JP2022523625A - バッテリーパック熱管理の方法およびシステム - Google Patents

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Abstract

バッテリーパックに配置された個々のバッテリーの加熱および冷却などのバッテリーパックの熱管理のための方法およびシステムが提供される。方法およびシステムは、バッテリーパック内の各バッテリーの側壁および下端に熱的に結合するように特別に構成された熱制御モジュールを使用する。いくつかの例では、熱制御モジュールは、熱プレートと、熱プレートに接続されて熱的に結合された１つまたは２つのバッテリー係合要素とを備える。各バッテリー係合要素は、複数のバッテリー収容開口を有する。バッテリーがこれらの開口に取り付けられると、各バッテリーの側壁と下端が熱制御モジュールに熱的に結合される。熱流体は、少なくとも熱プレートを通って循環され、熱流体とバッテリーとの間の直接の接触なしに、バッテリーを冷却または加熱する。【選択図】図１Ｂ

Description

関連出願
この出願は、２０１９年１月７日に出願された「バッテリーパック熱管理のための方法およびシステム」と題された米国仮特許出願第６２／７８９，１１０号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃのセクション１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、これは、すべての目的のためにその全体が参照によりここに組み込まれる。
種々の動力システム（例えば、電気自動車）は、電気エネルギーを貯蔵するためにバッテリーパックを使用する。これらのパックのバッテリーの性能は、それらの温度に依存する。たとえば、ほとんどのリチウムイオンバッテリーの動作範囲は０～５０°Ｃと比較的狭い。この温度範囲外でリチウムイオンバッテリーを充電または放電しようとすると、バッテリーに恒久的な損傷を与える可能性があり、特にバッテリーが過熱している場合は危険な状態になる可能性がある。他方、バッテリーパックの熱管理は、特に電気自動車で使用される大型のバッテリーパックでは困難である。環境要因（たとえば、周囲温度が低いまたは高い）に加えて、バッテリーは、充電や放電など、動作中に内部加熱を受ける。充電中および／または放電中にバッテリー内部で発生する熱は、電流の２乗にバッテリーの内部抵抗を掛けたものに比例する（Ｐ＝Ｉ２ｘＲ）。同時に、電気自動車のより速い充電と加速、およびバッテリーパック内の熱管理をさらに複雑にする電気グリッドバランシングなど、さまざまなアプリケーションでより高い充放電電流が必要になることがある。
必要とされるのは、バッテリーパックの熱管理、とくに能動バッテリーの冷却および加熱のための方法およびシステムである。
バッテリーパックに配置された個々のバッテリーの加熱および冷却などの、バッテリーパックの熱管理のための方法およびシステムが提供される。当該方法およびシステムは、バッテリーパック内の各バッテリーの側壁および下端に熱的に結合するように特別に構成された熱制御モジュールを使用する。いくつかの例では、熱制御モジュールは、熱プレートと、熱プレートに接続されて熱的に結合された１つまたは２つのバッテリー係合要素（コンポーネント）とを有する。各バッテリー係合要素は、複数のバッテリー収容開口を有する。バッテリーがこれらの開口に取り付けられると、各バッテリーの側壁および下端が熱制御モジュールに熱的に結合される。熱流体は、少なくとも熱プレートを通って循環され、熱流体とバッテリーとの間の直接の接触なしに、バッテリーに冷却または加熱を提供する。
これらおよび他の例は、図を参照して以下でさらに説明される。
このように一般的な用語で開示の例を説明したので、次に、添付の図面を参照するけれども、これらは必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、同様の参照文字は、いくつかの図において同じまたは類似の部分を示す。
いくつかの例に従う、熱制御モジュールおよび電気相互接続モジュールを含むバッテリーパックの概略断面図である。 いくつかの例に従う複数の熱制御モジュールおよび電気相互接続モジュールを有するバッテリーパックの模式的な斜視図である。 いくつかの例に従うバッテリーの種々の内部要素を示す、バッテリー模式的な断面側面図である。 図２Ａのバッテリーの模式的な上面図であり、いくつかの例に従う２つの接点を示す。 いくつかの例に従い、熱制御モジュールのバッテリー収容開口にバッテリーを配置する前の、熱制御モジュールの模式的な断面図である。 いくつかの例に従い、バッテリー収容開口に配置されたバッテリーを示す、図３Ａの熱制御モジュールの概略上面図である。 いくつかの例に従って、バッテリー係合要素を通じてバッテリーから熱プレート（および熱流体）への熱伝達を示す、図３Ｂの熱制御モジュールの模式的な断面図である。 熱プレートおよび２つのバッテリー係合要素を有する、熱制御モジュールの別の例の模式的な断面図である。 いくつかの例に従い、熱プレートおよびバッテリー係合要素を有し、これら熱プレートおよびバッテリー係合要素の間にフローチャネルが伸びる熱制御モジュールの模式的な断面図である。 図４Ａの熱制御モジュールの模式的な断面図であり、いくつかの例に従って、熱プレートおよびバッテリー係合要素のフローチャネルを通って流れる熱流体を示す。 いくつかの例に従い、熱プレートおよびバッテリー係合要素を有し、当該熱プレートおよびバッテリー係合要素内に別個のフローチャネルを備えた、熱制御モジュールの模式的な断面図である。 いくつかの例に従う熱制御モジュールの模式的な断面図であり、当該熱制御モジュールにおいて、バッテリー係合要素は、熱延長部と、電気絶縁スリーブまたは電気絶縁コーティングとを有する。 いくつかの例に従い、熱プレートおよびバッテリー係合要素を有し、別個の要素として形成された、熱制御モジュールの模式的な断面図である。 いくつかの例に従う、熱プレートの２つの部分を示す、熱制御モジュールの分解模式図である。 いくつかの例に従う、熱プレートの側面断面図である。 いくつかの例に従う、熱プレートの上面断面図である。 いくつかの例に従う、熱制御モジュールの一部の斜視図である。 いくつかの例に従う、熱制御モジュールの他の部分の一部の拡大図である。 いくつかの例に従う、熱制御モジュールの模式的な斜視図である。 いくつかの例に従う、図７Ａに示される熱制御モジュールの断面図である。 いくつかの例に従う、図７Ａの熱制御モジュールの上面図であり、スリーブ内の流体チャネルを示す。 いくつかの例に従う、スリーブおよびバッテリー係合要素内の流体チャネルの他の例である。 いくつかの例に従う、スリーブが複数のスリーブカップによって形成されている熱制御モジュールの模式的な斜視図である。 いくつかの例に従い、図８Ａに示される熱制御モジュール内のスリーブの一部を形成する、スリーブカップの模式的な斜視図である。 いくつかの例に従う、複数の三角形延長部によって形成されたバッテリー係合要素を有する、熱制御モジュールの模式的な斜視図である。 バッテリーに熱的に結合された複数の三角形延長部を備えた、熱制御モジュールの一例の模式的な上面図である。 バッテリーに熱的に結合された複数の三角形延長部を備えた、熱制御モジュールの他の例の模式的な上面図である。 図１０Ａの熱制御モジュールの模式的な断面側面図であり、いくつかの例に従い、複数の三角形延長部上に延びるスリーブを示す。 図１１Ａは、いくつかの例に従う、熱制御モジュールの模式的な分解図である。 いくつかの例に従う、図１１Ａに示される熱制御モジュールのスリーブの模式図である。 いくつかの例に従う、図１１Ａに示される熱制御モジュールのスリーブの模式図である。 図１２は、いくつかの例に従う、熱制御モジュールを有するバッテリーパックを操作する方法に対応するプロセスフローチャートである。 いくつかの例に従い、バッテリーを有し、熱制御モジュールを装備された、電気自動車の模式図である。 いくつかの例に従い、バッテリーを有し、熱制御モジュールを装備された、電気自動車の模式図である。
詳細な説明
以下の説明において、提示された概念の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が示されている。提示された概念は、これらの特定の詳細の一部を伴うことなく、またはすべてを伴うことなく実施することができる。他の例においては、説明された概念を不必要に曖昧にしないために、よく知られているプロセス操作が詳細に説明されていない。いくつかの概念は特定の例と併せて説明されるけれども、これらの例は限定することを意図していないことを理解されたい。
ここで、「一例」または「一態様」への言及は、例または態様に関連して説明される１つまたは複数の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実装に含まれることを意味する。本明細書の様々な文脈における「一例」または「一態様」という用語は、同じ例または態様を指す場合もあれば、そうでない場合もある。
［はじめに］
少なくとも５ｋＷｈ、少なくとも２０ｋＷｈ、またはそれ以上の容量を有するパックなどの大型バッテリーパックは、電気自動車、電気グリッドストーリッジ／バランシングなどの多くの種々の用途に使用される。これらのアプリケーションのいくつかは、バッテリーパックを通過する大きな充電および／または放電電流に関連している。例えば、大きな充電電流（例えば、１００Ａを超える、または３００Ａを超える）を使用して、電気自動車のバッテリーパックの充電を促進して良い。同様に、車両の急速な加速中には、大きな放電電流（たとえば、１０００Ａを超える）が使用されて良い。これらの電流は、これらのバッテリーの内部抵抗のために、バッテリーパック内のバッテリーの加熱（例えば、抵抗加熱）を引き起こす。発生する熱は電流の２乗に比例し（Ｐ＝Ｉ２ｘＲ）、これはバッテリーの加熱に対する電流の重要な影響を示す。
同時に、リチウムイオンバッテリーおよび他のタイプのバッテリーの性能は、バッテリーの温度によって大きく影響される。バッテリーの動作温度範囲は、バッテリーの電極に使用される活物質、電解質の組成、およびバッテリー全体の設計に依存するであろう。多くの種類のバッテリー（ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウムイオンなど）は、約０°Ｃ～５０°Ｃで動作するように設計されている。たとえば、０°Ｃ未満の温度でリチウムイオンバッテリーを充電すると、低温での負極での拡散が制限されるため、金属リチウムの不可逆的なめっきが発生する可能性がある。このリチウムメッキは、容量の損失や潜在的に危険な状態を引き起こす可能性がある。さらに、リチウムイオンバッテリーを５０°Ｃを超える温度で、特に長期間充電すると、内部ガスの発生と容量の損失が発生する可能性がある。全体として、環境条件（周囲温度など）および動作条件（充電／放電電流）はバッテリー温度に影響を与え、管理されていない場合、温度が動作範囲外になる可能性がある。
種々の熱管理方法が、異なるレベルの成功の下でバッテリーパックに使用されてきた。いくつかの例は、個々のバッテリーの周りの受動的または強制的な空気対流、誘電性流体（例えば、オイル）にバッテリーを沈める（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）こと、バッテリーのアレイを通る冷却通路の延長、およびバッテリーアレイの片側への冷却プレートの配置を含む。ただし、とくに、大電流アプリケーションの場合、空冷は一般に十分ではない。空気は液体よりもはるかに低い熱伝達係数と熱容量しか持っていない。さらに、バッテリーケースが冷却液と直接接触するフラッド冷却では、冷却液によるバッテリーの短絡を防ぐために、非常に特殊な非導電性の液体が必要である。別の問題は、バッテリーパック内に配置されたバッテリーによって形成された複雑な経路を通る冷却液の不均一な流れに起因する。流れが最小限またはまったくない停滞した液体は、バッテリーパックに望ましくないホットポケットとコールドポケットを引き起こす可能性がある。これは避けなければならない。ただし、バッテリーのプリセット設計（たとえば、すべてのバッテリーが円筒形で同じサイズである）と、特定のスペースにできるだけ多くのバッテリーを詰める必要がある（たとえば、バッテリーパックのエネルギー密度を最大化する）ため、フロー経路を制御することは困難である。
他の方法は、これらの通路が円筒形バッテリーの側壁に接触するように、バッテリーアレイを通る冷却通路を延長することを含む。冷却液はこれらの冷却通路を通って流れ、通路はバッテリーの側壁と冷却液との間の熱伝達を提供する。ただし、これらの通路はバッテリーパック内のかなりのスペースを占めるため、パックのエネルギー密度が低下する。さらに、これらの通路は通常、非常に長く、真っ直ぐではないため、これらの通路を通る冷却液の均一な流れを確立することにはさまざまな課題がある。最後に、冷却通路はしばしばバッテリーの側壁の周囲全体に接触することができず、それによってバッテリーと冷却通路との間の熱結合を制限する。
他のアプローチは、バッテリーアレイの片側に冷却プレートを配置することを含む。このアプローチは、バッテリーの高さ方向に沿ったバッテリーによる内部熱伝達に依存する。さらに、このアプローチにより、バッテリー間の側壁を介した直接的な熱伝達が可能になる場合がある。最後に、バッテリーの小さい方の端部への熱結合は、このバッテリーと冷却プレートとの間の十分な熱伝達を提供しない可能性があり、例えば、冷却プレートから離れた内部ホットゾーンを引き起こす可能性がある。
上述の従来のシステムの様々な欠陥に対処する、バッテリーパックの熱管理のための方法およびシステムが提供される。具体的には、熱制御モジュールが使用され、バッテリーパック内の各バッテリーの側壁および下端の少なくとも一部に熱的に結合するように特別に構成されている。たとえば、１８６５０バッテリーは、上部および下部の円形の端部があり、それぞれの表面積は約２５４ｍｍ２で、円筒形の側面の表面積は約３６７３ｍｍ２（各円形の端の約１４．５倍）である。下端部は、そのアクセス可能性とバッテリー内の内部熱伝達のために熱結合に有益である可能性があるけれども、円筒形の側面には熱伝達に利用できる大きな表面がある。全体として、バッテリーパック内の各バッテリーの下端部に加えて、側壁への熱結合により、バッテリーと熱制御モジュールの間の熱伝達がより均一になる。
さらに、当該方法およびシステムは、熱流体（例えば、液体、気体、およびそれらの組み合わせ）を熱担体として利用する。熱流体は、熱制御モジュールを通って流れ、この際、熱制御モジュールに配置され、熱的に結合されたバッテリーに直接接触するはない。バッテリーは（熱制御モジュールによって）熱流体に熱的に結合されるけれども、バッテリーは熱流体から物理的に分離され、電気的に絶縁される（これも熱制御モジュールによって）。そのため、熱流体または熱流体によってバッテリーが電気的に短縮されたり、バッテリーが腐食する心配はない。
図１Ａは、いくつかの例に従う、バッテリーパック１００の模式図である。バッテリーパック１００は、バッテリー２００および電気相互接続モジュール１１０を有し、電気相互接続モジュール１１０はバッテリー２００を相互接続する。後に図１３Ｂを参照してさらに説明されるように、電気相互接続モジュール１１０は、バッテリーパック１００を利用するシステムの様々な電気部品に接続されて良い。電気相互接続モジュール１１０は、バッテリーパック１００内の各バッテリー２００の第１および第２の接点に接続されて良い。例えば、電気相互接続モジュール１１０は、これらの電気接続を形成するためのバスバー、コンタクトリード、および、その他の同様の部品を有する。電気相互接続モジュール１１０によるバッテリー２００の様々な形態の電気接続、例えば、各バッテリーの個別接続、並列接続、直列接続、並列および直列接続の様々な組み合わせが想定される。
バッテリーパック１００は、また、バッテリー２００に熱的に結合され、バッテリーパック１００の動作中にバッテリー２００の温度を制御する熱制御モジュール１２０を有する。例えば、熱制御モジュール１２０は、急速な充電および／または放電の間にバッテリー２００の過度の加熱を防ぐために使用される。いくつかの例において、熱制御モジュール１２０は、例えば、バッテリーパック１００が低温環境で動作するときに、バッテリー２００を加熱するために使用される。熱制御モジュール１２０の様々な例を以下にさらに説明する。
バッテリーパック１００は、また、バッテリーパックコントローラ１９５を有し、これは、電気相互接続モジュール１１０および熱制御モジュール１２０の一方または両方の動作を制御する。例えば、バッテリーパックコントローラ１９５は、熱制御モジュール１２０に供給される熱流体流量を制御し（例えば、ポンプの動作を制御することによって）、かつ／また、その温度を制御する（例えば、サーモスタット、ヒーター、ポンプ、および／またはシステム全体の他の構成要素の動作を制御することによって）。いくつかの例において、バッテリーパックコントローラ１９５は、熱制御モジュール１２０内および／または熱制御モジュール１２０を出る熱流体の温度を監視する。バッテリーパックコントローラ１９５の様々な動作例を、図１２を参照して以下に説明する。
いくつかの例において、バッテリーパック１００は、例えば、図１Ｂに示されるように、複数の熱制御モジュール１２０を有する。具体的には、図１Ｂは、２つの熱制御モジュール１２０を示しており、それぞれが、バッテリー２００の２つのアレイに熱的に結合され、例えば、２つのアレイ内の各バッテリー２００の下端部および側壁に熱的に結合されている。図１Ｂは、また、４つの電気相互接続モジュール１１０を示し、それぞれは、バッテリー２００の別個のアレイに、例えば、各バッテリー２００の上端部に、電気的に結合されている。
図１Ａを参照すると、熱制御モジュール１２０は、熱プレート１３０およびバッテリー係合要素１４０を有し、当該バッテリー係合要素１４０は熱プレート１３０に接続され、熱的に結合されている。いくつかの例において、熱プレート１３０およびバッテリー係合要素１４０は、モノリシックである（例えば、１つの部品として製造される）。代替的には、熱プレート１３０およびバッテリー係合要素１４０は、別個の構成要素として製造され、次いで、一緒に結合されて、熱制御モジュール１２０を形成する。
熱制御モジュール１２０の動作中、バッテリー２００は、熱制御モジュール１２０内に配置され、熱制御モジュール１２０によって支持される。例えば、バッテリー２００の第１の端部２０１（これは、上端部と呼ばれることもある）は、電気相互接続モジュールに電気的に結合される。バッテリー係合要素１４０は、バッテリー２００、または、より具体的には、バッテリー２００の側面２０３に熱的に結合される。いくつかの例において、バッテリー２００の第２の端部２０２（時には下端部と呼ばれる）は、直接またはバッテリー係合要素１４０を介して、熱プレート１３０に熱的に結合される。代替的には、第２の端部２０２も、また、バッテリー係合要素１４０に熱的に結合される。バッテリー係合要素１４０は、バッテリー２００（例えば、側面２０３、および、いくつかの例では、第２の端部２０２）および熱プレート１３０の間で熱を伝達するように構成される。
熱流体１０９は、少なくとも熱プレート１３０を通って循環し、熱制御モジュール１２０から熱を除去するか、または熱制御モジュール１２０に熱を加える。以下でさらに説明するいくつかの例において、熱流体１０９は、また、バッテリー係合要素１４０を通って循環する。バッテリー２００は熱流体１０９と直接接触しないため、熱流体１０９を介したバッテリー２００間の電気的短絡のリスクが排除されることに留意されたい。したがって、導電性熱流体を熱制御モジュール１２０で使用することができる。
熱プレート１３０は、熱制御モジュール１２０の全長（Ｘ軸）に沿って熱流体１９０の均一な流れを提供するように構成され、それにより、少なくとも熱プレート１３０内の温度変動／コールドスポットおよびホットスポットを排除する。熱制御モジュール１２０の高さ（Ｚ軸）は、バッテリー係合要素１４０によって、そしてある程度、バッテリー２００によって実現される。バッテリー２００の簡単な説明は、バッテリーパック１００内の熱力学を理解するのに役立つ。
図２Ａは、いくつかの例に従う、バッテリー２００の模式的な断面図である。これらの例において、バッテリー２００は、その電極の巻線配置を有する円筒形セルである。このようなバッテリーの具体例は、１８６５０、２０７００、２１７００、および２２７００セルである。このバッテリー構成は、製造が簡単で、優れた機械的安定性を備えている（たとえば、変形することなく高い内圧に耐えることができる）。ただし、プリズムバッテリーやポーチバッテリーなど、他の種類のバッテリーもこの発明の対象となる。
図２Ａを参照すると、バッテリー２００は、第１の電極２２１、第２の電極２２２、および電解質２２４を有する。第１の電極２２１および第２の電極２２２は負電極および正電極と呼ばれても良く、またアノードおよびカソードと呼ばれても良い。電解質２２４は、第１の電極２２１と第２の電極２２２との間のイオン通信／交換を実現する（例えば、バッテリー２００の充電および放電中に、イオンが第１の電極２２１と第２の電極２２２との間を往復することを可能にする）。
第１の電極２２１および第２の電極２２２は、互いに電気的に絶縁されている。例えば、セパレータ２２３は、第１の電極２２１と第２の電極２２２との間に配置されて、第１の電極２２１および第２の電極２２２の物理的分離および電気的絶縁を実現して良い。セパレータ２２３は、細孔を有し、電解質２２４に浸され、それによってセパレータ２２３を介したイオン交換を可能にする。
いくつかの例において、第１の電極２２１、セパレータ２２３、および第２の電極２２２は、しばしば「ゼリーロール」と呼ばれる円筒形の構造に巻かれている。他の例において、第１の電極２２１、セパレータ２２３、および第２の電極２２２は、スタック状に配置である。第１の電極２２１、セパレータ２２３、第２の電極２２２、および電解質２２４は、バッテリー２００の内部構成要素と呼ばれ良い。
バッテリー２００は、また、内部構成要素を環境から隔離するケース２３０およびカバー２３２を有する。たとえば、くつかの内部要素は、湿気やその他の環境条件に敏感な場合がある。いくつかの例において、ケース２３０とカバー２３２は、例えば、ケース２３０とカバー２３２の間に配置されたシール２３３によって、互いに電気的に絶縁されている。これらの例において、ケース２３０は、第１の電極２２１（例えば、正極またはカソード）に電気的に接続され、他方、カバー２３２は、第２の電極２２２（例えば、負極またはアノード）に接続されている。さらに、これらの例において、ケース２３０は、バッテリー２００の第１の接点２１１として動作可能であり、他方、カバー２３２は、第２の接点２１２として動作可能である。
ケース２３０およびカバー２３２は、バッテリー２００の第１の端部２０１、第２の端部２０２、および側面２０３を形成する。図２Ｂはバッテリー２００の上面図を示し、これを参照すると、カバー２３２は、第１の端部２０１の少なくとも一部（例えば、内側部分）を形成する。ケース２３０は、第１の端部２０１の別の部分（例えば、外側の縁）を形成する。したがって、バッテリー２００への両方の電気的接続は、例えば、図１Ａに示されるように、第１の端部２０１で形成することができる。換言すれば、少なくともこの例では、バッテリー２００の第１の接点２１１および第２の接点２１２は、第１の端部２０１で利用可能である。上述のように、電気相互接続モジュール１１０は、第１の接点２１１および第２の接点２１２への電気接続を形成する。これらの電気的な接続が第１の端部２０１で形成されるとき、第２の端部２０２および側部２０３は依然として、例えば、熱結合に利用可能である。
図２Ａを参照すると、第１の電極２２１および第２の電極２２２は、バッテリー２００の高さ方向（Ｚ軸）に沿って延在し、バッテリー２００の中心軸（Ｚ軸に一致または平行）の周りに巻かれる。第１の電極２２１および第２の電極２２２の各々は金属集電体（例えば、金属箔）を有し、これは、良好な熱伝導性を提供する。特定の理論に制限されることなく、少なくとも巻かれた円筒形セル内の熱伝達は、その直径に沿って（Ｘ軸に沿っておよびＹ軸に沿って）よりもその高さに沿って（Ｚ軸に沿って）高いと考えられている。さらに、第１の電極２２１および第２の電極２２２は、一般的には、第１の端部２０１よりも第２の端部２０２の近くに配置され、これは、第１の接点２１１および第２の接点２１２を提供するだけでなく、バッテリー２００のシーリングに関連する様々な設計上の考慮事項のためである。したがって、第２の端部２０２は効果的な熱結合位置である。しかしながら、第２の端部２０２の表面は、一般的には、側面２０３の表面よりも小さい（例えば、上述のように、１８６５０セルの場合、約１４．５倍大きい）。したがって、側面２０３も効果的な結合位置である。以下に説明するように、熱制御モジュール１２０は、各バッテリー２００の第２の端部２０２および側部２０３の両方に熱的に結合されている。
いくつかの例において、バッテリー２００はリチウムイオンバッテリーである。これらの例において、第１の電極２２１は、リチウム含有材料、例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ２またはＮＭＣ）、リチウム鉄リン酸塩（ＬｉＦｅＰＯ４）、リチウムニッケルなどの酸化アルミニウム（ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ２）、およびチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）を有する。第２の電極２２２は、グラファイト、シリコンなどのリチウムゲッター材料を有する。ただし、他の種類のバッテリーもこの発明の対象範囲である。
［熱制御モジュールの例］
図３Ａは、バッテリー２００を熱制御モジュール１２０に取り付ける前の、いくつかの例に従う、熱制御モジュール１２０の模式的な断面図である。図３Ｃは、バッテリー２００を熱制御モジュール１２０に取り付けた後の、図３Ａの熱制御モジュール１２０と同様の図である。バッテリー２００が取り付けられると、熱制御モジュール１２０は、バッテリーパック１００内のバッテリー２００の温度を制御するために使用される。
上述から理解されるように、熱制御モジュール１２０は、熱プレート１３０およびバッテリー係合要素１４０を有する。図３Ｃを参照すると、バッテリー係合要素１４０は、バッテリーの側面２０３に熱的に結合され、他方、熱プレート１３０は、直接的に、または、バッテリー係合要素１４０の一部を介して、第２の端部２０２に熱的に結合される。バッテリー係合要素１４０は、図３Ｄを参照して以下に説明する、第２のバッテリー係合要素１７０と区別するため第１のバッテリー係合要素１４０と呼ばれて良い。
熱プレート１３０は、熱制御モジュール１２０の第１の軸１２１（Ｘ軸）および第２の軸１２２（Ｙ軸）に沿って延びる第１の側部１３１を有する。図３Ｂに示されるように、第１の軸１２１は、第２の軸１２２に垂直である。熱プレート１３０は、また、第２の側部１３２を有し、これも、熱制御モジュール１２０の第１の軸１２１（Ｘ軸）および第２の軸１２２（Ｙ軸）に沿って延びる。第２の側部１３２は、第３の軸１２３（Ｚ軸）に沿って第１の側部１３１からずれており、第３の軸１２３は、第１の軸１２１および第２の軸１２２のそれぞれに垂直である。第１の側部１３１または第２の側部１３２の少なくとも１つは、熱制御モジュール１２０の内側部（インテリア）１２９を部分的に形成する。第１の側部１３１および第２の側部１３２は、また、第１の壁および第２の壁と呼ばれて良い。
図３Ａは、第１の側部１３１および第２の側部１３２が内側部１２９の上部および下部境界を形成する例を示す。この例において、内側部１２９は、全体が熱プレート１３０内に配置される。ただし、他の例において、内側部１２９の一部がバッテリー係合要素１４０に延び、これも、この発明の範囲内である。これらの他の例のいくつかは、図４Ａ～４Ｄに示され、以下に説明される。全体として、熱制御モジュール１２０は、熱流体１９０のすべて、または、少なくともほとんど（例えば、総流量に基づいて少なくとも５０％、または総流量の少なくとも約７５％、さらには総流量の少なくとも約９０％）となるように設計されており、これは、熱制御モジュール１２０に供給され、熱プレート１３０を通じて流れる。熱流体１９０のいずれかの部分が第１のバッテリー係合要素１４０および／または第２のバッテリー係合要素１７０を通って流れる場合、この部分の流量は、熱プレート１３０を通る流量よりも少ない。
図３Ａ～３Ｃを参照すると、熱制御モジュール１２０は、また、熱流体ポート１３４を有し、これは、熱流体ラインおよび／またはシステム全体の他の構成要素に接続するように構成されている。熱流体ポート１３４は、熱制御モジュール１２０に出入りし、熱制御モジュール１２０の内側部１２９を通って熱流体１０９の循環を可能にする。図３Ｂは、熱制御モジュール１２０の長さに沿って熱制御モジュール１２０の同じ端部に沿って配置された２つの熱流体ポート１３４を有する例を示す。１つの熱流体ポート１３４は、熱流体１９０を内側部１２９に供給するために使用され、入口ポートと呼ばれて良い。他の熱流体ポート１３４は、内側部１２９から熱流体１９０を除去するために使用され、出口ポートと呼ばれて良い。いくつかの例において、熱制御モジュール１２０に供給および／または熱制御モジュール１２０から除去される熱流体１０９の温度は、入口ポートおよび／または出口ポートで監視される。熱流体ラインは、ポンプ、熱交換器、ヒーター、冷却器、および他の同様な構成要素に結合されて良く、これにより、熱制御モジュール１２０の内側部１２９に流入する熱流体１９０の流量および温度を制御する。熱流体１９０の例は、合成油、水およびエチレングリコール、ポリアルファオレフィン油などを含むけれども、これらに限定されない。
バッテリー係合要素１４０は、熱プレート１３０の第１の側部１３１に熱的に結合され、接続される。いくつかの例において、バッテリー係合要素１４０および熱プレート１３０は、例えば、図３Ａに示されるように、モノリシックである。代替的には、バッテリー係合要素１４０および熱プレート１３０は、最初に別個の構成要素として形成され、つぎに、例えば、図５Ｂに模式的に示されるように、互いに取り付けられる。
バッテリー係合要素１４０は、熱制御モジュール１２０の第３の軸１２３に沿って延びる複数のバッテリー収容開口１４１を有する。複数のバッテリー収容開口１４１のそれぞれは、例えば、図３Ｂに示されるように、バッテリー２００のうちの１つを受容するように構成される。同じバッテリー係合要素１４０によって受け取られたバッテリー２００のセットは、バッテリー２００のアレイと呼ばれて良い。図３Ｂは、第１の軸１２１（Ｘ軸）および第２の軸１２２（Ｙ軸）に沿って延びるバッテリー２００の２次元アレイを示している。円筒形バッテリーの隣接する列は、バッテリー密度を高めるために、互いに対してオフセットされて良い。熱制御モジュール１２０が第１のバッテリー係合要素１４０および第２のバッテリー係合要素１７０を有する場合、熱制御モジュール１２０は、例えば、図３Ｄに概略的に示されるように、バッテリー２００の２つの別個のアレイを受け取り、熱的に結合するように構成される。
いくつかの例において、バッテリー収容開口１４１のサイズは、バッテリー収容開口１４１とバッテリー２００との間にぴったりとはまり、バッテリー係合要素１４０とバッテリー２００との間に直接接触および熱結合を提供するようなものである。バッテリー収容開口１４１の直径は、バッテリー２００の直径の１～５％以内、例えば、バッテリー直径の５％以下、より具体的には１％以下であって良い。さらに、いくつかの例では、バッテリー収容開口１４１は、圧縮性材料（例えば、スリーブ１６０の材料、以下でさらに説明される）によって形成されて、バッテリー係合要素１４０とバッテリー２００との間のコンフォーマルな直接接触を実現する。
さらに、いくつかの例において、バッテリー係合要素１４０は、バッテリー２００に機械的サポートを付与する。例えば、バッテリー係合要素１４０は、バッテリーパック１００が種々の力（例えば、逆さまにひっくり返される）、振動などさらされたときでさえ、バッテリー２００を設計された位置に保持し、熱制御モジュール１２０内のバッテリー２００の向きを維持する。バッテリー２００がバッテリー係合要素１４０に取り付けられると、バッテリー係合要素１４０からバッテリー２００を取り外すのに必要な力は、例えば、バッテリー２００の重量よりも大きくて良い。全体として、バッテリー係合要素１４０は、バッテリー２００を熱プレート１３０（および、いくつかの例では、熱流体１０９に対して）に熱的に結合し、バッテリー２００を熱プレート１３０から、より具体的には、熱流体１９０から電気的に絶縁し、バッテリー２００を熱流体１０９から物理的に絶縁し、いくつかの例では、バッテリー２００を機械的に支持する。
図３Ｄを参照すると、いくつかの例において、熱制御モジュール１２０は、熱プレート１３０の第２の側部１３２に熱的に結合および接続された第２のバッテリー係合要素１７０をさらに有する。第２のバッテリー係合要素１７０は、第２の複数のバッテリー収容開口１７１を有し、これは、熱制御モジュール１２０の第３の軸１２３に沿って伸びる。第２の複数のバッテリー収容開口１７１の各々はバッテリー２００のうちの１つを収容するように構成されている第２のバッテリー係合要素１７０は、この第２の複数の／第２アレイのバッテリー２００を熱プレート１３０に熱的に結合し、バッテリー２００を熱プレート１３０から電気的に絶縁し、熱流体１０９からバッテリー２００を物理的に隔離する。これらの例において、バッテリー係合要素１４０は、第２のバッテリー係合要素１７０と区別するために、第１のバッテリー係合要素１４０と呼ばれて良い。代替的には、熱制御モジュール１２０は１つのバッテリー係合要素１４０のみを有する。
いくつかの例において、内側部１２９は、熱プレート１３０内にのみ配置される。したがって、熱流体は、例えば、図３Ｃに示されるように、熱プレート１３０内にのみ流される。換言すると、熱制御モジュール１２０の内側部１２９は、バッテリー係合要素１４０内に延在せず、熱流体は、バッテリー係合要素１４０を通って流れる。バッテリー２００の側面２０３と熱プレート１３０との間の熱伝達は、バッテリー係合要素１４０を形成する１つまたは複数の材料の熱伝導率によって実現される。バッテリー２００の熱伝導率は、バッテリーパック１００の動作中の第３の軸１２３（Ｚ軸）に沿った熱伝達にも依存することに留意されたい。
代替的には、バッテリー係合要素１４０は、複数の係合モジュールフローチャネル１４５を有して良く、これは、例えば、図４Ａ～４Ｃに示される。係合モジュールフローチャネル１４５は、複数のバッテリー収容開口１４１の隣接するものの間に配置され、熱制御モジュール１２０の内側部１２９の一部を形成する。同時に、係合モジュールフローチャネル１４５は、係合モジュールのフローチャネル１４５に供給される熱流体が、バッテリー２００と直接接触しないように、バッテリー収容開口１４１から流体的に隔離されている。。
図４Ａおよび図４Ｂに示されるより具体的な例において、熱プレート１３０の第１の側部１３１は、複数の熱プレート開口３２０を有する。各熱プレート開口３２０は、係合モジュールフローチャネル１４５の１つと整合され流体連通されて良い。このような配列によって、熱プレート１３０により形成された内側部１２９の一部とバッテリー係合要素１４０により形成された内側部１２９の一部との間で流体的な連通が実現される。したがって、熱流体は、熱制御モジュール１２０の動作中、または、より一般的には、バッテリーパック１００の動作中に、これらの部分の間を流れることができる。例えば、熱プレート１３０によって形成された内側部１２９の一部は、熱制御モジュール１２０内の熱流体の主経路を提供し得る。流体熱は、個々の係合モジュールフローチャネル１４５に入り、内部を流れ、存在し、それによって、バッテリー係合要素１４０の材料により実現される伝導性熱伝達に加えて、バッテリー係合要素１４０内に対流熱伝達を実現する。
図４Ａ～４Ｂを参照すると、いくつかの例において、係合モジュールフローチャネル１４５は、熱プレート１３０内の内側部１２９の一部と流体連通している。この内部部分は、第１の側部１３１および第２の側部１３２の間に位置付けられる。上述のとおり、この内部部分（熱プレート１３０内）は、少なくとも第１の軸１２１（Ｘ軸）および第２の軸１２２（Ｙ軸）に沿って、熱流体の一次経路を実現する。この内部部分は、また、いくらかの熱流体を延長流体チャネル１５５に送り、それによって、熱流体が延長流体チャネル１５５内を流れるときに、第３の軸１２３（Ｚ軸）に沿った対流熱伝達を確立する。いくつかの例において、係合モジュールフローチャネル１４５は、相互に、直接的に結合されてはならない。代替的に、各係合モジュールフローチャネル１４５は、熱流体を受け取り、内側部１２９のこの部分に放出する。
代替的には、図４Ｃに示される例のように、係合モジュールフローチャネル１４５は、内側部１２９のこの部分とは分離され、第１の側部１３１と第２の側部１３２との間に配置される。これに代えて、延長流体チャネル１５５が少なくとも十第１の軸１２１に沿って伸び、延長流体ポート１５６を有する。したがって、内側部１２９は、２つの別個の部分によって形成されて良く、一方は熱プレート１３０内にあり、もう一方は熱延長部１５０内にある。これらの別個の内部部分は、少なくとも直接、互いに流体連絡してはならない。これらの部分の流体分離により、各部分の熱流体の独立したフロー制御が可能になり、プロセス制御全体のレベルがさらに向上する。
図５Ａを参照すると、いくつかの例において、バッテリー係合要素１４０は、熱延長部１５０およびスリーブ１６０を有する。これらの例において、熱延長部１５０の主な機能は、バッテリー２００およびスリーブ１６０への機械的支持ならびに熱伝達であって良く、他方、スリーブ１６０の主たる機能は、熱延長部１５０からのバッテリー２００の電気的絶縁であって良い。熱延長部１５０にスリーブ１６０を追加することにより、熱延長部１５０に種々の電気的伝導性材料、例えば、金属、より具体的には、銅、アルミニウム等を熱延長部１５０に使用できるようになる。これらの材料は高い熱伝導率を有している。
スリーブ１６０は、電気絶縁性である熱伝導性ポリマーまたはコーティングから形成される。スリーブ１６０に適した材料のいくつかの例は、非導電性セラミックファイラーを備えたポリマー、例えば、窒化ホウ素および窒化アルミニウムである。いくつかの例において、スリーブ１６０を形成する材料の熱伝導率は、少なくとも約０．５Ｗ／ｍＫ、または少なくとも約２Ｗ／ｍＫでさえある。スリーブ１６０を形成する材料の電気伝導率は、１０－１０Ｓ／ｍ未満、または１０－１５Ｓ／ｍ未満でさえある。
スリーブ１６０は、バッテリー収容開口１４１の各々の少なくとも一部を形成する。したがって、いくつかの例において、バッテリー２００が熱制御モジュール１２０に取り付けられるとき、スリーブ１６０（熱制御モジュール１２０の構成要素のうち）のみがバッテリーに接触する。スリーブ１６０は、熱延長部１５０をバッテリー２００から電気的に絶縁し、それにより、熱延長部１５０によるバッテリー２００の短絡を防止する。同時に、スリーブ１６０は、熱延長部１５０をバッテリー２００に熱的に結合し、それにより、バッテリー２００から熱延長部１５０熱への熱経路を提供する。いくつかの例において、スリーブ１６０の厚さは、約０．５ｍｍから５ｍｍの間、または、より具体的には、１ｍｍから３ｍｍの間である。
図５Ａを参照すると、スリーブ１６０は、熱プレート１３０へと延びて良く、いくつかの例において、バッテリー収容開口１４１の各々の底部を形成して良い。これらの例において、スリーブ１６０は、また、バッテリー２００を熱プレート１３０から電気的に絶縁し、これにより、熱プレート１３０を電気的伝導性材料、例えば、金属、より具体的には、銅、アルミニウム等から形成できる。
また、図５Ａを参照すると、熱延長部１５０は、熱プレート１３０の第１の側部１３１に直接的に接し、それにより、熱延長部１５０と熱プレート１３０との間の直接熱伝達および機械的支持を提供する。代替的には、熱延長部１５０は、例えば、同じ初期材料ブロックから形成された熱プレート１３０と一体型（モノシリック）である。
図５Ｂを参照すると、いくつかの例において、バッテリー係合要素１４０および熱プレート１３０は、異なる構成要素から製造され、後で一緒に結合されて熱制御モジュール１２０を形成する。例えば、バッテリー係合要素１４０は熱伝導性ポリマーから形成されてよｋ、他方、熱プレート１３０は、金属から形成される。適切な熱伝導性ポリマーの様々な例が上に列挙される。
つぎに、熱プレート１３０の様々な例および特徴を、図６Ａ～６Ｅを参照して説明する。図示の例において、熱プレート１３０の第１の部分１３３は、第１のバッテリー係合要素１４０とモノリシックであり、他方、熱プレート１３０の第２の部分１３７は、第２のバッテリー係合要素１７０とモノリシックである。例えば、熱プレート１３０の第１の部分１３３および第１のバッテリー係合要素１４０は、単一の部品（コンポーネント）として製造され、次に、例えば、溶接、編組、はんだ付け、または、はんだ付けなどの熱制御モジュール１２０の組み立て中に、これが、熱プレート１３０の第２の部分１３７および第２のバッテリー係合要素１７０と一緒に接合される。しかしながら、熱プレート１３０の様々な特徴は、上述の熱プレート１３０および１つまたは複数のバッテリー係合要素の他の統合例にも適用可能であり、図６Ａ～６Ｅを参照して示され、説明されている。
上述のように、熱プレート１３０は、熱制御モジュール１２０の内側部１２９の少なくとも一部を形成する。さらに、熱プレート１３０は、熱制御モジュール１２０内の熱流体１９０の主なキャリアであり、あるいは、いくつかの例では、唯一のキャリアである。熱プレート１３０は、また、１つまたは２つのバッテリー係合要素を支持し、それらに熱的に結合される（または１つまたは２つのバッテリー係合要素と統合される）。
図６Ａを参照すると、いくつかの例において、熱プレート１３０は、内側部１２９またはその少なくとも一部内に配置された複数の拡散部（ディフューザ）１３５を備える。拡散部１３５は、第１の側部１３１または第２の側部１３２の少なくとも１つによって支持される。拡散部１３５は、内側部１２９内の熱流体をリダイレクトするように構成され、それにより、熱流体の均一な流れを確保し、停滞または過度に速く減速する熱流体によるコールドスポットおよびホットスポットを避ける。拡散部１３５は、第１の軸１２１（Ｘ軸）に沿って流れる熱流体を、少なくとも第２の軸１２２（Ｙ軸）に沿って向け直すように構成される。内側部１２９内の熱流体の主な流れ方向は、第１の軸１２１（Ｘ軸）に沿っていることに留意されたい。
いくつかの例において、拡散部１３５は、例えば、図６Ｂに示されるように、第１の側部１３１および第２の側部１３２のそれぞれの間に延在し、これらのそれぞれに接触する。例えば、拡散部１３５は、第１の側部１３１または第２の側部１３２の一方に取り付けられるか、またはモノリシックであり、他方の側に接触することができる。これらの例において、拡散部１３５は、第１の側部１３１と第２の側部１３２との間のヒートスプレッダとして機能し、それによって、熱流体に加えて、内側部１２９内の温度均一性を保証する。さらに、拡散部１３５は、第１の側部１３１および第２の側部１３２に機械的支持を提供することができる（例えば、第１の側部１３１と第２の側部１３２との間の伝達力などの互いに対して）。この特徴は、より薄い壁で第１の側部１３１および第２の側部１３２を形成することを可能にし、それによって重量を軽減し、熱制御モジュール１２０の熱伝達を改善する。
図６Ｃを参照すると、いくつかの例において、複数の拡散部１３５のそれぞれは、第１の軸１２１に対して鋭角を有する拡散面３１０を含む。拡散面３１０は、ＸＹ平面内で熱流体を再分配するように構成され、例えば、第１の軸１２１（Ｘ軸）に沿って流れる流体を再方向付けする。
いくつかの例において、熱プレート１３０は、例えば、図６Ｄおよび図６Ｅに示されるように、第３の軸１２３（Ｚ軸）に沿って延びる仕切り１３６を備える。熱プレート１３０が組み立てられると、仕切り１３６は、第１の側部１３１と第２の側部１３２との間に延在する。さらに、仕切り１３６は、第１の軸１２１（Ｘ軸）に沿って、熱プレートの長さの大部分を延在する。具体的には、仕切り１３６は、熱流体ポート１３４を含む熱プレート１３０のエッジまで延在するけれども、反対側のエッジまでは延在せず、それにより、反対側のエッジとのギャップを作成する。仕切り１３６は、内側部１２９の少なくとも一部（熱プレート１３０内）を第１の部分３３１および第２の部分３３２に分離する。この隔離によって、仕切り１３６および熱プレート１３０の反対エッジの間のギャップを通して流れる部分を除いて熱流体が第１の部分３３１および第２の部分３３２の間を伝達するのが阻止され、これによって、熱流体が熱プレート１３０の全長を移動することを強制する。
熱流体ポート１３４の１つ、例えば、入口は、第１の部分３３１と流体連絡しており、一方、熱流体ポート１３４の他の１つ、例えば、出口は、第２の部分３３２と流体連絡している。熱流体が入口を通って第１の部分３３１に供給されるとき、熱流体は、第１の部分３３２を通って熱プレート１３０の全長を流れ、そののち、仕切り１３６と反対側の縁との間のギャップを通って出口に戻る。この戻りの間、熱流体は、第２の部分３３２、また熱プレート１３０の全長を通って流れる。全体として、仕切り１３６は、熱流体が内側部１２９の様々な部分に到達することを確実にする。
図７Ａおよび７Ｃを参照すると、いくつかの例において、熱延長部１５０は、第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２を有し、これらは両方とも熱制御モジュール１２０の第１の軸１２１に沿って延びる。第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２は、独立して接続された個々の構成要素であって良い。第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２は、第１の延長部分１５１と第２の延長部分１５２との間に延長チャネル１５３を形成する。これらの例において、いくつかのバッテリー収容開口１４１は延長チャネル１５３内に配置される。
スリーブ１６０は、チャネル１５３内に延在し、バッテリーと熱流体との間の少なくとも直接の接触を防止する。図７Ａおよび７Ｂに示されるように、スリーブ１６０は、第１のスリーブ部分１６１を有し、これは、延長チャネル１５３に配置され、第１の延長部分１５１に取り付けられる。スリーブ１６０は、また、第２のスリーブ部分１６２を有し、これは、延長チャネル１５３に配置され、第２の延長部分１５２に取り付けられる。第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２は、それぞれ、第１のスリーブ部分１６１および第２のスリーブ部分１６２に支持を提供する。第１のスリーブ部分１６１および第２のスリーブ部分１６２はオプションであり、いくつかの例において、熱流体は、熱延長部１５０の第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２に直接接触する。
図７Ａ～７Ｃを参照すると、いくつかの例において、スリーブ１６０は、第３のスリーブ部分１６３を有し、これが、バッテリー収容開口１４１を形成する。これらの例において、スリーブ流体チャネル１６５は、第３のスリーブ部分１６３と、第１のスリーブ部分１６１および第２のスリーブ部分１６２のそれぞれとの間に延びる。流体チャネル１６５は、モジュールフローチャネル１４５の特定の例である。より具体的な例において、図７Ｂに示されるように、スリーブ１６０は、第４のスリーブ部分１６４をさらに有し、これが、熱プレート１３０の第１の側部１３１に取り付けられる。スリーブ流体チャネル１６５は、第３のスリーブ部分１６２と第４のスリーブ部分１６４との間に延びる。
さらに、延長チャネル１５３は、例えば、図７Ｃおよび７Ｄに概略的に示されるように、ブリッジ部分１９９を有し、これが、２つの隣接するバッテリー収容開口１４１の間に配置され延びていく。ブリッジ部分１９９は、スリーブ１６０の位置決めを可能にし、これは連続的である（少なくとも各延長チャネル１５３内で）。同じスリーブが、各延長チャネル１５３内で、バッテリー係合要素１４０の長さに沿って延在し、複数のバッテリー収容開口１４１を形成して良い。さらに、ブリッジ部分１９９は、バッテリー２００を熱制御モジュール１２０に実装し、また取り外す際に、バッテリー２００の側面２０３へアクセスするために使用されて良い。
図７Ｄを参照すると、いくつかの例において、熱延長部１５０は、延長流体チャネル１５５を有し、これが、熱流体を受け入れるように構成されている。延長流体チャネル１５５は、モジュールフローチャネル１４５の特定の例である。熱延長部１５０内に熱流体を提供することは、バッテリー２００と熱流体との間の熱伝導を助ける。具体的には、延長流体チャネル１５５がない場合（およびスリーブ流体チャネル１６５がない場合）、バッテリー２００の側面から熱プレート１３０への唯一の熱伝達は、材料によって提供される伝導熱伝達であり、これが、熱延長部１５０を形成する。延長流体チャネル１５５は、さらに、熱流体が延長流体チャネル１５５内を流れるときに、対流熱伝達を付加する。
図８Ａを参照すると、熱制御モジュール１２０の第２の軸１２２（Ｙ軸）に沿って測定された、延長チャネル１５３の幅１５４は、可変であって良い。換言すると、幅１５４の測定値は、第１の軸（Ｘ軸）に沿って、延長チャネル１５３内の異なる位置で異なる。具体的には、延長チャネル１５３は、それぞれが複数のバッテリー収容開口１４１の１つに対応する複数のチャネル開口１９８を有する。２つの隣接するチャネル開口１９８は、ブリッジ部分１９９によって分離される。ブリッジ部分１９９は、チャネル開口１９８よりも狭い幅を有する。いくつかの例において、延長チャネル１５３の幅１５４は、チャネル開口１９８で、または、より具体的には、各チャネル開口１９８の中心で最大値を有する。延長チャネル１５３の幅１５４を変えることにより、バッテリー係合要素１４０とバッテリーとの間の熱結合を増加させることができる。具体的には、チャネル開口１９８がバッテリー２００と同じ形状、例えば、ＸＹ断面内の円形である場合、バッテリー係合要素１４０とバッテリー２００との間のインターフェース領域（直接またはスリーブ１６０を介して）が増加する。例えば、バッテリー係合要素１４０と各バッテリー２００との間のインターフェース部分は、各バッテリー２００の側面表面積の約５０％から９０％の間、またはより具体的には、約６０％から８０％の間を実現して良い。
図８Ａおよび８Ｂを参照すると、いくつかの例において、スリーブ１６０は、互いに分離された複数のスリーブカップ１６９を有する。各スリーブカップ１６９は、複数のチャネル開口１９８の１つに挿入される。挿入されると、各スリーブカップ１６９は、複数のバッテリー収容開口１４１のうちの１つを形成する。いくつかの例において、スリーブカップ１６９は、最初にバッテリー２００に取り付けられる。つぎに、この組立体は、バッテリー２００およびスリーブカップ１６９を含み、チャネル開口１９８の１つにユニットとして挿入される。この特徴は、スリーブ１６０の製造ならびにスリーブ１６０の設置を単純化する。
図９を参照すると、いくつかの例において、熱延長部１５０は、それぞれが熱プレート１３０の第１の側部１３１に接続または他の方法で統合された複数の三角形延長部１５７を有する。少なくとも３つの三角形延長部１５７は、例えば、図１０Ａに示すように、バッテリー収容開口１４１の各々を形成する。この例においては、バッテリー２００は、バッテリー収容開口１４１に配置され、３つの三角形の延長部１５７と熱連絡している。さらに、バッテリー２００の下端は、熱プレート１３０の第１の側部１３１と直接熱連絡して良い。
図１０Ｂは、６つの三角形延長部１５７が各バッテリー収容開口１４１を形成する例を示している。具体的には、図１０Ｂは、バッテリー２００を示し、これが、バッテリー収容開口１４１に配置され、６つの三角形延長部１５７のすべてと熱連結している。いくつかの三角形延長部１５７は、それぞれ複数のバッテリー収容開口１４１を形成し、複数のバッテリー２００に熱的に結合されて良いことにも留意されたい。例えば、図１０Ｂの矢印で特定される三角形延長部１５７は、３つのバッテリー２００に熱的に結合されている。
図１０Ａおよび１０Ｂを参照すると、いくつかの例において、複数の三角形の延長部１５７の各々は、少なくとも２つの湾曲した側面１５８を具備する。より具体的な例において、複数の三角形の延長部１５７の各々は、３つの湾曲した側面１５８を有する。いくつかの例において、複数の三角形の延長部１５７の各々の少なくとも２つの湾曲した側面１５８のそれぞれの曲率半径は、バッテリー２００のそれぞれの半径よりも１～１０％だけ大きい。
図１０Ｃを参照すると、いくつかの例において、スリーブ１６０は、複数の三角形の延長部１５７のそれぞれを完全に覆う。さらに、スリーブ１６０は、少なくとも部分的に熱プレート１３０の第１の側部１３１へと延びて良く、これによって、複数のバッテリー収容開口１４１の各々においてスリーブスペーサを形成する。スリーブスペーサは、バッテリー２００がバッテリー収容開口１４１に取り付けられたときに、熱プレート１３０とバッテリー２００との間の直接接触を防止する。より具体的には、熱プレート１３０の第１の側部１３１は、複数の露出部分１３９を有する。露出部分１３９は、スリーブによって覆われていない。スリーブ１６０の一部は、第１の側部１３１の一部を覆うことができることに留意されたい。露出部分１３９は、これらの覆われた部分の間に配置される。いくつかの例において、各露出部分１３９は、複数のバッテリー収容開口１４１のうちの１つと同心である。
図１１Ａは、いくつかの例に従う、熱制御モジュール１２０の模式的な分解図である。図６Ａを参照して先に説明した例と同様に、この例において、熱プレート１３０は、第１の部分１３３および第２の部分１３７を有する。これらの部分の各々は、三角形延長部１５７および対応するスリーブブロックを有し、これが、三角形延長部１５７に挿入される。具体的には、熱制御モジュール１２０の全体的なスリーブ１６０は、第１のスリーブブロック１６７および第２のスリーブブロック１６８を有し、この第１のスリーブブロック１６７が、熱制御モジュール１２０が組み立てられるときに、第１の部分１３３の三角形延長部１５７へ挿入され、当該第２のスリーブブロック１６８が、熱制御モジュール１２０が組み立てられるときに、第２の部分１３７の三角形延長部１５７に挿入される。これらスリーブブロックの各々は複数のバッテリー収容開口１４１を有し、これは、例えば、図１１Ｂにさらに明確に示される。バッテリー収容開口１４１は、熱プレート１３０とは反対側を向いたスリーブブロックの上面で開いている。いくつかの例において、バッテリー収容開口１４１は、熱プレート１３０とは反対側を向いたスリーブブロックの上面で開いている。バッテリー２００と熱プレート１３０との間の直接接触を防止するために、各バッテリー収容開口１４１の底部は、対応するスリーブブロックによって形成されて良い。さらに、これらスリーブボックスの各々は複数の拡張収容開口１６６を有し、これは、例えば図１１Ｃに示す。三角形延長部１５７は、熱制御モジュール１２０が組み立てられると、拡張収容開口１６６内に延びる。
［動作例］
図１２は、いくつかの例に従う、熱制御モジュール１２０を有するバッテリーパック１００の動作方法１２００に対応するプロセスフローチャートである。熱制御モジュール１２０の様々な例が先に記載されている。方法１２００のいくつかの動作は、バッテリーパックコントローラ１９５によって実行されて良い。
方法１２００は、熱流体の温度を決定することから開始することができる（ブロック１２１０）。熱流体の温度は、バッテリー２００と、熱制御モジュール１２０によって提供される熱流体との間の熱結合のために、バッテリー温度を表す。熱流体の温度は、熱制御モジュール１２０（例えば、内側部１２９内に配置される熱カプラ）の内部、または、熱流体ポート１３４の１つ、例えば、出口熱流体ポートで測定して良い。この温度決定動作は、バッテリーパック１００の動作中に連続的に実行されて良い。
方法１２００は、熱流体条件の決定を進めることができる（ブロック１２２０）。これらの条件のいくつかの例は、熱制御モジュール１２０を通る（または、より具体的には、熱流体が複数の構成要素を介して独立して向けられる場合、熱制御モジュール１２０の個々の構成要素を通る）熱流体の１つまたは複数の流量、および、熱制御モジュール１２０に供給される熱流体の温度である。いくつかの例において、これらの熱流体条件は、先に検討した動作中に決定され、ブロック１２１０によって表される熱流体の温度に基づいて決定される。さらに、これらの熱流体条件は、バッテリーパック１００に関連する電気的動作条件に基づいて決定されて良い。例えば、大電流がバッテリーパック１００を通過している場合（例えば、その充電または放電中）、または近い将来に通過する場合、熱流体条件は、例えば、先制的に調整されて良く、例えば、出て行く熱流体温度がこれらの電気的動作条件を反映する前に調整されて良い。
方法１２００は、また、熱制御モジュール１２０（ブロック１２３０）を通して熱流体を流すことを含む。この動作は、先の動作中に決定され、ブロック１２２０によって表される熱流体条件に従って実行される。バッテリーパック１００またはバッテリーパック１００が設置される施設（例えば、電気自動車）のいずれかは、様々な構成要素を備えて良く、これは、例えば、熱流体を熱制御モジュール１２０に供給する前に、熱流体をポンピング、加熱、および／または冷却するためのポンプ、ヒーター、および／またはチラーである。これらの構成要素は、熱制御モジュール１２０と連続ループを形成して、既存の熱制御モジュール１２０にある熱流体は、加熱または冷却され、熱制御モジュール１２０にポンプで戻される。これらの構成要素は、バッテリーパックコントローラ１９５によって制御されて良く、例えば、電気自動車の内部の加熱または冷却などの他の操作に使用されて良い。
［電気自動車の例］
１つまたは複数の熱制御モジュール１２０を有する熱制御モジュール１２０およびバッテリーパック１００のいくつかの例は、電気自動車、より具体的には、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、および全電気自動車に配備することができる。例えば、図１３Ａおよび１３Ｂは、バッテリーパック１００および車両モジュール２６０を有する電気自動車２５０の模式図である。車両モジュール２６０のいくつかの例は、例えば、図１３Ｂに模式的に示されるように、加熱モジュール２６２、冷却モジュール２６４、インバータ２６６、およびモータ２６８である。加熱モジュール２６２および／または冷却モジュール２６４は、電気自動車２５０の内部の加熱および冷却に使用することができる。いくつかの例において、加熱モジュール２６２および／または冷却モジュール２６４は、熱制御モジュール１２０の熱流体ポートに流体的に結合される。加熱流体は、熱制御モジュール１２０の内側部１２９と、加熱モジュール２６２および／または冷却モジュール２６４の一方または両方との間で制御可能に圧送される。したがって、加熱モジュール２６２および冷却モジュール２６４は、熱流体の温度を制御するために使用されて良い。インバータ２６６およびモータ２６８は、バッテリーパック１００がインバータ２６６およびモータ２６８との間で電力を供給および受信するように構成されるように、バッテリーパック１００の電気相互接続モジュール１１０に結合することができる。いくつかの例では、バッテリーパック１００は、また、加熱モジュール２６２および／または冷却モジュール２６４へ電力を供給する。
［他の例］
さらに、この説明は、以下の項目に従う例を含む。
［項目１］
バッテリーパック１００中のバッテリー２００の温度を制御するための熱管理モジュール１２０において、
熱プレート１３０と、
第１のバッテリー係合要素１４０とを有し、
熱プレート１３０は、
熱管理モジュール１２０の第１の軸１２１および第２の軸１２２に沿って伸びる第１の側部１３１であって、第１の軸１２１は第２の軸１２２に対して直角である第１の側部１３１と、
熱管理モジュール１２０の第１の軸１２１および第２の軸１２２に沿って伸びる第２の側部１３２であって、第１の軸１２１および第２の軸１２２の各々に対して直角な第３の軸１２３に沿って、第１の側部１３１に対してずれており、第１の側部１３１または第２の側部１３２の少なくとも一方が、少なくとも部分的に、熱制御モジュール１２０の内側部１２９を形成する、第２の側部１３２と、
熱流線と連結して熱流を熱制御モジュール１２０の内側部１２９の内側および外側に流すように構成された熱流体ポート１３４とを有し、
第１のバッテリー係合要素１４０は、熱プレート１３０の第１の側部１３１に熱的に結合され、接続されており、熱制御モジュール１２０の第３の軸１２３に沿って伸びる複数のバッテリー収容開口１４１を有し、
複数のバッテリー収容開口１４１の各々は、第１のバッテリー係合要素１４０がバッテリー２００を熱プレート１３０に熱的に結合し、バッテリー２００を熱プレート１３０から電気的に絶縁し、かつ、バッテリー２００を熱流体１０９から流体的に絶縁するように、バッテリーのうちの１つを収容するように構成されることを特徴とする熱制御モジュール１２０。
［項目２］
熱プレート１３０は、内側部１２９の中に配置され、第１の側部１３１または第２の側部１３２の少なくとも一方によって支持される複数の拡散部１３５を有し、
複数の拡散部１３５は、熱流体を少なくとも第２の軸１２２に沿って内側部１２９を通じて向きを変えるように構成される項目１に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目３］
複数の拡散部１３５の各々が、第１の側部１３１および第２の側部１３２の間に延び、第１の側部１３１および第２の側部１３２の各々に接触する、条項２に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目４］
複数の拡散部１３５の各々は第１の軸１２１に対して鋭角を有する拡散面３１０を有する項目２～３のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目５］
複数の拡散部の少なくとも２つに関して鋭角が異なる項目４に記載の熱制御モジュール。
［項目６］
第１のバッテリー係合要素１４０が、複数のバッテリー収容開口１４１の間に配置された複数の係合モジュールフローチャネル１４５を有し、その結果、複数の係合モジュールフローチャネル１４５が、複数のバッテリー収容開口１４１から流体的に隔離され、
第１の側部１３１は、複数の係合モジュールフローチャネル１４５が熱制御モジュール１２０の内側部１２９の一部を形成するように、それぞれが整列され、複数の係合モジュールフローチャネル１４５の１つと流体連通している複数の熱プレート開口３２０を有する、条項１～５のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目７］
熱プレート１３０が複数の拡散部１３５を有し、複数の拡散部１３５の各々が複数の熱プレート開口３２０の１つと整列され、熱流体を複数の熱プレート開口３２０の１つの内側へと向けるように構成される、項目６に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目８］
熱プレート１３０は、第１の側部１３１および第２の側部１３２の間で第３の軸１２３に沿って、かつ、第１の軸１２１に沿って伸び、もって内側部１２９の少なくとも一部を第１の部分３３１および第２の部分３３２に分離する仕切り１３６を有し、
熱流体ポート１３４の少なくとも１つは、第１の部分３３１と流体的に連通し、熱流体ポート１３４の少なくとも他の１つは、第２の部分３３２と流体的に連通する項目１～７のいずれか１つに記載の熱制御モジュール。
［項目９］
熱流体ポート１３４の双方は第１の軸１２１に沿って熱プレート１３０の同一の端部に位置付けられる項目１～８のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１０］
第１のバッテリー係合要素１４０は熱延長部１５０およびスリーブ１６０を有し、
熱延長部１５０は金属から形成され、
スリーブ１６０は熱伝導性ポリマーまたは熱伝導性コーティングから形成され、
スリーブ１６０は複数のバッテリー収容開口１４１の各々の少なくとも一部を形成する項目１～９のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１１］
熱延長部１５０は第１の延長部分１５１と第２の延長部分１５２とを有し、これら双方が熱制御モジュール１２０の第１の軸１２１に沿って伸び、第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２の間に延長チャネル１５３を形成する項目１０に記載の熱制御モジュール。
［項目１２］
延長チャネル１５３は、熱プレート１３０の第１の側部１３１へと延び、第１の側部１３１によって少なくとも部分的に形成される項目１１に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１３］
延長チャネル１５３の幅１５４は、熱制御モジュール１２０の第２の軸１２２に沿って測定され、当該延長チャネル１５３の幅１５４は可変である項目１２に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１４］
延長チャネル１５３は複数のチャネル開口１５５を有し、当該複数のチャネル開口１５５の各々は複数のバッテリー収容開口１４１の１つを形成し、当該複数のチャネル開口１５５の各々は延長チャネル１５３の幅１５４の最も大きな値に対応する直径を有する項目１２に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１５］
スリーブ１６０は複数のスリーブカップ１６９を有し、これらスリーブカップ１６９は相互に分割され、
複数のスリーブカップ１６９の各々は複数のチャネル開口１５５の１つに挿入され、複数のバッテリー収容開口１４１の１つを形成する項目１４に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１６］
熱延長部１５０が、熱流体を受け入れるように構成された延長流体チャネル１５５を有する、項目１０に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１７］
延長流体チャネル１５５が、第１の側部１３１および第２の側部１３２の間に配置された内側部１２９の一部と、流体連通している、項目１６に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１８］
延長流体チャネル１５５は、第１の側部１３１および第２の側部１３２の間に配置された内側部１２９の一部とは分離され、延長流体チャネル１５５は、第１の軸１２１に沿って延長し、延長流体ポート１５６を備える、項目１６に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目１９］
スリーブ１６０の熱伝導性ポリマーがセラミック充填剤を有する、項目１０～１８のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２０］
スリーブ１６０が複数のバッテリー収容開口１４１の各々を完全に形成する、項目１０～１９のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２１］
スリーブ１６０が第１のスリーブ部分１６１および第２のスリーブ部分１６３を有し、熱流体を受け入れるように構成されたスリーブ流体チャネル１６５を形成する、項目１０～２０のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２２］
スリーブ流体チャネル１６５が、第１の側部１３１および第２の側部１３２の間に配置された内側部１２９の一部と流体連通している、項目２１に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２３］
スリーブ流体チャネル１６５が、第１の側部１３１および第２の側部１３２の間に配置された内側部１２９の部分から隔離されている、項目２１に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２４］
熱延長部１５０は、第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２を有し、両方とも、熱制御モジュール１２０の第１の軸１２１に沿って延長し、第１の延長部分１５１および第２の延長部分１５２の間に延長チャネル１５３を形成し、
第１のスリーブ部分１６１は、延長チャネル１５３に配置され、第１の延長部分１５１に取り付けられ、
第２のスリーブ部分１６２は、延長チャネル１５３に配置され、第２の延長部分１５２に取り付けられる、項目２１に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２５］
スリーブ１６０は、第３のスリーブ部分１６３をさらに含み、複数のバッテリー収容開口１４１のそれぞれの少なくとも一部を形成し、
スリーブ流体チャネル１６５は、第３のスリーブ部分１６２と、第１のスリーブ部分１６１および第２のスリーブ部分１６２のそれぞれとの間に延びる、項目２１に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２６］
スリーブ１６０は、熱プレート１３０の第１の側部１３１に取り付けられた第４のスリーブ部分１６４をさらに有し、
スリーブ流体チャネル１６５は、第３のスリーブ部分１６２と第４のスリーブ部分１６４との間に延びる、項目２５に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２７］
熱延長部１５０は複数の三角形延長部１５７を有し、当該複数の三角形延長部１５７の各々は熱プレート１３０の第１の側部１３１に接続され、
複数の三角形延長部１５７の少なくとも３つが複数のバッテリー収容開口１４１の各々を形成する項目１０に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２８］
複数の三角形延長部１５７の各々は少なくとも２つの曲がった側面１５８を具備する項目２７に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目２９］
スリーブ１６０は複数の三角形延長部１５７の各々を十分に覆い、少なくとも部分的に熱プレート１３０の第１の側部１３１に延び、複数のバッテリー収容開口１４１の各々においてスリーブスペーサを形成する項目２７または２８のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目３０］
熱プレート１３０の第１の側部１３１が複数の露出部分１３９を有し、複数の露出部分１３９の各々が複数のバッテリー収容開口１４１の１つと同芯である、項目２９の熱制御モジュール１２０。
［項目３１］
熱プレート１３０および第１のバッテリー係合要素１４０は一体である項目１～３０のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目３２］
複数のバッテリー収容開口１４１の各々はバッテリー２００の１つとぴったりとフィットするように構成される項目１～３１のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目３３］
第２のバッテリー係合要素１７０をさらに有し、当該第２のバッテリー係合要素１７０は、熱プレート１３０の第２の側部１３２に熱的に結合され、接続されており、熱制御モジュール１２０の第３の軸１２３に沿って伸びる第２の複数のバッテリー収容開口１７１を有し、
第２の複数のバッテリー収容開口１７１の各々は、第２のバッテリー係合要素１７０がバッテリー２００を熱プレート１３０に熱的に結合し、バッテリー２００を熱プレート１３０から電気的に絶縁し、かつ、バッテリー２００を熱流体から流体的に絶縁するように、バッテリー２００のうちの１つを収容するように構成される項目１～３２のいずれか１つに記載の熱制御モジュール１２０。
［項目３４］
熱プレート１３０および第１のバッテリー係合要素１４０は一体であり、
熱プレート１３０および第２のバッテリー係合要素１７０は一体であり、
熱プレート１３０の第１の側部１３１および第２の側部１３２は一緒に結合され、もって、熱制御モジュール１２０の内側部１２９を形成する項目３３に記載の熱制御モジュール１２０。
［項目３５］
第１のバッテリー係合要素１４０および第２のバッテリー係合要素１７０の各々はバッテリー２００を熱プレート１３０から電気的に隔離する絶縁コーティングを有する項目３３に記載の熱制御モジュール１２０。
様々な構成要素、特徴、および機能を含む、装置および方法の異なる例および態様がここに開示されている。ここに開示される装置および方法の様々な例および態様は、任意の組み合わせでここに開示される装置および方法の他の例および態様のいずれかの構成要素、特徴、および機能のいずれかを含んで良く、そのような可能性のすべては、現在の開示の精神と範囲内にあることが意図されている。
ここに記載の開示の多くの修正および他の例は、開示が前述の説明および関連する図面に提示された教示の利益を有することに関係する当業者に思い浮かぶであろう。
したがって、開示は、提示された特定の例に限定されるべきではなく、修正および他の例および態様は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることを理解されたい。さらに、前述の説明および関連する図面は、要素および／または機能の特定の例示的な組み合わせの文脈で例を説明しているけれども、要素および／または機能の異なる組み合わせは、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、代替の実装によって提供されて良いことを理解されたい。

Claims (20)

  1. バッテリーパック中のバッテリーの温度を制御するための熱管理モジュールにおいて、
    熱プレートと、
    第１のバッテリー係合要素とを有し、
    上記熱プレートは、
    上記熱管理モジュールの第１の軸および第２の軸に沿って伸びる第１の側部であって、上記第１の軸は上記第２の軸に対して直角である上記第１の側部と、
    上記熱管理モジュールの第１の軸および第２の軸に沿って伸びる第２の側部であって、上記第１の軸および上記第２の軸の各々に対して直角な第３の軸に沿って、上記第１の側部に対してずれており、上記第１の側部または上記第２の側部の少なくとも一方が、少なくとも部分的に、上記熱制御モジュールの内側部を形成する、上記第２の側部と、
    熱流線と連結して熱流を上記熱制御モジュールの上記内側部の内側および外側に流すように構成された熱流体ポートとを有し、
    上記第１のバッテリー係合要素は、上記熱プレートの上記第１の側部に熱的に結合され、接続されており、上記熱制御モジュールの上記第３の軸に沿って伸びる複数のバッテリー収容開口を有し、
    上記複数のバッテリー収容開口の各々は、上記第１のバッテリー係合要素が上記バッテリーを上記熱プレートに熱的に結合し、上記バッテリーを上記熱プレートから電気的に絶縁し、かつ、上記バッテリーを上記熱流体から流体的に絶縁するように、上記バッテリーのうちの１つを収容するように構成されることを特徴とする熱制御モジュール。
  2. 上記熱プレートは、上記内側部の中に配置され、上記第１の側部または上記第２の側部の少なくとも一方によって支持される複数の拡散部を有し、
    上記複数の拡散部は、上記熱流を少なくとも上記第２の軸に沿って上記内側部を通じて向きを変えるように構成される請求項１記載の熱制御モジュール。
  3. 上記複数の拡散部の各々は上記第１の軸に対して鋭角を有する拡散面を有する請求項２記載の熱制御モジュール。
  4. 上記複数の拡散部の少なくとも２つに関して上記鋭角が異なる請求項３に記載の熱制御モジュール。
  5. 上記熱プレートは、上記第１の側部および上記第２の側部の間で上記第３の軸に沿って、かつ、上記第１の軸に沿って伸び、もって上記内側部の少なくとも一部を第１の部分および第２の部分に分離する仕切りを有し、
    上記熱流体ポートの少なくとも１つは、上記第１の部分と流体的に連通し、上記熱流体ポートの少なくとも他の１つは、上記第２の部分と流体的に連通する請求項１に記載の熱制御モジュール。
  6. 上記熱流体ポートの双方は上記第１の軸に沿って上記熱プレートの同一の端部に位置付けられる請求項１に記載の熱制御モジュール。
  7. 上記第１のバッテリー係合要素は熱延長部およびスリーブを有し、
    上記熱延長部は金属から形成され、
    上記スリーブは熱伝導性ポリマーまたは熱伝導性コーティングから形成され、
    上記スリーブは上記複数のバッテリー収容開口の各々の少なくとも一部を形成する請求項１に記載の熱制御モジュール。
  8. 上記熱延長部は第１の延長部分と第２の延長部分とを有し、これら双方が上記熱制御モジュールの上記第１の軸に沿って伸び、上記第１の延長部分および上記第２の延長部分の間に延長チャネルを形成する請求項７に記載の熱制御モジュール。
  9. 上記延長チャネルは、上記熱プレートの上記第１の側部へと延び、当該第１の側部によって少なくとも部分的に形成される請求項８に記載の熱制御モジュール。
  10. 上記延長チャネルの幅は、上記熱制御モジュールの上記第２の軸に沿って測定され、当該延長チャネルの幅は可変である請求項８に記載の熱制御モジュール。
  11. 上記延長チャネルは複数のチャネル開口を有し、当該複数のチャネル開口の各々は上記複数のバッテリー収容開口の１つを形成し、当該複数のチャネル開口の各々は上記延長チャネルの上記幅の最も大きな値に対応する直径を有する請求項１０に記載の熱制御モジュール。
  12. 上記スリーブは複数のスリーブカップを有し、これらスリーブカップは相互に分割され、
    上記複数のスリーブカップの各々は上記複数のチャネル開口の１つに挿入され、上記複数のバッテリー収容開口の１つを形成する請求項１１に記載の熱制御モジュール。
  13. 上記熱延長部は複数の三角形延長部を有し、当該複数の三角形延長部の各々は上記熱プレートの上記第１の側部に接続され、
    上記複数の三角形延長部の少なくとも３つが上記複数のバッテリー収容開口の各々を形成する請求項７に記載の熱制御モジュール。
  14. 上記複数の三角形延長部の各々は少なくとも２つの曲がった側面を具備する請求項１３に記載の熱制御モジュール。
  15. 上記スリーブは上記複数の三角形延長部の各々を十分に覆い、少なくとも部分的に上記熱プレートの上記第１の側部に延び、上記複数のバッテリー収容開口の各々においてスリーブスペーサを形成する請求項１３に記載の熱制御モジュール。
  16. 上記熱プレートおよび上記第１のバッテリー係合要素は一体である請求項１に記載の熱制御モジュール。
  17. 上記複数のバッテリー収容開口の各々は上記バッテリーの上記１つとぴったりとフィットするように構成される請求項１に記載の熱制御モジュール。
  18. 第２のバッテリー係合要素をさらに有し、当該第２のバッテリー係合要素は、上記熱プレートの上記第２の側部に熱的に結合され、接続されており、上記熱制御モジュールの上記第３の軸に沿って伸びる第２の複数のバッテリー収容開口を有し、
    上記第２の複数のバッテリー収容開口の各々は、上記第２のバッテリー係合要素が上記バッテリーを上記熱プレートに熱的に結合し、上記バッテリーを上記熱プレートから電気的に絶縁し、かつ、上記バッテリーを上記熱流体から流体的に絶縁するように、上記バッテリーのうちの１つを収容するように構成される請求項１に記載の熱制御モジュール。
  19. 上記熱プレートおよび上記第１のバッテリー係合要素は一体であり、
    上記熱プレートおよび上記第２のバッテリー係合要素は一体であり、
    上記熱プレートの上記第１の側部および上記第２の側部は一緒に結合され、もって、上記熱制御モジュールの上記内側部を形成する請求項１８に記載の熱制御モジュール。
  20. 上記第１のバッテリー係合要素および上記第２のバッテリー係合要素の各々は上記バッテリーを上記熱プレートから電気的に隔離する絶縁コーティングを有する請求項１８に記載の熱制御モジュール。
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