JP5389911B2 - ゴム冷却マニホルドを有するバッテリーモジュール - Google Patents

Description

本願は、一般的にはゴム冷却マニホルドを有するバッテリーモジュールに関する。

発明の背景

バッテリーパックは、使用中に熱を発生する。バッテリーパックの劣化を防止するためには、バッテリーパックを冷却すべきである。

本発明者らは、バッテリーセルアセンブリー中に配置した熱交換機を使用し、バッテリーセルアセンブリーを冷却すべきであることを認識している。さらに、本発明者らは、熱交換機に流体を供給ように形成されたたわみ性の冷却マニホルドを使用し、熱交換機に効果的に連結すべきであることを認識している。

代表的な実施態様によるバッテリーモジュールを提供する。このバッテリーモジュールは、複数の熱交換機を中に有する複数のバッテリーセルアセンブリーを包含する。バッテリーモジュールは、該複数の熱交換機中に流体を導くように形成された第一ゴム冷却マニホルドを包含する。該第一ゴム冷却マニホルドは、第一管状部材、第一入口、第一の複数の出口、及び第一及び第二末端キャップを有する。該第一末端キャップは、該第一管状部材の第一末端に連結されている。該第二末端キャップは、該第一管状部材の第二末端に連結されている。該第一入口は、該第一管状部材の最上部に配置され、該流体を該第一管状部材の中に導く。該第一の複数の出口は、該第一管状部材の外側表面に沿って、同一直線上に、縦方向に、互いに間隔を置いて配置されている。該第一の複数の出口は、該第一管状部材の該外側表面から外向きに伸びている。該第一の複数の出口は、該流体を、該第一管状部材から該複数の熱交換機の中に導き、該複数のバッテリーセルアセンブリーを冷却する。

図1は、代表的な実施態様によるバッテリーモジュールの図である。 図2は、図1に示すバッテリーモジュールの一部を示す分解組立図である。 図3は、図2に示すバッテリーモジュールに使用するバッテリーセルアセンブリーを示す分解組立図である。 図4は、図1のバッテリーモジュールに使用する、別の代表的な実施態様による冷却マニホルドの図である。 図5は、図1に示すバッテリーモジュールの一部の、別の代表的な実施態様による第一及び第二冷却マニホルドを示す断面図である。 図6は、図1のバッテリーモジュールに使用する、別の代表的な実施態様による別の冷却マニホルドを示す図である。 図7は、図1のバッテリーモジュールを冷却する装置を示す図である。

代表的な実施態様の詳細な説明

図1及び2に関して、電力を供給するためのバッテリーモジュール20を示す。バッテリーモジュール20は、バッテリーセルアセンブリー30、32、34、36、38、40、42、44、熱交換機50、52、54、56、側板60、62、64、66、連結板70、72、相互接続アセンブリー74、カバー76、及び冷却マニホルド78、80を包含する。バッテリーセルアセンブリーは、バッテリーセルを中に有するハウジングとして限定される。バッテリーモジュールは、一つに連結された少なくとも2個のバッテリーセルアセンブリーとして限定される。

バッテリーセルアセンブリー30、32、34、36、38、40、42、44は、相互接続アセンブリー74を使用して一つに連結されている。特に、相互接続アセンブリー74は、バッテリーセルアセンブリーから来る電気端子を所望の配置で電気的に連結し、バッテリーセルアセンブリーから電流及び電圧を供給する。

熱交換機50、52、54、56は、流体を冷却マニホルド78から受け取り、バッテリーセルアセンブリーを冷却する。熱交換機50、52、54、56から来る加熱された流体は、冷却マニホルド80により受け取られる。

側板60、62、64、66は、バッテリーセルアセンブリーに連結され、バッテリーセルアセンブリーをさらに支持する。連結板70、72は、側板64、66と噛み合わせ、バッテリーセルアセンブリーをさらに支持するために設けてある。カバープレート76は、相互接続アセンブリー74を覆うように備えられている。

図3に関して、バッテリーモジュール20で使用する、代表的な実施態様によるバッテリーセルアセンブリー32を説明する。バッテリーセルアセンブリー32は、長方形リング形状フレーム部材90、バッテリーセル92、固定(securement)リング形状部材94、バッテリーセル96、長方形リング形状フレーム部材98、熱交換機100、固定リング形状部材102、バッテリーセル104、及び長方形リング形状フレーム部材106を包含する。バッテリーセルアセンブリー32の利点は、アセンブリー32が、熱交換機100がバッテリーセル92、96、104を冷却し、バッテリーセルを所望の温度に維持できるように、まとめられていることである。

長方形リング形状フレーム部材90は、長方形リング形状フレーム部材98と連結され、バッテリーセル92、固定リング形状部材94、及びバッテリーセル96をそれらの間に保持するように形成されている。

バッテリーセル92は、電気端子164、166間に作動電圧を出力するように備えられている。バッテリーセル92は、本体部分及び本体部分の周りに伸びる周辺リップ部分、及び本体部分から伸びる電気端子を包含する。バッテリーセル92は、フレーム部材90と固定リング形状部材94の一部とバッテリーセル96の間に配置される。

固定リング形状部材94は、バッテリーセル92、96を、長方形リング形状フレーム部材90、98の間にさらに固定するために備えられている。固定リング形状部材94は、バッテリーセル92、96の周辺リップ部分間に配置され、バッテリーセル92、96をさらに支持する。

バッテリーセル96は、長方形リング形状フレーム部材98と、バッテリーセル92の一部及び固定リング形状部材94の両方との間に配置する。バッテリーセル96の構造は、バッテリーセル92と実質的に類似している。

長方形リング形状フレーム部材98は、長方形リング形状フレーム部材90と連結し、それらの間にバッテリーセル92、固定リング形状部材94、及びバッテリーセル96を保持するように形成されている。さらに、長方形リング形状フレーム部材98は、長方形リング形状フレーム部材106と連結し、それらの間に熱交換機100、固定リング形状部材102、及びバッテリーセル104を保持するために備えられている。

熱交換機100は、バッテリーセル92、96及び104を冷却し、バッテリーセルを所望の温度に維持するように形成される。熱交換機100は、(i)バッテリーセル96の一部及び長方形リング形状フレーム部材98と、(ii)バッテリーセル104の一部及び固定リング形状部材102との間に配置される。熱交換機100は、ハウジング260、入口262、及び出口264を包含する。熱交換機100を通って流れる間に、流体は熱エネルギーをバッテリーセル92、96、104から吸収し、バッテリーセルを冷却する。出口264から、加熱された流体が冷却マニホルド80に流れる。

固定リング形状部材102は、熱交換機100及びバッテリーセル104を、長方形リング形状フレーム部材90、106の間にさらに固定するために設けられる。固定リング形状部材102は、長方形リング形状フレーム部材98と、バッテリーセル104の周辺リップ部分との間に配置される。

バッテリーセル104は、長方形リング形状フレーム部材106と、熱交換機100の一部及び固定リング形状部材102の両方との間に配置する。バッテリーセル104の構造は、バッテリーセル92と実質的に類似している。

長方形リング形状フレーム部材106は、長方形リング形状フレーム部材98と連結し、それらの間に熱交換機100、固定リング形状部材102、及びバッテリーセル104を保持するように形成されている。

図1、4、5及び7に関して、冷却マニホルド78をさらに詳細に説明する。特に、冷却マニホルド78は、流体を熱交換機50、52、54、56上の入口に、及びバッテリーセルアセンブリー30、32、34、36、40、42、44中の熱交換機に導き、バッテリーモジュール20中のバッテリーセルアセンブリーを冷却するように形成されている。代表的な一実施態様では、冷却マニホルド78をゴムから構築する。冷却マニホルド78は、管状部材600、入口602、出口604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630、632、及び末端キャップ640、642を包含する。

入口602は、流体を流体貯蔵部812から管状部材600の中に導くために設けてある。入口602は、管状部材600の最上部に配置されている。

管状部材600は、流体を入口602から受け取り、その流体を出口604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630、632に導く。末端キャップ640は、管状部材600の第一末端に配置されている。末端キャップ642は、管状部材600の第二に配置されている。

図2及び4に関して、出口604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630、632は、管状部材600の外側表面603に沿って、同一直線上に、縦方向に、互いに間隔を置いて配置されている。さらに、出口604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630、632は、管状部材600の外側表面603から外向きに伸びている。出口604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630、632は、流体を、熱交換機50、52、54及び56の入口に、及びバッテリーセルアセンブリー30、32、34、36、40、42、44中の熱交換機に導く。

図1、2、5、6及び7に関して、冷却マニホルド80をさらに詳細に説明する。特に、冷却マニホルド80は、流体を熱交換機50、52、54、56上から、及びバッテリーセルアセンブリー30、32、34、36、40、42、44中の熱交換機から受け取るように形成されている。代表的な一実施態様では、冷却マニホルド80をゴムから構築する。冷却マニホルド80は、管状部材700、出口702、入口704、706、708、710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730、732、及び末端キャップ742、744を包含する。

入口704、706、708、710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730、732は、管状部材700の外側表面703に沿って、同一直線上に、縦方向に、互いに間隔を置いて配置されている。さらに、入口704、706、708、710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730、732は、管状部材700の外側表面703から外向きに伸びている。入口704、706、708、710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730、732は、流体を、熱交換機50、52、54及び56及びバッテリーセルアセンブリー30、32、34、36、40、42、44中の熱交換機から受け取り、その流体を管状部材700に導く。

管状部材700は、流体を入口704、706、708、710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730、732から受け取り、その流体を出口702に導く。出口702は、管状部材700の最上部に配置されており、流体を管状部材700から流体貯蔵部812に導く。末端キャップ742は、管状部材700の第一末端に配置されている。末端キャップ744は、管状部材700の第二に配置されている。

図2、4、6及び7に関して、バッテリーモジュール20を冷却する装置800を例示する。装置800は、貯蔵部812、ポンプ814、及び導管817、818及び819を包含する。貯蔵部812は、その中に流体を保持している。ポンプ814は、流体を、貯蔵部812から、ポンプ814中の導管817を経由して搬送する。その後、ポンプ814は、流体を、導管818を通して冷却マニホルド70の入口602の中に搬送する。冷却マニホルド70は、流体を、管状部材700を通して、出口604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630、632に導く。出口604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630、632は、流体を、熱交換機50、52、54、56の入口及びバッテリーセルアセンブリー30、32、34、36、40、42、44中の熱交換機の入口の両方の中に導く。バッテリーセルアセンブリーから熱エネルギーを吸収した後、熱交換機は、流体を、冷却マニホルド80の入口704、706、708、710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730、732の中に導く。冷却マニホルド80は、流体を、管状部材700を通して、出口702に導く。出口702は、流体を、導管819を通して、貯蔵部812に戻す。

冷却マニホルド78、80を有するバッテリーモジュール20は、他のバッテリー装置に対する非常に大きな利点を提供する。特に、このバッテリーモジュールは、冷却マニホルドをバッテリーモジュール中にあるバッテリーセルアセンブリー中の熱交換機に容易に連結できる技術的効果を与える、ゴムから構築された冷却マニホルドを有する。

本発明を代表的な実施態様に関して説明したが、当業者には明らかなように、本発明の範囲から離れることなく、様々な変形を行うことができ、等価物をその要素に置き換えることができる。さらに、本発明の実質的な範囲から離れることなく、多くの修正を行い、特別な状況または材料を本発明の開示に適合させることができる。従って、本発明は、本発明を説明するために開示した特別な実施態様に限定されるものではなく、本発明は、付随する請求項の範囲内に入る全ての実施態様を包含する。その上、第一、第二、等の用語は、ある要素を別の要素から区別するために使用している。さらに、ある、一つの、等の用語は、量の制限を意味するものではなく、関連する事項の少なくとも一個が存在することを意味している。

Claims (4)

1. バッテリーモジュールであって、
   複数の熱交換機を中に有する複数のバッテリーセルアセンブリーと、及び
   前記複数の熱交換機中に流体を導くように構築された第一ゴム冷却マニホルドとを備えてなり、
   前記第一ゴム冷却マニホルドが、第一管状部材、第一入口、第一の複数の出口、及び第一末端キャップ及び第二末端キャップを有してなり、
   前記第一末端キャップが、前記第一管状部材の第一末端に連結されてなり、
   前記第二末端キャップが、前記第一管状部材の第二末端に連結されてなり、
   前記第一入口が、前記第一管状部材の最上部に配置され、前記流体を前記第一管状部材の中に導いてなり、
   前記第一の複数の出口が、前記第一管状部材の外側表面に沿って、同一直線上に、縦方向に、互いに間隔を置いて配置されてなり、
   前記第一の複数の出口が、前記第一管状部材の前記外側表面から外向きに伸びており、前記第一の複数の出口が、前記流体を、前記第一管状部材から前記複数の熱交換機の中に導いて、前記複数のバッテリーセルアセンブリーを冷却してなるものである、バッテリーモジュール。
2. 前記第一の複数の出口が、前記第一管状部材上の前記第一入口の下に配置されてなる、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
3. 前記複数の熱交換機から前記流体を受け取るように形成された第二ゴム冷却マニホルドをさらに備えてなり、
   前記第二ゴム冷却マニホルドが、第二管状部材、第一出口、第二の複数の入口、及び第三末端キャップ及び第四末端キャップを有してなり、
   前記第三末端キャップが、前記第二管状部材の第一末端に連結されてなり、
   前記第四末端キャップが、前記第二管状部材の第二末端に連結されてなり、
   前記第二の複数の入口が、前記第二管状部材の外側表面に沿って、同一直線上に、縦方向に、互いに間隔を置いて配置されてなり、
   前記第二の複数の入口が、前記第二管状部材の前記外側表面から外向きに伸びており、前記第二の複数の入口が、前記複数の熱交換機から前記流体を受け取り、前記流体を前記第二管状部材の中に導いてなり、
   前記第一出口が、前記第二管状部材の最上部に配置され、前記流体を前記第二管状部材の外に導いてなるものである、請求項１に記載のバッテリーモジュール。
4. 前記第二の複数の入口が、前記第二管状部材上の前記第一出口の下に配置されてなる、請求項１に記載のバッテリーモジュール。

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