JP2025531237A - 熱伝達を提供するための二重壁バッテリーエンクロージャ - Google Patents

Abstract

【要約】バッテリーパックの熱管理のための二重壁エンクロージャであって、内部表面および外部表面を有する内側中空構造を有し、前記内側中空構造には１つ以上のバッテリーモジュールが配置され、内部表面を有する外側中空構造を有し、前記内側中空構造の前記外部表面が、前記外側中空構造の前記内部表面と接触し、または、前記内側中空構造の前記外部表面が、熱伝達流体が流れる少なくとも１つのチャネルを前記外側中空構造の前記内部表面と形成する。前記内側中空構造は、ポリマー材料から形成されることにより、前記内側中空構造が前記熱伝達流体と熱的に接触して、バッテリーパックの熱管理を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、バッテリー、または、バッテリーモジュールおよび／またはバッテリーパックの熱管理を提供するために使用されるバッテリーエンクロージャに関する。

本セクションの記述は、本開示に関連する背景情報および本開示で使用される用語のいくつかの定義を提供するものであり、必ずしも先行技術を構成するものではない。

現在、電気自動車（ＥＶ）またはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）では、バッテリーパックとの間で熱伝達を行うためにアルミニウムプレートを使用することが一般的である。この冷却プレートは、通常、バッテリーパックの底部に配置されている。バッテリーパックは、通常、複数のバッテリーまたはバッテリーモジュールが収容されている。冷却プレートは、熱伝達を目的として、その内部を流体が循環できるようになっている。一般に使用される流体の種類としては、例えば、水または水／グリコール混合物が挙げられる。アルミニウムプレートは導電性であるため、通常、バッテリーパック内のバッテリーと冷却プレートとの間には、ポリマーパッドの発泡体または接着層が配置される。そのため、このパッドは、バッテリーと冷却プレートとのいずれにも物理的に接触している。このパッドの使用により、組立公差、および、バッテリーと冷却プレートとの外表面の粗さにより生じるエアギャップを除去することもできる。このパッドまたは接着層とアルミニウムプレートとを組み合わせは、バッテリーパック／冷却プレートの組み合わせにおけるコスト、組立、リサイクルおよび重量に悪影響を及ぼす可能性がある。

別のタイプの冷却プレートは、柔軟性を有する上部層としてフィルムまたは複合箔を用い、剛性のある下部プレートと接続することで形成することができる。このフィルムまたは複合箔は、非常に薄い断面を有し、その厚さは１００マイクロメートル（μｍ）以下のオーダーである。複合箔は、内部を循環する流体によってバルーンのように膨らむ。バッテリーへのすべての接触力は、この膨張技術によって得られる。しかし、膨張可能なフィルムの薄い断面では、熱伝導性に限界があり、かつ、破れることがあるため、このタイプの冷却プレートの性能および耐久性は、まだ確立されていない。また、薄いフィルムまたは複合箔は、フィルムまたは複合箔が支えようとするバッテリーによって加えられる重量または動的な力に耐えられない可能性がある。

最後に、バッテリーの熱を除去する第三の方法は、マクラーレン・スピードテールのような一部の自動車ハイブリッド車両で限定的に使用されている。この方法は、バッテリーを誘電体流体で包囲することを含む。このタイプの熱管理プロセスでは、誘電体流体を循環または強制的に流動させて、外部の熱交換器に送り込む必要があり、これによりバッテリーが発生する熱を除去する。さらに、この方法における誘電体流体の使用は、そのような大量の誘電体流体の確保とそれに伴うコストに依存する。

本開示の目的は、前述の欠点を克服し、バッテリーまたはバッテリーパックの熱管理に使用するための改良されたバッテリーエンクロージャを提供することである。

この点において、本開示は一般にバッテリーの熱管理のための二重壁エンクロージャを含む。この二重壁エンクロージャは、内部表面および外部表面を有する内側中空構造を有し、内側中空構造が、そこに配置された１つ以上のバッテリーモジュールを有し、内部表面を有する外側中空構造を有し、内側中空構造の外部表面が、外側中空構造の内部表面と接触し、または、内側中空構造の外部表面が、熱伝達流体が流れる少なくとも１つのチャネルを外側中空構造の内部表面と形成する。内側中空構造は、内側中空構造が、熱伝達流体と熱的に接触することで、バッテリーパックの熱管理を提供するように、ポリマー材料を含む。ポリマー材料は、熱伝導性ポリマー材料を含んでもよい。

二重壁エンクロージャの内側中空構造は、約０．３ミリメートル（ｍｍ）から約２．５ｍｍの範囲の壁厚を有する。同様に、外側中空構造は、約１ｍｍから約５ｍｍの範囲の壁厚を有する。

１つ以上のバッテリーモジュールと内側中空構造の内部表面との間に空洞が形成されてもよい。この場合、空洞は、少なくとも一部が熱伝達媒体で充填される。熱伝達媒体は、特に限定されないが、単相誘電流体、多相誘電流体、相変化材料またはこれらの組み合わせを含んでもよい。

内側中空構造間と外側中空構造間との間に形成される少なくとも１つのチャネルは、１つ以上のバッテリーモジュールに対して上部、下部、少なくとも一方の側部またはこれらの組み合わせに位置してもよい。少なくとも１つのチャネルを流れる熱伝達流体は、特に限定されないが、水、グリコールまたは水／グリコール混合物であってもよい。熱伝達流体は、ラジエーター、チラー、熱交換器等で循環してもよい。

内側中空構造を形成するポリマー材料は、エラストマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）またはこれらの組み合わせを含んでもよい。望ましい場合、ポリマー材料は、ショアＡ硬度が約４０から１００の範囲、または、ショアＤ硬度が２０から約７５の範囲であってもよい。一般的に、熱伝導率を向上させることが望ましい場合、ポリマー材料は、熱伝導性ポリマー材料であってもよい。一般的に、熱伝導性ポリマー材料は、固有の熱伝導性を有するポリマー、ブレンド中の１つ以上のポリマーが固有の熱伝導性を有するポリマーのブレンド、ポリマーマトリックスとして構成された少なくとも１つのポリマーと該ポリマーマトリックスに分散された熱伝導性フィラーとを含む複合ポリマー材料、または、これらの組み合わせを含んでもよい。

熱伝導性ポリマー材料の組成が、熱伝導性フィラーが分散されたポリマーマトリックスを有する複合ポリマー材料を含む場合、熱伝導性フィラーは、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、グラフェン、カーボンナノチューブまたはこれらの混合物からなる群より選択される組成を有する複数の粒子を含んでもよい。ポリマーマトリックスは、ショアＡ硬度が約４０から１００の範囲、または、ショアＤ硬度が２０から約７５の範囲である、エラストマー、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含んでもよい。あるいは、複合ポリマー材料の組成は、ショアＡ硬度が約７０から約８０の範囲である熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）に分散された複数の窒化ホウ素粒子を含んでもよい。熱伝導性フィラーの含有量は、複合ポリマー材料の全重量に対して、約５重量％から約２５重量％までの範囲であってもよい。

外側中空構造の組成は、バッテリーパックに対して構造的な支持を提供可能な任意の標準的または既知のポリマー組成を含んでもよい。このポリマー組成は、特に限定されず、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）もしくはポリアミド（ＰＡ）、または、共重合体、ポリマーブレンド／混合物、多層構造もしくは複合材料のいずれかとしてのこれらの組み合わせを含んでもよい。

本開示の一側面によれば、内側中空構造は、バッテリーの重量を支えるように構成され、または、バッテリーの配置および保持を補助するように構成されたバンプストップとして機能する１つ以上の構造要素を含んでもよい。これらの構造要素は、内側中空構造の組成と、同じ組成であってもよく、異なる組成であってもよい。さらに、これらの構造要素は、内側中空構造と一体的に形成され、または、内側中空構造に接続される挿入部材として形成されてもよい。

本開示の別の側面によれば、必要に応じて、内側中空構造の外部表面または外側中空構造の内部表面の少なくとも一方が、剛性を向上させるように構成され、かつ、流体の流れを誘導することによって流体の混合を促進するように構成された１つ以上の特徴を含んでもよい。これらの特徴は、少なくとも１つのチャネル内に突出してもよい。ただし、少なくとも１つのチャネル内の熱伝達流体との少なくとも５０％の表面接触が維持されるように、前記少なくとも１つのチャネルの一部を形成する内側中空構造の外部表面の少なくとも一部は平坦である。内側中空構造および外側中空構造は、少なくとも１つのチャネルを通じて熱伝達流体が流れることが可能となることで、体積変化が、約１５％未満となる。

本開示の別の側面によれば、熱管理を備えたバッテリーパックが提供される。このバッテリーパックは、少なくとも１つのバッテリーモジュールと、前述したように、そして、本明細書でさらに定義される、内側中空構造および外側中空構造を有する二重壁エンクロージャと、を含む。

本開示の別の側面によれば、二重壁エンクロージャは、電気自動車（ＥＶ）またはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）において、少なくとも１つのバッテリーの熱管理を提供するために使用されてもよい。

本開示のさらに別の側面によれば、熱管理のために構成されたバッテリーパックを形成するプロセスが提供される。このプロセスは、ポリマー材料を供給することと、ポリマー材料から内側中空構造を成形することと、ここで、内側中空構造が外部表面および内部表面を有し、内側中空構造の外部表面を囲む内部表面を有する外側中空構造を成形することと、ここで、内側中空構造の外部表面が、外側中空構造の内部表面と接触し、または、内側中空構造の外部表面が、少なくとも１つのチャネルを外側中空構造の内部表面と形成し、少なくとも１つのバッテリーを供給することと、バッテリーと内側中空構造の内部表面との間に１つ以上の空洞が形成されるように、内側中空構造内に少なくとも１つのバッテリーを組み立てることと、熱伝達媒体を１つ以上の空洞に充填することと、外側中空構造の内部表面と内側中空構造の外部表面との間に位置する少なくとも１つのチャネルを通じて熱伝達流体が流れることを可能とすることと、を含む。成形プロセスは、このプロセスにおいて、ブロー成形、射出成形、圧縮成形、回転成形からなる群より選択される１つまたはこれらの組み合わせを利用してもよい。

必要に応じて、本プロセスは、内側中空構造において、バッテリーまたはバッテリーモジュールの重量を支えるため、または、そのようなバッテリーの配置および保持を補助するバンプストップとして機能するための１つ以上の構造要素を形成することをさらに含んでもよい。これらの構造要素は、例えば、「シップインボトル（ＳＩＢ）」技術または「タンクアドバンスプロセス技術（ＴＡＰＴ）」を利用するブロー成形のような成形プロセスにより形成されてもよい。

必要に応じて、本プロセスはさらに、剛性を向上させるため、および／または、流体の流れを誘導することによって流体の混合を促進するために、外側中空構造の内部表面または内側中空構造の外部表面から少なくとも１つのチャネル内に突出する１つ以上の特徴を形成することをさらに含んでもよい。

本明細書に記載される説明から、適用可能なさらなる範囲が明らかになるであろう。本明細書に記載された説明および具体的な例は、説明のみを目的とすることを対象とし、本開示の範囲を限定すること意図していないことを理解すべきである。

本開示を十分に理解できるようにするために、以下に添付図面を参照しながら、様々な形態について例示しつつ説明する。各図の構成要素は、必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではなく、むしろ本発明の原理を説明することに重点を置いている。

図１Ａは、本開示の教示に従って形成された二重壁エンクロージャ内にバッテリーを含むバッテリーパックの切断周辺図を示す概略図である。 図１Ｂは、図１Ａのバッテリーパックおよびエンクロージャをｘ軸に沿って切断した断面図である。 図２Ａは、本開示の教示に従って形成された別のバッテリーパックの断面図である。 図２Ｂは、本開示の教示に従って形成されたさらに別のバッテリーパックの断面図である。 図３は、図１Ｂに示すものと同様の、別のバッテリーパックおよびエンクロージャの断面図であり、ここでは二重壁エンクロージャの構造内に１つ以上の構造的サポートが提供されている。 図４Ａは、本開示の教示に従って形成された別の二重壁エンクロージャ内にバッテリーを含むバッテリーパックの切断周辺図を示す概略図である。 図４Ｂは、図４Ａのバッテリーパックおよびエンクロージャをｘ軸に沿って切断した断面図である。 図５は、エンクロージャの１つ以上のチャネル内に突出する特徴を通じた流体の流れを強調した、エンクロージャの一部の透視断面図である。 図６は、本開示の教示に従って、二重壁エンクロージャ内にバッテリーを含むバッテリーパックを形成するプロセスのフローチャートである。

これらの図は、単に説明目的で提供されており、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

以下の説明は、単なる例示であり、本開示、その適用または使用を制限することを意図するものではない。例えば、本明細書に記載される教示に従って製造され、使用されるバッテリーエンクロージャは、構造要素およびその使用をより十分に説明するために、電気自動車（ＥＶ）またはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）におけるバッテリーまたはバッテリーパックの熱管理に関連させて本開示を通して説明される。バッテリーエンクロージャの組み込みおよび使用は、バッテリーまたはバッテリーパックを利用する他の電気機器または装置への用途も含むが、これに限定されない他の用途での組み込みおよび使用についても本開示の範囲内にあると考えられる。さらに、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、集積化ゲート転流型サイリスタ（ＩＧＣＴ）等のパワーエレクトロニクスデバイスは、家庭用電子機器、産業用装置、通信機器、輸送システム、電力系統等の分野で電力供給の効率化のために広く使用されており、本開示に示される二重壁エンクロージャの概念によって大きな利益を得る可能性がある。本明細書および図面全体を通じて、対応する参照番号は、同様または対応する部品および特徴を示すことを理解すべきである。

本明細書において、「バッテリーセル」とは、アノードおよびカソード、ならびに、電極、セパレーター、電解液等の、蓄積された化学エネルギーを電気に変換するために使用される任意の構成要素を含むバッテリーの基本的な電気化学ユニットを指す。これに対し、「バッテリー」または「バッテリーモジュール」とは、ハウジング内に収容された少なくとも１つ以上のバッテリーセルであり、電気接続と制御および保護のための電子機器とを備えるものを指す。「バッテリーパック」とは、複数のバッテリーの集合体、すなわち、複数のバッテリーモジュールであり、該複数のバッテリーモジュールが互いに直列または並列に接続されることで、ハウジング内に固定されたバッテリーの集合体から発生する電圧または容量を増加させるものを指す。

本明細書では、明確かつ簡潔な仕様が記述できるように実施形態が説明されているが、これらの実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなく、様々に組み合わせたり分離したりすることが可能であることが、意図されており、また、理解されるであろう。例えば、本明細書に記載されたすべての好ましい特徴は、本明細書に記載されたすべての側面に適用可能であることが理解されるであろう。

本開示は、バッテリーの熱管理のための二重壁エンクロージャを提供する。この二重壁エンクロージャは、通常、１つ以上のバッテリーモジュールを収容する内側中空構造と、その内側中空構造を囲み、または包含する外側中空構造を含む。バッテリーと内側中空構造の内部表面との間には、１つ以上の空洞が形成される。同様に、内側中空構造の外部表面と外側中空構造との間には、少なくとも１つのチャネルが形成される。バッテリーの熱管理を提供するために、この少なくとも１つのチャネルは、熱伝達流体が流れるように構成されている。少なくとも１つのチャネルは、バッテリーの上部、バッテリーの下部、バッテリーの１つ以上の側部、または、これらの組み合わせに位置してもよい。

動作中、バッテリーと内側中空構造の内部表面との間の空洞は、熱伝達媒体で充填されてもよい。さらに、少なくとも１つのチャネルは、そこを流れる熱伝達流体を含む。バッテリーから発生した熱は、熱伝達媒体を介して内側中空構造へ移動し、さらに内側中空構造を通過して、内側中空構造および外側中空構造の間に位置する少なくとも１つのチャネルを流れる熱伝達流体に移動する。

熱伝達媒体は、特に限定されないが、単相誘電流体、多相誘電流体、相変化材料またはこれらの組み合わせを含んでもよい。相変化材料は、特に限定されないが、パラフィン、糖アルコール、塩水和物またはこれらの組み合わせを含んでもよい。単相誘電流体としては、特に限定されないが、例えば、Ｋｒｙｏ５１およびＫｒｙｏ２０（ＬＡＵＤＡ Ｄｒ． Ｒ． Ｗｏｂｓｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ， Ｇｅｒｍａｎｙ）、Ｘｅｎｉｔｒｏｎ ３２２１（Ｃｒｏｄａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＰＬＣ， Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）が挙げられる。多相誘電流体としては、特に限定されないが、例えば、Ｎｏｖｅｃ ７０００（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ）が挙げられる。内側中空構造の好適な設計において、媒体のコストおよび重量の観点から、空洞を充填するために必要な熱伝達媒体の量は、最小限に抑えられてもよい。本開示の二重壁エンクロージャのほとんどの設計では熱伝達媒体が静止しているものとして説明されているが、本開示を逸脱しない範囲で、この熱伝達材料を循環させ、または流動させることも可能であることを、当業者であれば理解するであろう。

熱伝達流体は、通常の周囲温度において液体である熱伝達材料を含んでもよい。熱伝達流体は、特に限定されないが、水、グリコールまたは水／グリコール混合物を含んでもよい。

熱伝達媒体から熱伝達流体への熱の移動を促進するために、内側中空構造は、通常、内側中空構造が熱伝達流体と熱的に接触することにより、バッテリーパックの熱管理を提供するように、ポリマー材料を含む。ポリマー材料は、エラストマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）またはこれらの組み合わせを含んでもよい。ポリマー材料として使用されるＴＰＥは、特に限定されないが、スチレン系ブロック共重合体（ＴＰＥ－Ｓ）、ポリオレフィンブレンド（ＴＰＥ－Ｏ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＥ－Ｕ）、熱可塑性ポリエステル（ＴＰＥ－Ｅ）、熱可塑性ポリアミド（ＴＰＥ－Ａ）またはこれらの混合物を含んでもよい。あるいは、ポリマー材料として使用される熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはこれらの混合物を含んでもよい。ポリマー材料は、特性の組み合わせに基づいて選択される。該特性は、特に限定されないが、硬度、コスト、環境への影響、および、内側中空構造を形成するために利用可能な加工方法等の特性を含む。特定の用途に選択されるポリマー材料の種類は、バッテリー、熱伝達流体および／または外側中空構造との必要な、または所望の接触を確保するために、内側中空構造の壁厚に影響を与えてもよい。

必要に応じて、ポリマー材料は、ショアＡ硬度が約４０から１００の範囲、または、ショアＤ硬度が２０から約７５の範囲であってもよい。熱伝導率を向上させるために、ポリマー材料は、熱伝導性ポリマー材料であってもよい。一般的に、熱伝導性ポリマー材料は、固有の熱伝導性を有するポリマー、ブレンド中の１つ以上のポリマーが固有の熱伝導性を有するポリマーのブレンド、ポリマーマトリックスとして構成された少なくとも１つのポリマーと該ポリマーマトリックスに分散された熱伝導性フィラーとを含む複合ポリマー材料、または、これらの組み合わせを含んでもよい。

固有の熱伝導性を有するポリマーは、単独で使用してもよく、他のポリマーとのブレンドとして使用してもよく、複合ポリマー材料の一部を形成するポリマーマトリックスの少なくとも一部として使用してもよい。熱伝導性ポリマー材料としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導性エポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはその他の高性能エンジニアリングポリマーが挙げられる。必要に応じて、熱伝導性ポリマー材料は、例えば、ビフェニル官能基を含む液晶構造を有するジアミン硬化エポキシ樹脂のような、リジッドな共役骨格および強い分子間π－πスタッキング相互作用を有する共役ポリマーを含んでもよい。熱伝導性ポリマー材料の固有の熱伝導率は、結晶化度、結晶粒径、結晶粒（微結晶）の配向、分子鎖長、アモルファス領域が微結晶と結合する程度等に基づく物理構造の形成、または、ポリマーの合成および加工中にポリマー鎖の官能基性の構造を調整することで、向上することができる。

内側中空構造を形成するために使用される熱伝導性ポリマー材料が、ポリマーマトリックスに熱伝導性フィラーが分散された複合ポリマー材料である場合、ポリマーマトリックスは、比較的柔らかく、かつ、効率的な熱伝達を可能にする柔軟な複合ポリマー材料を提供する。この点に関して、熱伝導性フィラーは、良好な熱伝導率を提供することができ、一方で、内側中空構造の表面とその内部に配置されたバッテリーとの間における、ギャップを直接除去し、かつ、これらの間における良好な物理的接触を提供するために、また、そこに形成された空洞を満たす熱伝達媒体と内側中空構造の表面との間にも良好な物理的接触を提供するために、ポリマーマトリックスは、十分に柔らかく、かつ、しなやかである。あるいは、ポリマーマトリックスは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）のようなより硬いポリマー材料であってもよい。この場合、熱伝達媒体は、そこに形成された空洞を満たし、良好な接触および熱伝達を提供する。熱伝導性フィラーが低い電気伝導性を示してもよいため、複合ポリマー材料の使用は、バッテリーパックの電気的絶縁を効果的に提供することもできる。

さらに、内側中空構造と外側中空構造との間にある１つ以上のチャネルを通じて熱伝達流体が流れることが可能となることで、内側中空構造および外側中空構造を形成するために使用される材料は、２０％以下体積変化してもよく、１５％未満体積変化してもよく、約１０％以下体積変化してもよく、５％以下体積変化してもよい。

本開示の二重壁エンクロージャは、従来の市販のアルミニウム冷却プレートほどの熱伝導性を有しないが、内側中空構造のポリマー材料と、熱伝達媒体と熱伝達流体との存在により得られる熱伝導性は、従来のアルミニウム冷却プレートの使用で必要とされる追加の絶縁層を必要とすることなく、直接的に必要な電気絶縁性を提供しつつ、バッテリーパックの熱管理に必要または望まれる性能を提供することができる。さらに、本開示の教示に従って形成された二重壁エンクロージャは、従来の冷却プレートに比べて、製造コストの低減、軽量化、組み立ての容易化、バッテリーパック内で短絡が発生する可能性の低減、場合によっては（例：接着層およびポリマーパッドを使用する場合と比較して）、リサイクルの容易化といった追加の利点を提供する。二重壁エンクロージャを形成するプロセスは、従来の冷却プレートに関連する製造プロセスと比べてツールに違いがあり、必要な投資コストが低いため、小規模市場向けの製品の製造を商業的に実現する可能性を開く。

本開示の目的において、本明細書で使用される測定可能な数値および範囲に関する「約」および「実質的に」という用語は、当業者に知られている予測される変動（例：測定の限界および変動性）を指す。

本開示の目的において、「少なくとも１つの（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」および「１つ以上の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｏｆ）」という用語は、互換的に使用され、同義であってもよい。これらの用語は、単一の要素または複数の要素の包含を指し、要素の後に「（ｓ）」という接尾辞を付けることで表現されてもよい。例えば、「少なくとも１つのチャネル（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｃｈａｎｎｅｌ）」、「１つ以上のチャネル（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｃｈａｎｎｅｌｓ）」および「チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ（ｓ））」は、互換的に使用され、同義であることを意図されてもよい。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、バッテリーパック１が、１つ以上のバッテリーモジュール１０とともに示されており、各バッテリーモジュールが、二重壁エンクロージャ３内に配置された正極端子１５（＋）および負極端子１５（－）を有する。図１Ｂでは、図１Ａのバッテリーパックをｘ軸に沿って切断した断面図が示されている。二重壁エンクロージャ３は、一般に、内側中空構造７またはハウジングと、内側中空構造７を取り囲み、または、包囲する、外側中空構造５またはハウジングとを有する。１つ以上のバッテリーモジュール１０は、内側中空構造７の内部に配置される。１つ以上の空洞２０は、バッテリー１０と内側中空構造７の内部表面８との間に形成され、熱伝達媒体２２で充填されてもよい。１つ以上の空洞２０は、バッテリー１０の周囲の一部に形成されてもよく、図１Ｂに示されているように、バッテリー１０の全周にわたって形成されてもよい。また、少なくとも１つのチャネル２５は、内側中空構造７の外部表面９と外側中空構造５の内部表面６との間に形成される。この少なくとも１つのチャネル２５は、熱伝達流体２７で充填されてもよい。

図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、二重壁エンクロージャ３の構造およびその使用方法をより完全に説明するために、本明細書に示されるほとんどの図では、少なくとも１つのチャネル２５が、バッテリー１０またはバッテリーモジュール１０の上部に配置されているように示されている。内側中空構造７と外側中空構造５との間にチャネル２５が存在しない箇所では、内側中空構造７の外部表面８が、外側中空構造５の内部表面６と接触している。しかしながら、図２Ａに示すように、少なくとも１つのチャネル２５は、上下逆に配置されてもよく、この場合、少なくとも１つのチャネル２５は、バッテリー１０もしくはバッテリーモジュール１０の下部に配置されるか、または、バッテリー１０の上下両方に配置される。同様に、図２Ｂに示されるように、特定の用途に応じて必要または望まれる場合には、少なくとも１つのチャネル２５が、バッテリーパック１における、バッテリー１０またはバッテリーモジュール１０の１つ以上の側部に配置されてもよい。したがって、少なくとも１つのチャネル２５は、本開示の範囲を超えない範囲で、バッテリー１０の上部、下部、１つ以上の側部、または、これらの組み合わせに配置されてもよい。

図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、および図２Ｂに示すとおり、内側中空構造７を形成するためのポリマー材料の使用は、本来的に存在し得るバッテリー１０の表面粗さまたは表面の凹凸を克服し、バッテリー１０と、適合しつつ接触を確立するための、および／または、その間に形成された空洞２０内に存在する熱伝達媒体２２と完全に接触するための、十分な性能を、内側中空構造７の内部表面９に対して提供する。また、内側中空構造７の外部表面９は、外側中空構造５と内側中空構造７との間に配置された少なくとも１つのチャネル２５内の熱伝達流体２７と、少なくとも５０％の表面接触を維持することができる。あるいは、内側中空構造７が維持する熱伝達流体２７との表面接触は、５０％と１００％との間であってもよく、５０％超１００％未満であってもよく、５５％と９５％との間であってもよく、約６０％から約９０％までであってもよい。本開示の目的において、「ｂｅｔｗｅｅｎ（の間）」という用語は、指定された範囲の限界を含むものとする。

図３に示すとおり、内側中空構造７は、バッテリーの重量を支えるように構成され、または、バッテリーの配置および保持を補助するように構成されたバンプストップとして機能する１つ以上の構造要素３０、３５を含んでもよい。これらの構造要素３５は、内側中空構造７の組成と、同じ組成であってもよい。または、構造要素３０は、内側中空構造７の組成と、異なる組成であってもよい。構造要素３０、３５は、内側中空構造７と一体的に形成され、または、内側中空構造７に接続される挿入部材として形成されてもよい。

本開示の目的において、「一体的に形成される（ｉｎｔｅｇｒａｌｌｙ ｆｏｒｍｅｄ）」または「一体的に形成される（ｆｏｒｍｅｄ ｉｎｔｅｇｒａｌｌｙ）」という用語は、構造要素３５と内側中空構造７とが単一の部品として成形または形成されること、および／または、構造要素３０と内側中空構造７とが別個に形成され、その後、超音波溶接、スピン溶接、振動溶接、ホットプレート溶接、赤外線溶接、レーザー溶接、およびオーバーモールディングプロセスのうちの１つ以上の方法を使用して結合されて「漏れのない」中空構造７として形成されることを意味する。または、構造要素３５は、単一の部品として形成されてもよい。ポリマー材料から単一の部品を形成できる当業者に知られている任意のプロセスを使用することでき、例えば、これに限定されないが、射出成形またはブロー成形が挙げられる。同様に、内側中空構造７および外側中空構造５は、これに限定されないが、「シップインボトル（ＳＩＢ）」技術またはブロー成形を介して実施される「タンクアドバンスプロセス技術（ＴＡＰＴ）」のような技術の使用を通して、一体的に形成されてもよい。ＳＩＢまたはＴＡＰＴに関する追加情報は、米国特許公開第２００５／００４０５６６号、米国特許公開第２００５／００４０５６７号および米国特許公開第２０２１／０３７９８１１号に記載されており、それぞれの全文は参照により本明細書に組み込まれる。ＴＡＰＴの使用は、ブロー成形プロセス中にバッテリーパックが熱にさらされないという追加の利点を提供する。

内側中空構造７は、壁厚が約０．３ミリメートル（ｍｍ）から約２．５ｍｍまでの範囲となるように形成される。あるいは、壁厚は、約０．５ｍｍから約２．３ｍｍまでの範囲であってもよく、約１．０ｍｍから約２．０ｍｍまでの範囲であってもよい。同様に、外側中空構造５の壁厚は、二重壁エンクロージャ３の構造的な整合性を確保するために、約１．０ｍｍから約５．０ｍｍまでの範囲、あるいは、約１．５ｍｍから約４．０ｍｍまでの範囲である。内側中空構造７および／または外側中空構造５の上部、下部、および／または側部の壁厚は、特定の用途に使用される構造設計および製造パラメータに応じて、同じであってもよく、または、異なってもよい。例えば、壁厚の選択は、バッテリーの重量を支えるために十分な剛性を提供し、かつ、内側中空構造７および／または外側中空構造５の構造内の応力レベルが、それらの構造５、７を形成するために用いられる材料の降伏応力より低くなるように維持するために、必要な厚みに応じて変化してもよい。

図４Ａおよび図４Ｂに示すとおり、図１Ａおよび図１Ｂに示されるものと類似したバッテリーパック１が提供され、少なくとも１つの傾斜構造支持体５０がチャネル２５を分割することにより、熱伝達流体２７が複数の方向に流れるようになっている。当業者は、傾斜構造支持体５０の代わりに、固体構造支持体を使用することも可能であり、それによって本開示の範囲を超えることはないことを理解するであろう。しかしながら、傾斜構造支持体５０の設計は、外側中空構造５を形成に使用するために選択される製造プロセス（例えばブロー成形等）の種類に応じて望ましい場合がある。傾斜構造支持体５０の設計を使用することで、小領域（ａ）が生じ、この領域では熱伝達が非常に制限されるが、これは、内側中空構造７の外部表面９と熱伝達流体２７との間の熱的接触の欠落により生じる。この小領域（ａ）の存在は、二重壁エンクロージャ３がバッテリー１０の熱管理を提供する性能には影響を与えない。

図５を参照すると、図４Ａおよび図４Ｂのチャネル２５の領域におけるバッテリーパック１の断面図が示されている。図５では、内側中空構造７の外部表面９の輪郭が示されており、そこから少なくとも１つの特徴４０が、発生し、少なくとも１つのチャネル２５内に突出することにより、剛性を向上させるとともに、熱伝達流体２７の流れを誘導または制御する。当業者は、これらの特徴４０が、内側中空構造７の外部表面９（図４参照）、外側中空構造５の内部表面６、または、これら両方の表面６、９から、１つ以上のチャネル２５内に突出してもよく、それによって本開示の範囲を超えることはないことを理解するであろう。特徴４０の形状は、特に限定されないが、円筒形、楕円形または角であってもよい。特徴４０の数、形状および配置は、チャネル２５内の熱伝達流体２７の所望の流れ、および／または、所望の混合が得られるように選択される。図５では、経路（→）は、１つ以上のチャネル２５内に突出する特徴４０の存在下で流体の混合を提供する。熱伝達流体２７は、これに限定されないが、水、グリコール、または水／グリコール混合物を含む、あらゆる種類の熱伝達液体を含んでもよい。

内側中空構造７が複合ポリマー材料を含む熱伝導性ポリマー材料で形成される場合、この複合ポリマー材料は、一般に、熱伝導性フィラーがポリマーマトリックス内に分散されたものからなり、本質的に構成し、または、含む。この熱伝導性フィラーは、バッテリーの電気的絶縁を補助するために、低い電気伝導率を示してもよい。本開示の目的において、熱伝導性フィラーが示す低い電気伝導率は、９．９×１０^５Ｓ／ｍオーダー以下、または、９．９×１０^４Ｓ／ｍオーダー以下と定義される。あるいは、熱伝導性フィラーの電気伝導率は、電気絶縁体として分類されるほど、十分に低い。

熱伝導性フィラーは、複数の粒子を含み、これらの粒子の組成は、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、グラフェン、黒鉛、カーボンナノチューブ（単層または多層）、または、これらの混合物を含む。粒子は、これに限定されないが、球形、平板状（例：小板状）、不規則形、または細長い形状（例：繊維状）を含む形状を有してもよい。粒子は、熱伝導性を提供する任意の実現可能な結晶形態を有する粒子として記述されてもよい。または、熱伝導性フィラーとして使用される窒化ホウ素は、多くの用途における使用に望ましいレベルの熱伝導性および電気絶縁性を提供する。熱伝導性フィラーとして使用される窒化ホウ素（ＢＮ）粒子は、六方晶系（Ｈ－ＢＮ）または、立方晶系（Ｃ－ＢＮ）のいずれかの結晶構造を有してもよく、熱伝導性フィラーは、Ｈ－ＢＮであってもよい。

ポリマーマトリックスは、ショアＡ硬度が約４０から１００の範囲、または、ショアＤ硬度が２０から約７５の範囲である、エラストマー、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含んでもよい。あるいは、ポリマーマトリックスは、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であり、該熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、ショアＡ硬度が約５０から約９０の範囲、または、ショアＤ硬度が約４５から約７５の範囲であってもよく、ショアＡ硬度が約７０から約８０の範囲であってもよい。ショアＡ硬度および／またはショアＤ硬度は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４４０ ００、ＩＳＯ ７６１９およびＩＳＯ ８６８；ＤＩＮ ５３５０５；および／またはＪＩＳ Ｋ ６３０１（ＪＩＳ Ｋ ６２５３に置き換えられている）に準拠したショア（登録商標）（デュロメーター）試験によって測定されてもよい。あるいは、ポリマーマトリックスは、熱可塑性樹脂であり、該熱可塑性樹脂のショアＤ硬度が約６０から７５の範囲であってもよい。

本開示の一側面によれば、複合ポリマー材料７０の組成は、ショアＡ硬度が約７０から約８０の範囲の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）内に分散された複数の窒化ホウ素粒子を含む。

熱伝導性フィラーは、固体粒子を液体ポリマーに分散させるために知られている任意の混合技術を使用して、ポリマーマトリックス内に分散されてもよい。混合することで、熱伝導性フィラーの含有量は、複合ポリマー材料の全重量に対して、約５重量％から約３０重量％までの範囲である。あるいは、熱伝導性フィラーの含有量は、複合ポリマー材料の全重量に対して、約５重量％から約２５重量％までの範囲であってもよく、約１０重量％から約２０重量％までの範囲であってもよい。

外側中空構造５は、バッテリーパックの物理的または機械的な保護を提供するために、「硬い」ポリマーで形成される。外側中空構造は、これに限定されないが、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、または、共重合体、ポリマーブレンド／混合物、多層構造または複合材料としてのこれらの組み合わせを含んでもよい。外側中空構造は、繊維または粒子状の補強材（例えば、ガラス、カーボン等）のような、複数のフィラーをさらに含んでもよく、これによって構造性能を向上させ、熱暴走の緩和を提供することができる。

本開示の別の側面によれば、熱管理を備えたバッテリーパックが提供される。図１～図５を再び参照すると、バッテリーパック１は、一般に、少なくとも１つのバッテリー１０と、前述のように構成され、また、本項目においてさらに定義される二重壁エンクロージャ３を含む。この二重壁エンクロージャ３は、電気自動車（ＥＶ）またはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）内の少なくとも１つのバッテリー１０の熱管理を提供するために使用されてもよい。

図６に示す通り、本開示の別の側面によれば、前述のように構成され、本明細書においてさらに定義されるバッテリーパックを形成するためのプロセス１００が提供される。この工程１００は、一般に、ポリマー材料を供給すること１０５と、ポリマー材料から外部表面と内部表面とを有する内側中空構造を成形すること１１０と、内側中空構造の外部表面を囲む内部表面を有する外側中空構造を成形すること１１５と、ここで、内側中空構造の外部表面が、外側中空構造の内部表面と接触し、または、内側中空構造の外部表面が、少なくとも１つのチャネルを外側中空構造の内部表面と形成し、少なくとも１つのバッテリーを供給すること１２０と、バッテリーと内側中空構造の内部表面との間に１つ以上の空洞が形成されるように、内側中空構造内に少なくとも１つのバッテリーを組み立てること１２５と、熱伝達媒体を１つ以上の空洞に充填すること１３０と、外側中空構造の内部表面と内側中空構造の外部表面との間に位置する少なくとも１つのチャネルを通じて熱伝達流体が流れることを可能とすること１３５と、を含む。このプロセスにおける成形プロセス１２０、１１５は、ブロー成形、射出成形、圧縮成形、回転成形からなる群より選択される１つまたはこれらの組み合わせであってもよい。

望ましい場合、本プロセス１００は、内側中空構造において、バッテリーまたはバッテリーモジュールの重量を支えるため、または、バッテリーの配置および保持を補助するバンプストップとして機能するための１つ以上の構造要素を形成するステップ１４０をさらに含んでもよい。これらの構造要素は、例えば、「シップインボトル（ＳＩＢ）」技術または「タンクアドバンスプロセス技術（ＴＡＰＴ）」を利用するブロー成形のような成形プロセスにより形成されてもよい。

望ましい場合、本プロセス１００はさらに、剛性を向上させ、および／または、流体の流れを誘導することによって流体の混合を促進するために、外側中空構造の内部表面１４５Ａまたは内側中空構造の外部表面１４５Ｂから少なくとも１つのチャネル内に突出する１つ以上の特徴を形成するステップ１４５Ａ、１４５Ｂをさらに含んでもよい。この追加の形成ステップ１４５Ａ、１４５Ｂは、一般的に、成形プロセスで用いられる金型を作製する際に、例えば、３Ｄプリンティングの使用、または、金型内でのインサートの配置等の追加のステップを含めることにより、成形プロセス１１０に組み込まれる。

望ましい場合、内側中空構造における少なくとも１つのバッテリーを組み立てるステップ１２５は、前記「シップインボトル（ＳＩＢ）」技術またはブロー成形の間に「タンクアドバンスプロセス技術（ＴＡＰＴ）」を使用して、内側中空構造を成形するステップ１１０と組み合わせて実施してもよい。あるいは、組み立てステップ１２５は、開口部を有する内側中空構造内に１つ以上のバッテリーモジュールを配置することを含んでもよい。バッテリーを配置した後、この開口部は、「漏れのない」中空構造を形成するために、超音波溶接、スピン溶接、振動溶接、ホットプレート溶接、赤外線溶接、レーザー溶接およびオーバーモールディング技術のいずれか１つ以上を使用して、閉じられる。内側中空構造内に配置される１つ以上のバッテリーモジュールは、これに限定されないが、角柱状、円筒形、パウチ型またはこれらの組み合わせを含む任意の既知のセルフォーマットを有してもよい。

当業者は、上記および図６に記載された方法のプロセスステップ、ならびに、本項目においてさらに定義されるプロセスステップが、記載された順序で実施されることに限定されるものではなく、材料の選択および材料の処理に選択される製造設備および技術に基づいて、任意の所望または必要な順序で実施されてもよいことを理解するであろう。各プロセスステップは、連続または同時に実施されてもよく、そのようなステップは、組み合わせて連動してもよく、他のプロセスステップの一部として実施されてもよい。あるいは、望ましい場合、プロセスステップは、提供された順序で実施されてもよい。

本開示を基に、当業者は、本明細書に開示された特定の実施形態に多くの変更を加えることができ、本開示の趣旨または範囲を逸脱し、超過することなく、同様または類似の結果を得ることができることを理解するであろう。当業者は、本明細書に記載された任意の特性が、日常的に測定される特性であり、複数の異なる方法によって得られることができる特性であることを理解するであろう。本明細書に記載された方法は、そのような方法および他の方法を代表するものであり、本開示の範囲を逸脱することなく、他の方法を使用してもよい。

本発明の様々な形態についての前述の説明は、例示および説明を目的として提示されたものである。それは網羅的なものではなく、また本発明を開示された正確な形態に限定することを意図したものではない。上記の教示に照らして、多くの修正または変形が可能である。議論された形態は、本発明の原理およびその実際の適用を最もよく示すために選択され、説明されたものであり、これにより、当業者が、想定される特定の用途に適した様々な形態において、および、様々な変更とともに本発明を利用できるようになる。したがって、本発明は、上述の好ましい模範的な実施形態に限定されるものではない。むしろ、基本的に異なる実施形態においても、例示された解決策を利用する多数の変形が考えられる。すべてのそのような修正および変形は、公正、法的および公平に権利を与えられる広さに従って解釈される場合、添付の特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内である。

Claims (25)

1. バッテリーパックの熱管理のための二重壁エンクロージャであって、
   内部表面および外部表面を有する内側中空構造を有し、
   前記内側中空構造内には１つ以上のバッテリーモジュールが配置され、
   内部表面を有する外側中空構造を有し、
   前記内側中空構造の前記外部表面が、前記外側中空構造の前記内部表面と接触し、または、前記内側中空構造の前記外部表面が、熱伝達流体が流れる少なくとも１つのチャネルを前記外側中空構造の前記内部表面と形成し、
   前記内側中空構造が、前記熱伝達流体と熱的に接触することで、前記バッテリーパックの前記熱管理を提供するように、前記内側中空構造が、ポリマー材料を含む、
   二重壁エンクロージャ。
2. 前記内側中空構造は、約０．３ミリメートル（ｍｍ）から約２．５ｍｍの範囲の壁厚を有し、
   前記外側中空構造は、約１．０ｍｍから約５．０ｍｍの範囲の壁厚を有する、
   請求項１に記載の二重壁エンクロージャ。
3. 前記１つ以上のバッテリーモジュールと前記内側中空構造の前記内部表面との間に１つ以上の空洞が形成され、
   前記１つ以上の空洞は、少なくとも一部が熱伝達媒体で充填される、
   請求項１または２に記載の二重壁エンクロージャ。
4. 前記１つ以上の空洞内の前記熱伝達媒体は、単相誘電流体、多相誘電流体、相変化材料またはこれらの組み合わせであり、
   前記少なくとも１つのチャネル内の前記熱伝達流体は、水、グリコールまたは水／グリコール混合物のいずれかである、
   請求項３に記載の二重壁エンクロージャ。
5. 前記ポリマー材料は、エラストマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）またはこれらの組み合わせを含む、
   請求項１～４のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
6. 前記ポリマー材料は、ショアＡ硬度が約４０から１００の範囲、または、ショアＤ硬度が２０から約７５の範囲である、
   請求項１～５のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
7. 前記ポリマー材料は、熱伝導性ポリマー材料である、
   請求項１～６のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
8. 前記熱伝導性ポリマー材料は、固有の熱伝導性を有するポリマー、ブレンド中の１つ以上のポリマーが固有の熱伝導性を有するポリマーのブレンド、ポリマーマトリックスとして構成された少なくとも１つのポリマーと該ポリマーマトリックスに分散された熱伝導性フィラーとを含む複合ポリマー材料、または、これらの組み合わせを含む、
   請求項７に記載の二重壁エンクロージャ。
9. 前記熱伝導性フィラーは、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、グラフェン、カーボンナノチューブまたはこれらの混合物からなる群より選択される組成を有する複数の粒子を含む、
   請求項８に記載の二重壁エンクロージャ。
10. 前記ポリマー材料の組成は、ショアＡ硬度が約７０から約８０の範囲である熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）マトリックスに分散された複数の窒化ホウ素粒子を含有する、複合ポリマー材料を含む、
    請求項１～６のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
11. 前記外側中空構造は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）もしくはポリアミド（ＰＡ）、または、共重合体、ポリマーブレンド／混合物、多層構造もしくは複合材料のいずれかとしてのこれらの組み合わせを含む、
    請求項１～１０のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
12. 前記少なくとも１つのチャネルは、前記１つ以上のバッテリーモジュールに対して上部、下部、少なくとも一方の側部またはこれらの組み合わせに位置している、
    請求項１～１１のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
13. 前記内側中空構造は、前記１つ以上のバッテリーモジュールの重量を支えるため、および／または、バッテリーの配置および保持を補助するように構成されたバンプストップとして機能する１つ以上の構造要素を含み、
    前記１つ以上の構造要素は、前記内側中空構造と一体的に形成され、または、前記内側中空構造に接続される挿入部材として形成されている、
    請求項１～１２のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
14. 前記内側中空構造の前記外部表面または前記外側中空構造の前記内部表面の少なくとも一方が、剛性を向上させるように構成され、および／または、流体の流れを誘導することによって流体の混合を促進するように構成された１つ以上の特徴を含み、
    前記少なくとも１つの特徴は、前記少なくとも１つのチャネル内に突出している、
    請求項１～１３のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
15. 前記少なくとも１つのチャネル内の前記熱伝達流体との少なくとも５０％の表面接触が維持されるように、前記少なくとも１つのチャネルの一部を形成する前記内側中空構造の前記外部表面の少なくとも一部は平坦である、
    請求項１～１４のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
16. 前記内側中空構造および前記外側中空構造は、前記少なくとも１つのチャネルを通じて前記熱伝達流体が流れることが可能となることで、体積変化が、約１５％未満となる、
    請求項１～１５のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
17. 前記熱伝導性フィラーの含有量が、前記複合ポリマー材料の全重量に対して、約５重量％から約２５重量％までの範囲となるように、前記熱伝導性ポリマー材料は、熱伝導性フィラーが分散されたポリマーマトリックスを有する複合ポリマー材料を含む、
    請求項７～９のいずれかに記載の二重壁エンクロージャ。
18. 熱管理を備えたバッテリーパックであって、
    少なくとも１つのバッテリーと、
    請求項１～１７のいずれかに記載の二重壁エンクロージャと、を含み、
    前記二重壁エンクロージャは、
    内部表面および外部表面を有する内側中空構造を有し、
    前記内側中空構造内には１つ以上のバッテリーモジュールが配置され、
    内部表面を有する外側中空構造を有し、
    前記内側中空構造の前記外部表面が、前記外側中空構造の前記内部表面と接触し、または、前記内側中空構造の前記外部表面が、熱伝達流体が流れる少なくとも１つのチャネルを前記外側中空構造の前記内部表面と形成し、
    前記内側中空構造が、前記熱伝達流体と熱的に接触することで、前記バッテリーパックの前記熱管理を提供するように、前記内側中空構造が、ポリマー材料を含む、
    バッテリーパック。
19. 前記ポリマー材料が、熱伝導性ポリマー材料を含む、
    請求項１８に記載のバッテリーパック。
20. 前記熱伝導性ポリマー材料は、熱伝導性フィラーが分散されたポリマーマトリックスを有する複合ポリマー材料を含み、
    前記熱伝導性フィラーは、窒化ホウ素、アルミナ、窒化ケイ素、グラフェン、カーボンナノチューブまたはこれらの混合物からなる群より選択される組成を有する複数の粒子を含み、
    前記ポリマーマトリックスは、ショアＡ硬度が約４０から１００の範囲、または、ショアＤ硬度が２０から約７５の範囲である、エラストマー、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であり、
    前記熱伝導性フィラーの含有量は、前記複合ポリマー材料の全重量に対して、約５重量％から約２５重量％までの範囲である、
    請求項１９に記載のバッテリーパック。
21. 電気自動車（ＥＶ）またはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）において、１つ以上のバッテリーモジュールの熱管理を提供するための、請求項１～１７のいずれかに記載の二重壁エンクロージャの使用。
22. 熱管理のために構成された請求項１８～２０のいずれかに記載のバッテリーパックを形成するプロセスであって、
    ポリマー材料を供給することと、
    前記ポリマー材料から内側中空構造を成形することと、
    ここで、前記内側中空構造が外部表面および内部表面を有し、
    前記内側中空構造の前記外部表面を囲む内部表面を有する外側中空構造を成形することと、
    ここで、前記内側中空構造の前記外部表面が、前記外側中空構造の前記内部表面と接触し、または、前記内側中空構造の前記外部表面が、少なくとも１つのチャネルを前記外側中空構造の前記内部表面と形成し、
    少なくとも１つのバッテリーを供給することと、
    前記バッテリーと前記内側中空構造の前記内部表面との間に１つ以上の空洞が形成されるように、前記内側中空構造内に少なくとも１つのバッテリーを組み立てることと、
    熱伝達媒体を前記１つ以上の空洞に充填することと、
    前記外側中空構造の前記内部表面と前記内側中空構造の前記外部表面との間に位置する前記少なくとも１つのチャネルを通じて熱伝達流体が流れることを可能とすることと、を含む、
    プロセス。
23. 前記成形は、ブロー成形、射出成形、圧縮成形、回転成形からなる群より選択される方法またはこれらの組み合わせを使用して実施される、
    請求項２２に記載のプロセス。
24. 前記内側中空構造において、前記バッテリーの重量を支えるように構成され、および／または、バンプストップとして機能するために構成された１つ以上の構造要素であって、前記内側中空構造の組成と、同じ組成または異なる組成である、前記１つ以上の構造要素を形成すること、および／または、
    前記外側中空構造の前記内部表面または前記内側中空構造の前記外部表面から前記少なくとも１つのチャネル内に突出する１つ以上の特徴を形成すること、をさらに含み、
    前記特徴は、剛性を向上させるように構成され、および／または、流体の流れを誘導することによって流体の混合を促進するように構成されている、
    請求項２２または２３に記載のプロセス。
25. 前記成形の方法は、「シップインボトル（ＳＩＢ）」技術または「タンクアドバンスプロセス技術（ＴＡＰＴ）」の利用を含む、
    請求項２２～２４のいずれかに記載のプロセス。