気装置に対して熱管理を提供することができる。少なくともいくつかのそのような装置は、大電流を流す能力を持ち、好適な温度範囲外の動作によって悪影響を受けるであろう。いくつかの実施形態の動作は、冷却動作モードを参照して説明される。しかしながら、本明細書に開示される実施形態のいくつかまたは全ては、加熱動作モードも有することができる。いくつかの状況において、加熱動作モードは、電気装置の温度を、それ未満では電気装置が劣化するか正常に動作しないおそれのある閾値温度を上回って維持するために用いられ得る。TE装置は、システム構造に対する複雑性を最小にしつつ、加熱および冷却の両方の機能を提供するのに特に適している。
TE装置が、導電体を冷却および/または加熱するというタスクのために使用されるさまざまな方法がある。本明細書に記載されるように、TE装置は、1つまたは2つ以上のTE素子、TE組み立て品、および/またはTEモジュールを含み得る。いくつかの実施形態では、TEシステムは、第1の側と、第1の側と反対側の第2の側とを含むTE装置を含み得る。いくつかの実施形態では、第1の側および第2の側は、主面および廃熱面、または、加熱面および冷却面であってもよい。TE装置は、電源と動作可能に結合され得る。電源は、TE装置に電圧を印加するように構成され得る。電圧が一方向に印加されると、一方の側(例えば、第1の側)は、熱を発生し、他方の側(例えば、第2の側)は、熱を吸収する。回路の極性を切り替えることにより、反対の効果が発生する。典型的な配置では、TE装置は、異種材料を含む閉回路を備える。DC電圧が閉回路に印加されると、異種材料の接合部分に温度差が生じる。電流の方向に依存して、熱は、特定の接合部分において放射されるか、または吸収される。いくつかの実施形態では、TE装置は、直列に接続された、いくつかの固体PおよびN型半導体素子を含む。いくつかの実施形態では、接合部分は、TE装置の低温側と高温側とを形成し得る2つの電気隔離部材(例えば、セラミックス板)の間に挟まれる。低温側は、冷却されるべき対象(例えば、導電体、熱管理下の電気装置など)に熱的に結合され、高温側は、熱を環境に発散するヒートシンクに熱的に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、高温側が、加熱されるべき対象(例えば、導電体、熱管理下の電気装置など)に結合されてもよい。特定の非限定的な実施形態が以下に記載される。
「実質的な熱連通」との用語は、本明細書においては広くかつ通常の意味で用いられており、例えば、熱連通境界での面間のぴったりとした接触;熱連通している面間の1つまたは2つ以上の熱伝達材料または装置;パッド、熱グリース、ペースト、1つまたは2つ以上の作業流体または面間に高い熱伝導率を有する他の構造を含む熱伝導材料システムを用いた固体面間の接続;他の適切な構造;または構造の組み合わせを含む。実質的な熱連通は、1つまたは2つ以上の境界材料を介して、直接的または間接的に接続される面間に発生し得る。
いくつかの実施形態においては、電気装置の効率的な動作を促進するために、電気装置に熱管理(加熱および/または冷却)を提供することが有利であり得る。例えば、導電体(例えば、バッテリまたはセルの電極)を通して電気装置(例えば、バッテリ、バッテリパック、単一または複数のバッテリモジュール、バッテリパックまたはモジュールのセルなど)を加熱および冷却することは、このような熱管理を実施する効率的な方法であり得る。バッテリパックのセルに分散される迅速な熱管理を提供するオプションの1つは、本明細書の特定の実施形態に記載されるように、熱電装置を1つまたは2つ以上のバッテリ電極と実質的に熱連通させることによって、バッテリに入る熱およびバッテリから出る熱の流れを制御することである。
現在の多くの種類の再充電可能なバッテリ(例えば、ハイブリッド自動車のバッテリ、リチウムイオンバッテリ、スマートバッテリ)は、温度、充電状態および他の条件に応じて、変動する速度または異なる速度で充電および放電するように構成される。これらの種類のバッテリは、充電および/または放電中に、バッテリに加えられ、またはバッテリから引き出される電流または電圧を変更する制御装置を含み得る。制御装置は、バッテリの状態に基づき、電気の充電および/または放電を調節し得る。同一の制御装置または異なる制御装置が、セルの平衡化、環境管理、安全な動作領域の保護、データ収集、計算、報告などの、バッテリの他の側面を管理し得る。これらのバッテリ動作の側面を管理する1つまたは2つ以上の制御装置を含むシステムは、バッテリ管理システム(BMS)と呼ばれ得る。BMSは、損傷、極端な温度、および/または、バッテリ性能を劣化させる条件からバッテリを保護するために、バッテリおよび環境条件の状態を監視し得る。BMSは、バッテリまたはバッテリセルの、温度、電圧、充電または放電状態、健康状態、エネルギー容量および/または電流、他の環境条件を監視するために、1つまたは2つ以上の制御装置、センサ(例えば、サーミスタ、サーモカップル)、プロセッサ、集積回路、外部の通信データバス、変圧器、調整回路、電圧タップ、プリント回路基板(例えば、プリント回路板またはフレキシブルプリント回路)(PCS)を含み得る。
このような種類のバッテリまたはバッテリモジュールが熱電装置を用いて冷却または加熱されるとき、これらは熱電ベースの熱管理システム(TMS)に動作可能に接続され得る。このようなバッテリのBMSおよびTMSは、分離または個別のシステムであり得る(例えば、BMSおよびTMSの制御装置は異なるPCSに位置付けられてもよい)。いくつかの実施形態において、バッテリまたはバッテリモジュールは、一体型のBMSおよびTMSを含んでいる(例えば、BMSおよびTMSの制御装置は、バッテリ筐体内および/または同一のPCS上に位置付けられてもよい)。
図1は、全体または一部において、本明細書に記載される実施形態、特徴、構造および動作モードのいずれかの特徴および態様を備え、または包含し得る電気装置を冷却および/または加熱するように構成される例示的な熱電バッテリの熱管理システム(TBTMS)1の概略図を示す。いくつかの実施形態において、TBTMS1は、一体型バッテリ管理システム2(BMS)と、一体型熱電管理システム4(TMS)と、1つまたは2つ以上の一体型バスバー6と、1つまたは2つ以上の導電体14(例えば、電極)を介してバッテリモジュール12に加熱および/または冷却をもたらす(全体として、および/または、所望の個別のセルまたはモジュールの特定の部分へ)ように構成される一体型のエアダクト8およびブロワ10のシステムとを備え得る。いくつかの実施形態において、エアダクト8は、空気以外の流体(例えば、液体、ガスなど)を流すように構成され得る。いくつかの実施形態において、TBTMS1は、以下にさらに記載されるように、1つまたは2つ以上の一体型バスバー6を介してバッテリモジュール12の少なくとも1つの導電体14(例えば、電流を流すコネクタ、電極、セルの一部、端子ワイヤ、電極間またはセルの部分間の配線、リード、正極および/または負極など)の熱交換面と実質的に熱連通している少なくとも1つのTE装置16を備え得る。TBTMS1の構成要素の1つまたは2つ以上は、以下にさらに詳細に記載されるように、バッテリモジュール12の様々な状態を制御および監視するため、および/または、バッテリモジュール12により電力(例えば、電圧、電流など)が供給されるために、プリント回路基板(PCS)30と一体化され得る。
いくつかの実施形態において、TE装置16は、TE装置16への電力(例えば、電圧および/または電流)印加時に、熱電装置の主面または主側と廃熱面または廃熱側との間で熱エネルギーを伝達するように構成される。熱電装置16の主面または廃熱面のいずれかは、1つまたは2つ以上の導電体14と実質的に熱連通するように構成され得る。1つまたは2つ以上の導電体14は、バッテリモジュール12のセルへ、またはバッテリモジュール12のセルから電力を送るように構成される。導電体14は、バッテリモジュール12のセルの温度敏感領域と、熱電装置16との間で、熱エネルギーを伝える導管として働くように動作可能である。
このような例では、1つまたは2つ以上の導電体14は、バッテリモジュール12の温度敏感領域と、1つまたは2つ以上の外部装置との間で、電気エネルギーおよび熱エネルギーの両方を伝達することができる。冷却モードで動作するとき、熱Qは、1つまたは2つ以上の導電体14から送り出され、空気、液体、別の固体構成要素または構成要素の組み合わせである外部環境に発散される。加熱モードで動作するとき、熱出力は、反対方向に送られ、1つまたは2つ以上の導電体14を介して、熱をバッテリモジュール12内に送る。
図1に関して、いくつかの実施形態では、TBTMS1のバッテリモジュール12は、単機能のバッテリモジュール12を提供するために、互いに対して電気接続される複数のセル20を備え得る。いくつかの実施形態において、複数のバッテリモジュール12(例えば、2つまたは3つ以上)は、直列および/または並列のいずれかで電気連通するように互いに組み立てられ得る。いくつかの実施形態において、1つまたは2つ以上のバッテリモジュール12は、互いに隣接しておよび/または上下に配置または積層され得る。図1に示されるように、いくつかの実施形態において、バッテリモジュール12は、直列に電気接続された10の個別のセル20を備える。いくつかの実施形態において、バッテリモジュール12の個別のセル20は、導電性のバスバー6または他のコネクタもしくはコンダクタを介して、直列および/または並列に互いに電気接続され得る。いくつかの実施形態において、熱管理システム4は、1つまたは2つ以上のバスバー6を介してバッテリモジュール12の1つまたは2つ以上のセル20の1つまたは2つ以上の導電体14に一体化または接続される(例えば、実質的に熱連通する)1つまたは2つ以上の熱電装置16を含み得る。
図1に示されるように、一実施形態において、直列接続されるセル20は、バッテリモジュール12の上面に沿って延びる、2つの導電体14の平行列を有し得る。いくつかの実施形態において、1つまたは2つ以上の熱電装置16は、セラミック基板24の上面および底面に重ねられる銅基板または銅箔22か、または任意の他の適切な構成または材料を有するように構成され得る。いくつかの実施形態において、各熱電装置16の一方の側または一部は、少なくとも1つの一体型バスバー6に接続されるか、取り付けられるか、または一体化(例えば、はんだづけ、クリップ止め、粘着、接着、クランプ止め、または別の方法での取り付け)され得る。図1に示されるように、いくつかの実施形態において、第1の熱電装置16の第1の側は、バスバー6の上面に接続または一体化され、第2の熱電装置16の第1の側は、バスバー6の底面に接続または一体化され得る。
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの一体型バスバー6は、熱電装置16が1つまたは2つ以上の導電体と実質的に熱連通するように、2つまたは3つ以上のセル20(例えば、直列接続される2つの隣接するセル)の1つまたは2つ以上の導電体14に連結される。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの導電体14は、少なくとも1つのTE装置16と実質的に熱連通していないか、または接続されていない。各熱電装置16の第2の側または部分は、少なくとも1つの熱伝達装置26に接続、はんだづけ、クリップ止め、粘着、接着、クランプ止め、または別の方法で取り付けられ得る。少なくとも1つの熱伝達装置26(例えば、熱交換器)は、フィン28を備え得る。いくつかの実施形態では、1つの熱伝達装置26が、各熱電装置16に取り付けられ得る。他の実施形態では、複数の熱伝達装置26が、各熱電装置16に取り付けられるか、または実質的に熱連通していてもよい。熱伝達装置26は、以下に記載されるような任意の廃棄熱除去システム(例えば、液体ループまたは導管、ダクトおよびブロワ)と熱連通し得る。
いくつかの実施形態において、電気装置(例えば、電気自動車のバッテリまたはバッテリモジュール12)の既存の構成部品、セル、および/または回路、ならびに、電気装置の放電/充電速度、温度または他の状態を監視する電気装置の制御または管理システム(例えば、BMS2および/またはTMS4)と一体化されるように構成されるTBTMS1が提供される。このような一体型のTBTMS1は、組み立てや設置の問題を容易にし、構成要素やこのようなシステムに関わる複雑性を最小限にできる。いくつかの実施形態において、1つまたは2つ以上の構成要素は、組み立ておよび/または設置を容易にするために、単一の構成要素を電気装置に取り付ける前に、既存のまたは要求される構成要素(例えば、PCS30)と一体化され得る。図1に示されるように、バッテリモジュール12のTBTMS1は、例えばPCS30などの1つまたは2つ以上の構成要素に一体化されるように構成される、バッテリモジュール12のTMS4およびBMS2の両方、1つまたは2つ以上のバスバー6、1つまたは2つ以上の熱電装置16、1つまたは2つ以上の熱伝達装置26、ならびにエアダクト8およびブロワシステム10を備え得る。1つまたは2つ以上の構成要素がPCS30上に設置され一体化される(例えば、接続されまたは電気連通される)と、PCSはその後、バッテリモジュール12に連結され得る。このような例において、TBTMS1は、様々なシステムまたは構成要素(例えば、BMS2、TMS4、TE装置16など)への電気接続(例えば、バッテリモジュール12そのものや外部の電力源)のみを必要とし、これらの構成要素に電力を提供する。これらの種類のシステムまたはアセンブリは、このようなシステムの製造、設置および/または組み立てに関連する複雑性、構成要素、困難性、ステップ、および/またはコストを減少させ得る。
いくつかの実施形態において、TBTMS1は、PCS30に一体化されるBMS2およびTMS4を備える(例えば、PCS30がBMS2をTMS4に接続するか、またはBMS2およびTMS4がPCSおよび/または集積回路を共有する)。BMS2は、バッテリモジュール12の充電および放電を制御するように構成される。TMS4は、1つまたは2つ以上のTE装置16に送られる電力(例えば、電流、電圧)を制御するように構成される制御装置(例えば、ECU)を含み得る。TE装置16は、主側および廃熱側を含み得る。主側は、TE装置16の、温度が制御される側であり得る。廃熱側は、TE装置16の、TMS4用の熱源またはヒートシンクとして働く側であり得る。いくつかの実施形態において、TMS4は、TE装置16の廃熱側に接続される熱源またはヒートシンクの温度を制御しない。TE装置16の主側は、バスバー6と実質的に熱連通し得る(例えば、直接的または間接的な物理接触または接着)。以下にさらに記載するように、各バスバー6は、バッテリセル、パックまたはモジュール12の1つまたは2つ以上の導電体14(例えば、電流を流すコネクタ、電極、セルの一部、端子ワイヤ、電極間またはセルの部分間の配線、リードなど)の熱交換面と実質的に熱連通し得る(例えば、直接的または間接的な物理接触または接着)。また、以下に記載するように、PCS30は、TE装置16への電力接続部(例えば、熱管理下にある電気装置(例えば、バッテリモジュール12)または外部の装置もしくは電力源から電力を供給するように構成される電気コネクタ50)を含み得る。例えば、TE装置16は、PCS30上に位置付けられる電気コネクタ50内へ「差し込まれ(plugged)」得る。
図1に示し上述したように、いくつかの実施形態において、TMS4は、少なくとも1つのTE装置16を含み得る。TE装置16の表面(例えば、主側)は、バスバー6の表面と実質的に熱連通するか、またはバスバー6の表面に取り付けられ得る。バスバー6の表面は、少なくとも1つの導電体14の固体表面と直接的または間接的に接触し得る。導電体14は、バッテリモジュール12のセルの温度敏感領域とTE装置16との間で熱エネルギーを伝える導管としても働くように、バッテリモジュール12のセルに電力を送るよう構成され得る。いくつかの実施形態において、バスバー6の表面と導電体14の固体表面との間の界面は、表面間の実質的な熱連通を容易にするように構成される熱伝導性材料(図示せず)を含み得る。例えば、熱伝導性材料は、グリース、ペースト、パッド、高熱伝導率の材料、約100W/(m×K)以上の熱伝導率の材料、他の適した材料、または材料の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、熱伝導性材料は、熱伝達装置またはバスバーの1つまたは2つ以上の表面と、TE装置および/または導電体の表面との間の界面に配置され得る。
上述のように、制御装置(例えば、ECU)は、TE装置16を制御して加熱機能または冷却機能のいずれかを実施し、および/または、TE装置16に送られる電力を調節するために、TMS4の一部として設けられ得る。TE装置16は、熱管理下の装置(例えば、バッテリモジュール12)とインラインで、または外部の電力供給装置もしくは電力源を介して動力が供給され得る。いくつかの実施形態において、TE装置16は、熱管理下の装置への、および/または、熱管理下の装置からの、熱ポンプ機能を実施するように電気的に動力が供給され制御される。動力供給および制御の機能は、個別の電子制御ユニット、ECUによって実施され得る。ECUは、バッテリモジュール12のTE管理に関連付けられるTE装置16へ送られる電力を調節することができる。いくつかの実施形態において、ECUは、直接的または導電体14を介してバッテリモジュール12の熱状態を感知する1つまたは2つ以上の温度センサからの入力を取り込み、これらをアルゴリズムと比較し、TE装置16が加熱機能または冷却機能のいずれかを実施するように制御信号を発する。いくつかの実施形態において、ECUは、他のセンサ(図示せず)から温度以外の入力(例えば、TE装置17および/もしくはバッテリモジュール12に押し込まれ、ならびに/または、TE装置17および/もしくはバッテリモジュール12から押し出される電流または電圧など)を取り込み、バッテリモジュール12への、および/または、バッテリモジュール12からの、冷却および/または加熱出力を調節するように構成され得る。TMS4は、熱管理下のバッテリモジュール12を支持する電子機器の残りと一体化されてもよい。例えば、BMS2は、バッテリの健康状態を監視するように、ならびに/または、内部および/もしくは外部の変化に応じて制御機能を与えるように構成される。TMS4の機能性は、BMS2内に統合されてもよく、同一のPCS30上に同一場所に位置付けられてもよいし、BMS2の機能を実施する同一のチップセットまたは集積回路を用いて同一場所に位置付けられてもよい。
図2〜11に関して、図1に示される例示的なTBTMS1を形成するために1つまたは2つ以上の構成要素をバッテリモジュール12上に組み付ける例示的な実施形態は、図2に示されるような1つまたは2つ以上のバスバー6を製造する(例えば、打ち抜く)ステップを含む少なくとも1つまたは2つ以上のステップを含み得る。バスバー6は、以下にさらに記載するような他の特徴および構成を備えていてもよい。別のステップは、図3に示されるように、1つまたは2つ以上の熱電装置16の第1の側(例えば、主側)を、1つまたは2つ以上のバスバー6の上面および/または底面に取り付ける(例えば、はんだづけなど)ことにより、熱電モジュール32を形成することを含んでいる。TE装置16の第2の側(例えば、廃熱側)は、上述のように熱伝達装置26(例えば、フィン、熱交換器)に取り付けられてもよい。TEモジュール32は、以下にさらに記載するような他の特徴を備えていてもよい。別のステップは、図4に示されるように、PCS30を一体型のBMS2およびTMS4に組み付け、ならびに/または、一体型のBMS2およびTMS4と共に製造することを含んでいる。PCS30は、以下にさらに記載するような他の特徴を備えていてもよい。
別のステップにおいて、係合機構34(例えば、押しピン、ねじ、釘、ボルト、超音波杭、リベットなど)は、図3のTEモジュール32を図4のPCS30に固定し、図6のアセンブリ40を形成するために用いられ得る。いくつかの実施形態では、図6に示されるように、1つまたは2つ以上の係合機構34は、バスバー6の装着孔または切欠部36および対応するPCS30の装着孔または切欠部38を介して、各バスバー6の1つまたは2つ以上の部分をPCS30の底面または下側に固定または組み付ける。係合機構34は、バスバー6をPCS30に固定するために位置合わせされるように構成される装着孔または切欠部36、38内に挿入されるように、または装着孔もしくは切欠部36、38を通って延伸するように構成される押しピンを備え得る。係合機構34は、以下にさらに記載されるような他の特徴を備えていてもよい。TEモジュール32は、TE装置16およびPCS30上の1つまたは2つ以上の電気コネクタ50に取り付けられる接続ケーブルまたはワイヤ48を介して、PCS30により、またはPCS30を通って電力(例えば、電流、電圧など)が供給され得る。電気コネクタ50は、熱管理下の電気装置(例えば、バッテリモジュール12)または外部の装置もしくは電源から電力を供給するように構成され得る。
別のステップでは、エアブロワ8は、図7に示されるように、ダクトシステム10に組み付けられ得る。エアブロワ8およびダクトシステム10は、その後、図8に示されるように、図6に示されるアセンブリ40に組み付けられ得る。エアブロワ8およびダクトシステム10は、以下にさらに記載されるような他の特徴を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、図9に示されるように、エアブロワ8およびダクトシステム10は、位置合わせされるように構成される、ダクトシステム10の取り付け構造98の対応する装着孔または切欠部42およびPCS30の装着孔または切欠部44内に挿入されるように、またはそれらを通して延伸するように構成される係合機構34を介してアセンブリ40のPCS30の底面に固定でき、これにより図10に示されるようなアセンブリ46が形成される。他の実施形態において、エアブロワ8およびダクトシステム10は、アセンブリ40のPCS30の上面に固定され得る。
いくつかの実施形態において、1つまたは2つ以上の熱電モジュール32、TMS4、BMS2、ならびにエアブロワ8およびダクトシステム10に統合または組み付けられるPCS30を備えるアセンブリ46はその後、導電体14上に組み付けられ、固定されて、図1に示されるようなTBTMS1を形成する。図11に示されるように、アセンブリ46の各バスバー6は、1つまたは2つ以上の導電体14およびPCS30に同時に装着され得る。いくつかの実施形態において、各バスバー6の1つまたは2つ以上の装着孔または切欠部54は、導電体14の1つまたは2つ以上の装着孔または切欠部56、およびPCS30の1つまたは2つ以上の装着孔または切欠部58と位置合わせされるように構成される。いくつかの実施形態において、係合機構52(例えば、ボルト、ナット、ねじ、押しピン、超音波杭、リベットなど)は、対応する、位置合わせされた装着孔または切欠部54、56および58内に挿入され、またはそれらを通って延伸し、バスバー6をPCS30および導電体14に固定するように構成される。いくつかの実施形態において、アセンブリ46は、TE装置16が隣接するセル20上に配置される導電体14の間に装着されるように、導電体14に固定され得る。いくつかの実施形態において、各バスバー6の1つまたは2つ以上の装着孔または切欠部54は、導電体14と位置合わせされ、導電体14に装着され、または導電体14に取り付けられるように構成される。
図2に示されるように、バスバー6は、様々な断面形状(例えば、平らなストリップ、中空チューブなど)および材料(例えば、銅、真鍮、アルミニウムなど)を備え得る。いくつかの実施形態において、バスバー6は、上述のように構成要素を共に固定するために、PCS30の対応する装着孔または切欠部、ダクトシステム10および導電体14と位置合わせされるように構成される1つまたは2つ以上の装着孔または切欠部を備え得る。バスバー6は、それぞれ、PCS30の装着孔または切欠部38と位置合わせされるように構成される第1および第2の装着孔または切欠部36を備える第1のタブおよび第2のタブを、第1の端部および第2の端部に備え得る。バスバー6は、バスバー6の端部に配置される装着孔または切欠部よりも、内側に、および/または、バスバーの中心により近接して配置される、導電体14およびPCS30の対応する装着孔または切欠部56および58と位置合わせされるように構成される第1および第2の装着孔または切欠部54を備え得る。
いくつかの実施形態において、バスバー6は、導電体14に取り付けられるように構成されるバスバー6の領域に対して、TE装置に取り付けられるように構成されるいくつかの領域において広い幅を備え得る。バスバー6は、中心部分60から第1の端部62および第2の端部64へとテーパー状の幅を有していてもよい。いくつかの実施形態において、TE装置16へ取り付けられるように構成される場所においてバスバー6の表面積を最大にすることは、バスバー6とTE装置16との間の熱伝導性および/または熱管理を改善する。いくつかの実施形態において、バスバー6のこのようなTE装置16取付領域は、バスバー6の他の部分よりも寸法が大きくてもよい。
いくつかの実施形態において、バスバー6の断面形状は、バスバー6がPCS30またはバッテリモジュール12上で梱包されまたは互いに近くに配置されるような構成を備え得る。例えば図2では、バスバー6は、第1のバスバー6の第2の端部64と、隣接する第2のバスバー6の第1の端部62との間の要求される隙間が最小化されるように、非対称または傾斜されるように構成される。いくつかの構成において、バスバー6は、隣接するバスバー6と入れ子状にされるように構成される。いくつかの実施形態において、バスバー6の装着孔または切欠部は、バスバー6の中心線に対して非ゼロ値の角度で配置される。
図3に示し上述したように、TEモジュール32は、バスバー6の上面および底面にそれぞれ取り付けられるように構成される第1および第2のTE装置16の少なくとも1つの側を含み得る。いくつかの実施形態では、バスバー6の上面および底面の一方のみがTE装置16に取り付けられる。TE装置16は、接着剤(例えば、エポキシ樹脂など)を介してバスバー6および/または熱伝達装置26に接着され得る。いくつかの実施形態において、TE装置は、それぞれの熱伝達装置またはバスバーにはんだづけされ得る。いくつかの実施形態において、境界層(例えば、泡状物質、熱グリースなど)が、TE装置16とフィン28および/またはバスバー6との間に設けられ得る。上部および底部のケーブルまたはワイヤ48は、第1および第2のTE装置16にそれぞれ取り付けられるか、または電気連通し、さらに上部および底部のTE装置16に電力を供給するために、第1および第2の電気コネクタ50に取り付けられるか、または電気連通し得る。いくつかの実施形態において、PCSは、電気コネクタ50を通して電力を供給するために一体型の制御部を備え得るので、ワイヤ48は単に電気コネクタ50に接続されまたは電気コネクタ50内に差し込まれるだけでよい。電力はその後バッテリモジュール12または接続部70を介してPCSに電気接続される外部の電源を通して供給され得る。フィン28を備える熱伝達装置26は、TE装置16の第2の側に取り付けられ得る。図1に示されるように、これらのフィン28は、PCS30の上下に配置され得る。いくつかの実施形態において、TE装置16はバスバー6上に直接的に製造され得る。
図4に示されるように、PCS30は、上述の他の構成要素(例えば、導電体14、バスバー6および/またはダクトシステム10の取り付け構造48など)の装着機構または孔と位置合わせされるように構成される様々な開口、孔、チャネルまたは切欠部を備え得る。切欠部は、導電体14(例えば、正極および/または負極)がPCSに固定されるべきPCS上の隙間を有するような大きさにされ、PCS30上に配置され得る。
PCSは、外部の電源および/または他の構成要素(例えば、センサまたは制御システム)に取り付けられるように構成されるコネクタ70を備え得る。PCS30は、TE装置16に電力を供給するために、ワイヤ48に接続するように構成される1つまたは2つ以上の電気コネクタ50を備え得る。
1つまたは2つ以上の制御管理システム(例えば、TMS4、BMS2、エアブロワ8の制御装置など)は、PCS30と一体化され得る。PCS30は、バッテリモジュール12に設置または組み付けるためのアセンブリ46の「骨格」となるように構成され得る。
いくつかの実施形態では、図4に示されるように、PCS30は、異なる構成要素がPCS30上に一体化されるような空間および/または充分な隙間を与えるように構成される設計特性を備え得る。例えば、PCS30は、以下にさらに記載されるダクトシステム10の出口74用の隙間を与えるように構成される切欠部72(例えば、凹部、間隙)を備え得る。他の切欠部76は、PCS30に取り付けられるTE装置16用の隙間を提供するために、PCS30に設けられ得る。このような切欠部76は、TE装置16が導電体14間に配置され得るように、導電体14間に配置されるように構成され得る。いくつかの実施形態において、これらの切欠部は、均一な断面積を有する。他の実施形態において、これらの切欠部は、図4に示されるように不均一な断面積を有する。
図5に示されるように、係合機構34は、コストを削減するため、および/または、PCS30へ張力緩和または応力減少を提供するために、いくつかの実施形態においてはプラスティックの押しピンを備え得る。係合機構は、リベットまたはねじ山を備え得る。他の実施形態では、PCS30への応力または圧縮力を低減するために、圧縮リミッタ(例えば、リング)が様々な装着孔または切欠部内に配置され得る。
上述のように、BMS2の少なくとも一部はPCS30上に一体化され得る。いくつかの実施形態において、BMS2は、電気装置またはバッテリモジュール12の状態(例えば、充電状態、放電状態など)を管理するように構成される。BMS2は、当該技術の当業者に理解されるような他の特徴または機能を含み得る。TMS4は、電気装置または電気負荷の温度の監視を提供し、またTE装置16を介して必要に応じた適切な加熱または冷却を提供するために、同一のPCS30上に一体化され、または同一のPCS30に電気接続され得る。一体型のTMS4は、以下にさらに記載されるような様々な特徴を含み得る。
いくつかの実施形態において、TBTMS1は、TE装置16のそれぞれの第1の側または第2の側を横切って空気を引き出し、および/または、空気を押し出すように構成されるエアブロワ8およびダクトシステム10を備え得る。ブロワ8およびダクトシステム10は、バッテリモジュール12の2つのセル20の列の間に延伸するように構成される中央または主要ダクト84を備え得る。いくつかの実施形態において、ダクト84は、PCS30の底面に取り付けられ得る。他の実施形態において、ダクト84は、PCS30の上面に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、図7に示されるように、ダクト84は、第1の端部82と第2の端部80との間でテーパー状の幅を有するように構成される。いくつかの実施形態において、第2の端部80よりもエアブロワ8により近接して配置される第1の端部82は、より幅が広く、第2の端部80に向かう方向において次第にテーパー状となる。いくつかの実施形態において、ダクト84および他の空気流構成要素は、TEモジュールまたはダクト84にわたって圧力損失を減少し、空気分配または空気の取り出しをももたらすように最適化されるか、またはそのような大きさにされ得る。
いくつかの実施形態においては、用途に応じて(例えば、マニホールド型の構成)、複数の出口(または入口)74が、中央のダクト84に沿って配置され、そこから分岐している。いくつかの実施形態において、出口74は、中央のダクト84のエアブロワ8へおよび/またはエアブロワ8から導かれる空気流に概して横切る方向に向けられる開口部88を備え得る。TMS4が複数のTEモジュール32に接続されるダクト84を備えるように、出口開口部88は、熱伝達装置26のフィン28の外周に付着するように、および/または、外周を取り囲むように構成され得る。開口部88は、上部および底部のTE装置16のフィン28の周りにぴったりと合うような大きさにされ得る。出口74とフィン28との間にシールを形成するために、熱グリースまたは泡状物質が開口上に重ねられ得る。いくつかの実施形態において、TEモジュール32のそれぞれは、局所的な対応する出口/入口74を備える。他の実施形態においては、TEモジュール32の全てが単一の結合された出口/入口74を備える。
いくつかの実施形態において、エアブロワ8は、出口74を介して複数のTEモジュール32間で空気を分配または押し出すために、ダクトシステム10に取り付けられ、または接続され得る。いくつかの実施形態において、エアブロワ8は、TEモジュール32のそれぞれを横切って空気を引き出し、または取り出し得る。一体型の制御装置は、フィン28を横切って空気を押し出し、または取り出すためのスウィッチを設け得る。冷却モードにおいて、加熱された廃棄空気は、ブロワ8に向かって取り出され、エアブロワ8の出口86を通って出され、または逃され得る。いくつかの実施形態において、廃棄空気は、バッテリモジュール12が配置されるハウジング、シェルまたは筐体外部の外部環境へと放出され得るか、または、必要に応じて(例えば、座席および/または乗客用区画などを加熱するために)加熱された空気を提供するために出口86に接続される別の導管(例えば、排気熱除去システム)内に放出され得る。
いくつかの実施形態において、空気は、TEモジュール32のそれぞれを横切って、押し出されるよりも、引き出されるのみである。空気がファンまたはエアブロワ8によって押し出されずに引き出される場合、空気は、TEモジュールの熱交換器またはフィン28に到達する前に、バッテリモジュール12が電力を供給するブロワまたは装置を通って移動する必要がない。空気は代わりに、フィン28を横切って引き出され、出口86で排出される。例えば、空気が引き出される場合、空気は、ブロワ8のモータからの熱により加熱されない。車に関連して、空気は、引き出される場合、TEモジュール32の廃熱側を横切って押し出される前には、排気システムによって加熱されない。このような実施形態において、空気用の入口は、TEモジュール32の熱交換器またはフィン28にあり(例えば、入口74)、空気用の出口86は、ブロワ8にある。空気が押し出される場合、入口はブロワ8の出口86にあり、出口はTEモジュール32の熱交換器またはフィン28にある(例えば、入口74)。いくつかの実施形態において、その後空気が押し出され、出口はTEモジュール32の熱交換器またはフィン28にあり、付加的な導管は、廃棄熱をTEモジュール32、バッテリモジュール12、および/またはバッテリモジュール12が中に配置されるハウジングから離して搬送することを求められる。空気が引き出される場合、空気はブロワ8の出口86から外に排出され得る。いくつかの実施形態において、空気が付加的な導管または廃棄熱除去システムなしに出口86から外に排出され得るので、これはシステムの複雑性を軽減する。いくつかの実施形態において、TEモジュール32の熱交換器またはフィン28を横切って押し出されるのに対して、引き出される場合は、空気の温度は半分程度低い。
いくつかの実施形態において、エアブロワ8およびダクトシステム10は、システムを熱管理下の電気装置(例えば、バッテリモジュール12)に固定するために、1つまたは2つ以上の取り付け機構78を備え得る。いくつかの実施形態においては、ブロワ8を管理するための接続部および制御部がPCS30上に一体化され得る。いくつかの実施形態では、上述のように、TBTMS1のTMSまたはBMSは、ブロワ8の出力を調節してシステム効率を最適化し得る(例えば、バッテリモジュール12の冷却または加熱要求に合致させるために、ブロワ8の空気流、電力またはモータ速度を増減する)。いくつかの実施形態では、TBSおよび/またはBMSにより監視されるデータまたは状態が、ブロワの出力を調節してシステム効率を最適化するために用いられ得るように、TMS、BMSおよび/またはブロワは接続され得る。いくつかの実施形態においては、導電体を通したバッテリモジュール12の冷却または加熱により生じる熱勾配が、バッテリモジュール12の充電または放電中に生じる熱勾配を減少させ、または除去するように、ブロワ8は制御装置によって調節される。
図11に示されるように、係合機構52は、PCS30、導電体14およびバスバー6を所定位置で接続および固定するためのボルト、ピン、リベットまたはねじを備え得る。いくつかの実施形態において、ボルトは、これらの構成要素間に電気接続を形成するために設けられる。係合機構52はそれゆえ、導電性および熱伝導性であり得る。いくつかの実施形態において、これらの係合機構52は、導電体14とバスバー6との間での電気抵抗を最小化するように構成され得る。
上述の1つまたは2つ以上の特徴または構成要素は、特定の熱電バッテリの熱管理システムにおいて、存在しない(例えば、PCS30、TE装置16)か、または異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、図12〜14に示されるように、ダクトシステム10、TEモジュール32およびバスバー6などの1つまたは2つ以上の構成要素は、PCS30に取り付けられることなく直接バッテリモジュール12の電極14に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、1つのTE装置16またはモジュール32のみがバスバー6上に配置される。いくつかの実施形態において、係合機構52は、バスバー6を電極14に固定する。いくつかの実施形態では、図13に示されるように、空気は、TE装置16を横切ってダクトシステム10内に引き出され得る(矢印66で示す)。
いくつかの実施形態において、TMS4は、熱エネルギーが導電体14を介して電気装置(例えば、バッテリモジュール12)の温度敏感領域に、または温度敏感領域から離れて伝達される(例えば、加熱および/または冷却)ように、熱電装置16に送られる電力(例えば、電圧/電流の極性)を調節するように構成される制御装置または制御システムを備え得る。
いくつかの実施形態において、制御装置または制御システムは、所望の加熱レベルおよび冷却レベルを提供するために熱電装置16に、または熱電装置16から離れて送られる電力レベル(例えば、電圧および/または電流など)を調節することができる。
いくつかの実施形態において、熱電装置16の熱処理能力は、動作中の電気装置(例えば、バッテリモジュール12)のセルまたは領域において生じる熱を除去するのに適切となるように設計または構成される。制御装置または制御システム(例えば、電子制御ユニットなど)は、セルの熱状態、その現在の動作モード、パックレベルの信号からの入力、センサからの入力、および/または、本明細書に記載されるような他の入力に応じて、熱電装置16の動作を調節する。結果として熱電装置16は、セル内に生じた熱をポンプで送り出すことができる。いくつかの実施形態において、熱電装置16は必要に応じてセルに熱をポンプで送り出すことができる。
いくつかの実施形態において、上述のように、熱電装置16および/または制御装置(例えば、電子制御ユニット)は、熱状態が管理されている特定のセルまたは電気装置によって完全または部分的に動力供給され得る。他の実施形態において、電力は、前述の実施形態に関して上述した外部の電力供給装置などの他の供給源から供給され得る。
いくつかの実施形態において、熱電管理システム4は、1つまたは複数のセンサを含み得る。1つまたは複数のセンサは、電気装置と熱連通し、制御装置と電気連通し、制御装置または制御システムによって監視されるべき上述の入力のいずれかを提供し得る。他のセンサ(図示せず)からの入力または信号も、充分な加熱および/または冷却を提供して熱勾配または他の不均一な温度分布を減少、最小化または除去するために、制御アルゴリズムの一部として監視される制御装置または制御システムに提供され得る。
上述のように、いくつかの実施形態において、TMSは、熱管理下の装置を支持する電子装置の残りと一体化され得る。例えば、このような装置がバッテリモジュールであれば、装置は通常、内部および/または外部の変化に応じてバッテリの健康状態を監視し、および/または、制御機能を与えるように構成されるバッテリ管理システム、すなわちBMS2が備えられる。TMSの機能性は、BMS内に統合でき、同一のプリント回路基板上で同一の場所に配置され、またはBMS機能を実施する同一のチップセットを用いて同一の場所に配置され得る。
いくつかの実施形態において、図15のブロック図に概略的に示されるように、バッテリモジュール12は、筐体、ハウジングおよび/またはシェル68内にシールされる。いくつかの実施形態において、バッテリモジュール12は、図1〜14に示されるように、筐体にシールされない。いくつかの実施形態において、バッテリモジュール12が筐体68内にシールされると、TE装置16は、バスバー6の上面に装着されるだけであって、底面には装着されない。
いくつかの実施形態において、バッテリモジュール12がシールされる場合、TBTMSは、バッテリモジュール12のケーシング、筐体68またはシェルに1つまたは2つ以上のウィンドウ70または開口部を備える。TE装置16は、バスバー6の上面に装着または取り付けられるだけであって、底面には装着されない。TE装置16の少なくとも一部(例えば、1つまたは2つ以上の面、側、要素、および/または材料)は、ウィンドウ70内に配置されるか、またはウィンドウ70に当接する。筐体68内に配置されるPCS30は、TE装置16用にのみ切欠部を含み、ダクトまたは出口用には含まない。上述のようにいくつかの実施形態において、バスバー6は、バッテリモジュール12の導電体14(例えば、電極)および/またはPCS30に取り付けられる。いくつかの実施形態において、TE装置16の廃熱面または廃熱側は、熱ウィンドウ70および/または筐体68の外部に配置される廃棄熱搬送または除去システム72の熱交換面(例えば、フィン、ヒートシンク)と、直接的に熱連通し得る(例えば、面同士の接触)か、または間接的に熱連通し得る。いくつかの実施形態において、廃棄熱除去システム72は、廃棄熱を熱電装置から離して搬送し、または熱電装置の廃熱側から熱を発散するように構成される。上述のように、熱グリースまたは他の間質材料も、構成要素およびシステムの表面の間に用いられ得る。熱ウィンドウ70は、廃棄熱除去システム72(例えば、ダクトおよびブロワアセンブリ)の装着部または取り付け部に、筐体68内のTE装置16の廃熱側へのアクセスを提供する。いくつかの実施形態において、ウィンドウ70は、一方の側で熱電装置の廃熱側に取り付けられ、他方の側で廃棄熱除去システム72に取り付けられる、高い熱伝導性の材料を含む。いくつかの実施形態において、廃棄熱除去システム72は、以下にさらに記載されるように、TE装置16の廃熱側およびヒートシンク(例えば、ラジエータ)と熱連通する流体ループまたは導管を備える。いくつかの実施形態において、廃棄熱除去システム72は、以下にさらに記載されるように、TE装置16の廃熱側およびヒートシンク(例えば、ラジエータ)と熱連通する液体ループまたは導管を備える。上述のように、TE装置16は、個別に制御されてもよいし、および/または、共通の廃棄熱除去システム72を共有してもよい。各TE装置16は、それぞれのウィンドウ70を通してアクセス可能であってもよいし、ウィンドウ70は、廃棄熱除去システム72に1つまたは2つ以上のTE装置16へのアクセスを提供するような大きさにされてもよい。いくつかの実施形態において、TE装置16はそれぞれ、個別の廃棄熱除去システム72を備える。
いくつかの実施形態では、廃棄熱搬送または除去機構72として、熱パイプが設けられ得る。いくつかの実施形態において、TE装置16からの廃棄熱は、ヒートシンクに発散され得る。ヒートシンクの例としては、熱交換器(例えば、液体熱交換器、フィン)、廃棄熱の流れ、熱を発散する他の構造および構造の組み合わせが挙げられる。ヒートシンクは、各TE装置16の廃熱側または廃熱面、および/または、廃棄熱除去システム72に取り付けられ得る。ヒートシンクは、空気、液体によって冷却されてもよいし、代替的には、バッテリケース、車体フレーム、または熱を効率的に発散する他の構造要素などのより大きな固体のヒートシンクにTE装置16を接続する固体の部材であってもよい。しかしながら、例えばバッテリの熱管理システムなどの、実際の適用においては、冷却媒体をTE装置の廃熱側に近づける可能性を制限する梱包の制約がある場合がある。代替的には、熱または温度搬送装置は、TE装置の廃熱側から、熱の発散が効果的に実施され得る別の場所へと熱を移動させるために用いられ得る。
いくつかの実施形態において、熱伝達装置は、TE装置16の廃熱側または廃熱面を、図15に示されるように、例えば気体、液体または固体によって熱が最終的に放出されるヒートシンクへと接続するために用いられ得る。このようなヒートシンクは例えば、車の液体冷却回路、ラジエータ、主要ラジエータとは異なる補助的(例えば、空気調整システム用)もしくは第2のラジエータ(例えば、ヒータコア)、または空気冷却ヒートシンク、周囲空気、作動流体、液タンク、または固体(例えば、バッテリケースまたは車体フレーム)であってもよい。
特定の実施形態において、廃棄熱除去システムの1つまたは2つ以上の導管は、1つまたは2つ以上のバルブによって、自動車のエンジン冷却剤ループまたは補助的な冷却ラジエータに選択的に流体結合される。特定の実施形態において、1つまたは2つ以上の導管は、1つまたは2つ以上のバルブによって、自動車のバッテリまたは自動車の燃料タンクと熱連通する熱交換器に流体結合される。
ここでのさまざまな実施形態の説明は、概して、図に模式的に示された実施形態に従ってきた。しかし、ここで説明した任意の実施形態の特定の特徴、構造、または特性は、明示的に図示や説明しなかった1つまたは2つ以上の個別の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わされてもよいと考えられる。多くの場合、一体または隣接しているとして説明され、または図示された構造は、一体構造の機能を実行しながら、分離されることが可能である。多くの場合、分離されているとして説明され、または図示された構造は、分離構造の機能を実行しながら、結合され、または組み合わされることが可能である。
さまざまな実施形態を上述した。本発明は、これらの特定の実施形態を参照して説明されたが、本説明は、例示を意図するものであり、限定することを意図するものではない。さまざまな変形や応用が、ここに説明された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、当業者によってなされるであろう。

Claims (30)

  1. バッテリセルの温度敏感領域の温度を管理するように構成される熱電バッテリの熱管理システムであって、
    バッテリセルの充電および放電を制御するように構成されるバッテリ管理制御装置と、
    熱電装置に送られる電力を制御するように構成される熱電管理制御装置であって、前記熱電装置は、前記熱電装置への電力印加時に、主面と廃熱面との間で熱エネルギーを伝達するように構成され、前記熱電装置の前記主面は、バスバーに取り付けられており、前記バスバーは、前記バッテリセルの導電体と実質的に熱連通し、前記導電体は、前記バッテリセルへ、または前記バッテリセルから電力を送るように構成され、前記導電体は、前記バッテリセルの温度敏感領域と前記熱電装置との間で熱エネルギーを伝える導管として働く、熱電管理制御装置と、
    前記バッテリセルを収納するバッテリ筐体と、
    前記バッテリ管理制御装置、前記熱電管理制御装置、ならびに前記バッテリ管理制御装置および前記熱電管理制御装置の間のデータ接続部を含むプリント回路基板であって、前記バッテリ筐体内に配置され、前記熱電装置に電力を供給するための電力接続部を備えるプリント回路基板と
    を備える、熱電バッテリの熱管理システム。
  2. 前記熱電管理制御装置と電気連通し、前記熱電装置に提供される電流の極性を制御するように構成される制御装置を備え、電流の第1の極性は、システム動作の冷却モードにおいて提供され、第1の極性とは反対の電流の第2の極性は、システム動作の加熱モードにおいて提供される、請求項1記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  3. 前記バッテリ管理制御装置は、前記バッテリセルに制御機能を与えるように構成される、請求項1記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  4. 前記バッテリセルと熱連通し、前記熱電管理制御装置と電気連通する温度センサを備える請求項1記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  5. 前記プリント回路基板は、前記熱電装置を受け取るように構成される切欠部を備える、請求項1記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  6. 前記バスバーの表面は、前記導電体の表面と直接的に物理接触している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  7. 前記プリント回路基板に取り付けられ、前記熱電装置の前記廃熱面を横切って空気を押し出すように、または引き出すように構成されるブロワおよびダクトのアセンブリを備え、前記ブロワおよびダクトのアセンブリは、前記バッテリ管理制御装置および前記熱電管理制御装置の少なくとも1つが、前記ブロワからの空気流が前記バッテリセルの冷却要求または加熱要求に合致するように増加または減少されるようシステム効率を最適化するように構成されるように、前記バッテリ管理制御装置および前記熱電管理制御装置の少なくとも1つと電気連通している制御装置を備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  8. 前記バスバーは、前記プリント回路基板および前記導電体に前記バスバーを装着するための1つまたは2つ以上の装着孔を備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  9. 前記バッテリセルは、筐体内にシールされ、前記筐体は、前記熱電装置に当接する高い熱伝導性材料のウィンドウを備え、前記ウィンドウは、前記ウィンドウの外部に配置される廃棄熱除去システムの部分と、前記熱電装置の前記廃熱面との間に、実質的な熱連通のためのアクセスを提供するように構成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  10. 前記熱電装置は、前記バスバーの上面および底面の両方に取り付けられる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電バッテリの熱管理システム。
  11. バッテリセルを熱的に管理する方法であって、前記方法は、
    プリント回路基板に取り付けられるバッテリ管理制御装置を用いて、バッテリセルの充電および放電を制御することと、
    前記プリント回路基板に取り付けられる熱電管理制御装置を用いて、熱電装置に送られる電力を制御することと、
    前記プリント回路基板に取り付けられる電力接続部から前記熱電装置へ電力を供給することと
    を含み、
    前記熱電装置は、前記熱電装置への電力印加時に、主面と廃熱面との間で熱エネルギーを伝達するように構成され、
    前記熱電装置の前記主面は、バスバーと物理接触し、
    前記バスバーは、前記バッテリセルの電極と熱連通および電気連通し、
    前記電極は、前記バッテリセルへ、または前記バッテリセルから電力を送り、前記バッテリセルの温度敏感領域と前記熱電装置との間で熱エネルギーを伝える導管として働くように構成され、
    前記バッテリセルは、前記熱電装置に送られる電流の極性を調節することによって、加熱または冷却され得る、方法。
  12. 前記熱電管理制御装置は、前記熱電装置に提供される電流の極性を制御するように構成され、電流の第1の極性は、システム動作の冷却モードにおいて提供され、第1の極性とは反対の電流の第2の極性は、システム動作の加熱モードにおいて提供される、請求項11記載の方法。
  13. 前記バッテリ管理制御装置は、前記バッテリセルの充電および放電を管理するように構成される、請求項11記載の方法。
  14. 前記バッテリセルと熱連通し、前記熱電管理制御装置と電気連通する温度センサを備える、請求項11記載の方法。
  15. 前記プリント回路基板は、前記熱電装置を受け取るように構成される切欠部を備える、請求項11記載の方法。
  16. 前記バスバーの表面は、導電体の表面と直接的に物理接触している、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記プリント回路基板に取り付けられ、前記熱電装置の前記廃熱面を横切って空気を押し出すように、または引き出すように構成されるブロワおよびダクトのアセンブリを備え、前記ブロワおよびダクトのアセンブリは、前記バッテリ管理制御装置および前記熱電管理制御装置の少なくとも1つが、前記ブロワからの空気流が前記バッテリセルの冷却要求または加熱要求に合致するように増加または減少されるようシステム効率を最適化するように構成されるように、前記バッテリ管理制御装置および前記熱電管理制御装置の少なくとも1つと電気連通している制御装置を備える、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記バスバーは、前記プリント回路基板および導電体に前記バスバーを装着するための1つまたは2つ以上の装着孔を備える、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記バッテリセルは、筐体内にシールされ、前記筐体は、前記熱電装置に当接するウィンドウを備え、前記ウィンドウは、前記ウィンドウの外部に配置される廃棄熱除去システムの部分と、前記熱電装置の前記廃熱面との間に、実質的な熱連通のためのアクセスを提供するように構成される、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
  20. 前記熱電装置は、前記バスバーの上面および底面の両方に取り付けられる、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
  21. 熱電バッテリの熱管理システムを製造する方法であって、
    バッテリセルの充電および放電を制御するように構成されるバッテリ管理システムと、熱電装置に送られる電力を制御するように構成される熱電管理システムとに、プリント回路基板を接続することであって、前記熱電装置は、前記熱電装置への電力印加時に、主面と廃熱面との間で熱エネルギーを伝達するように構成される、バッテリ管理システムと熱電管理システムとにプリント回路基板を接続することと、
    前記熱電装置の前記主面をバスバーに取り付けることと、
    前記バッテリセルと熱連通および電気連通している導電体に前記バスバーを接続することであって、前記導電体は、前記バッテリセルの温度敏感領域と前記熱電装置との間で熱エネルギーを伝える導管として働くように、前記バッテリセルへ、または前記バッテリセルから電力を送るように構成される、導電体にバスバーを接続することと、
    前記熱電装置に電力を供給するために、前記プリント回路基板上に配置される電力接続部を前記熱電装置に接続することと
    を含む方法。
  22. 前記熱電管理システムに制御装置を接続することを含み、前記制御装置は、前記熱電装置に提供される電流の極性を制御するように構成され、電流の第1の極性は、システム動作の冷却モードにおいて提供され、第1の極性と反対の電流の第2の極性は、システム動作の加熱モードにおいて提供される、請求項21記載の方法。
  23. 前記バッテリセルに制御機能を与えるように構成される前記バッテリ管理システムに制御装置を接続することを含む請求項21記載の方法。
  24. 温度センサを、前記バッテリセルと熱連通して接続し、前記熱電管理制御装置と電気連通して接続することを含む請求項21記載の方法。
  25. 前記熱電装置を受け取るように構成される切欠部を前記プリント回路に形成することを含む請求項21記載の方法。
  26. 前記バスバーの表面が前記導電体の表面と直接的に物理接触するように、前記バスバーを前記導電体に接続することを含む請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法。
  27. 前記プリント回路基板にブロワおよびダクトのアセンブリを取り付けることを含み、前記ブロワおよびダクトのアセンブリは、前記熱電装置の前記廃熱面を横切って空気を押し出すように、または引き出すように構成され、前記ブロワおよびダクトのアセンブリは、前記バッテリ管理システムおよび前記熱電管理システムの少なくとも1つが、前記ブロワからの空気流が前記バッテリセルの冷却要求または加熱要求に合致するように増加または減少されるようシステム効率を最適化するように構成されるように、前記バッテリ管理システムおよび前記熱電管理システムの少なくとも1つと電気連通する制御装置を備える、請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法。
  28. 前記プリント回路基板および前記導電体に前記バスバーを取り付けることを含む請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法。
  29. 前記バッテリセルを筐体内にシールすることを含み、前記筐体は、前記熱電装置に当接するウィンドウを備え、前記ウィンドウは、前記ウィンドウの外部に配置される廃棄熱除去システムの部分と、前記熱電装置の前記廃熱面との間の実質的な熱連通のためのアクセスを提供するように構成される、請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法。
  30. 前記バスバーの上面および底面の両方に熱電装置を取り付けることを含む請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法。
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