JP5754031B2 - 高熱伝導率体を使用する電気エネルギー蓄積装置または電気化学エネルギー発生装置の温度を変更するシステム - Google Patents
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Description
本願は、以下に挙げる出願(「関連出願」)からの最先の有効出願日の利益に関し、これを主張する(例えば、仮特許出願以外について最先の有効出願日を主張する、または、仮特許出願について、また、関連出願のあらゆる親出願、親出願の親出願、さらにその親出願等についての合衆国法典第35巻第119条(e)の利益を主張する)。
本明細書における記載は、一般に、電気エネルギー蓄積装置または電気化学エネルギー発生装置のための熱制御システムの分野に関連している。従来、電気エネルギー蓄積装置または電気化学エネルギー発生装置の冷却は、熱伝導および対流の幾つかの組み合わせによって為されている。熱伝導による冷却は、対流による冷却よりも簡単であり、流体が必要であっても不要であってもよいが、従来、物質の熱伝導率によって限定されてきた。これまで電気エネルギー蓄積装置に用いられてきた最大熱伝導率体は、銅(k=385.0W/(m・K))、銀(k=406.0W/(m・K))、アルミニウム(k=205.0W/(m・K))のような金属である。
1つの態様では、エネルギー蓄積装置または電気化学エネルギー発生装置の熱制御の方法が、外側表面および内側表面を有するハウジングを設けることを含んでいる。当該方法は、当該ハウジングの中に少なくとも1つの構成要素を設けることも含んでいる。当該少なくとも1つの構成要素は、当該ハウジングの中に存在する他の構成要素、化学物質、または物質と共同で、電力を発生するように構成されている。更に、当該方法は、当該ハウジングの少なくとも1つの内側表面、または、少なくとも1つの内部構成要素に結合されている、高熱伝導率体の複数の熱制御構造体を形成することを含んでいる。当該高熱伝導率体は、高k値を有しており、当該高k値は、略400W/(m・K)よりも大きい。
上記の概要は説明のみのためであり、何れの点においても限定するようには意図されていないことを理解するであろう。上述の説明的な態様、実施形態、および特徴に加えて、更なる態様、実施形態、および特徴が、以下の図面および詳細な説明を参照することによって明らかになるであろう。
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成している添付の図面を参照している。図面では、特に明記しない限り、典型的に同様の符号により同様の構成要素であると見なされる。詳細な説明、図面および特許請求の範囲にて記載されている例示的な実施形態は、限定的なものではない。本明細書に記載されている主題の精神または範疇から逸脱せずに、他の実施形態が利用されてもよく、他の変更が為されてもよい。当業者であれば、このシステムの態様をハードウェアで実行することとソフトウェアで実行することとの間にほとんど差異がないところにまで最新技術が進歩していることを理解するであろう。ハードウェアを使用するか、またはソフトウェアを使用するかは、一般に、コストと効率とのトレードオフに表されるように設計事項である(が、あるコンテクストにおいてはハードウェアかソフトウェアかの選択は重要になり得るという点において、何時でもという訳ではない)。当業者であれば、本明細書に記載のプロセスおよび/またはシステムおよび/または他の技術(例えば、ハードウェア、ソウトウェア、および/またはファームウェア)が実行される様々な車両が存在すること、および、好適な車両は、当該プロセスおよび/またはシステムおよび/または他の技術が配置されるコンテクストに伴って変化することを十分に理解するであろう。例えば、開発者が、速度および精度が最重要であると決定する場合、開発者は、大部分はハードウェアおよび/またはファームウェアの車両を選んでもよく、柔軟性が最重要である場合、開発者は、大部分がソフトウェアでの実行を選んでもよく、またはその代わりに、開発者は、ハードウェア、ソフトウェア、および/またはファームウェアの幾つかの組み合わせを選んでもよい。従って、本明細書に記載のプロセスおよび/または装置および/または他の技術が実行され得る幾つかの車両が存在しており、利用される何れの車両も、車両が配置されるコンテクスト、および、何れもが可変である開発者の特定の関心事(例えば、速度、柔軟性、または予測可能性)に依存した選択物であるという点において、何れの車両も本質的に他より優れてはいない。当業者であれば、光学的な実行態様では、光学的に向きつけられたハードウェア、ソフトウェア、および/またはファームウェアが典型的に用いられることを理解するであろう。
Claims (37)
- 外側表面および内側表面を有するハウジングと、
上記ハウジングの中の少なくとも1つの構成要素と、
400W/(m・K)より大きなk値を有する高k値高熱伝導率体とを含み、
上記少なくとも1つの構成要素は、上記ハウジングの中に存在する他の、要素、化学物質、または物質と共同で、電力を発生するよう構成されており、
上記高熱伝導率体は、上記ハウジングの少なくとも1つの上記内側表面または上記少なくとも1つの構成要素と結合しており、
上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気化学エネルギー発生装置。 - 上記高熱伝導率体は、少なくとも1つの外部のヒートシンクに接触する構造に形作られていることを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記ハウジングの壁の一部に結合していることを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素に結合していることを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記ハウジングの壁の一部と一体化していることを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記少なくとも1つの構成要素は、上記カソードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードの一部と一体化していることを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。 - 上記少なくとも1つの構成要素は、上記アノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。 - 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部を含む上記物質と結合しており、上記少なくとも1つの構成要素は、物質および触媒を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部を含む上記物質と結合しており、上記少なくとも1つの構成要素は、固体電解質を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部を含む上記物質と一体化しており、上記少なくとも1つの構成要素は、物質および触媒を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部を含む上記物質と一体化しており、上記少なくとも1つの構成要素は、固体電解質を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と結合しており、上記少なくとも1つの構成要素は、電気接点を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と一体化しており、上記少なくとも1つの構成要素は、電気接点を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と結合しており、上記少なくとも1つの構成要素は、導電体を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と一体化しており、上記少なくとも1つの構成要素は、導電体を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と結合しており、上記少なくとも1つの構成要素は、誘電体を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と結合しており、上記少なくとも1つの構成要素は、セパレーターを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と一体化しており、上記少なくとも1つの構成要素は、誘電体を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素の一部と一体化しており、上記少なくとも1つの構成要素は、セパレーターを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記少なくとも1つの構成要素は、熱制御構成要素を含み、上記熱制御構成要素は、上記ハウジングの中に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、ダイアモンドを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、ダイアモンドフィルムを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、カーボンファイバーを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 上記高熱伝導率体は、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学エネルギー発生装置。
- 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている、制御可能な流れを伴う流体流動システムと、
電気化学エネルギー発生装置に結合されている電気的特性センサーと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、制御可能な流れを伴う制御システムの機能を上記電気化学エネルギー発生装置の少なくとも1つの状態の関数として制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、上記電気化学エネルギー発生装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気化学エネルギー発生装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気化学エネルギー発生装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている、制御可能な流れを伴う流体制御システムと、
電気エネルギー蓄積装置に結合されている電気的特性センサーと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、制御可能な流れを伴う上記制御システムの機能を上記電気エネルギー蓄積装置に供給された電流の関数として制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
電気化学エネルギー発生装置に結合されている電気的特性センサーと、
携帯型装置のプロセッサと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、上記制御可能な流体流動装置の機能を携帯型装置の状態の関数として制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、上記電気化学エネルギー発生装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気化学エネルギー発生装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記プロセッサは、少なくとも1つの携帯型装置の状態を決定するように構成されており、
上記携帯型装置は、上記電気化学エネルギー発生装置からの電流を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気化学エネルギー発生装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
電気化学エネルギー発生装置に結合されている電気的特性センサーと、
携帯型装置のプロセッサと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、上記携帯型装置の状態の機能を制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、電気化学エネルギー発生装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気化学エネルギー発生装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記プロセッサは、少なくとも1つの上記携帯型装置の状態を決定するように構成されており、
上記携帯型装置は、上記電気化学エネルギー発生装置からの電流を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気化学エネルギー発生装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
少なくとも1つの車両の状態を決定するように構成されているプロセッサと、
上記プロセッサに結合されており、少なくとも1つの車両の特性を検出するように構成されている車両センサーと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、上記制御可能な流体流動装置の機能を上記少なくとも1つの車両の状態の関数として制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、電気化学エネルギー発生装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気化学エネルギー発生装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記車両は、上記電気化学エネルギー発生装置を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気化学エネルギー発生装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
少なくとも1つの車両の状態を決定するように構成されているプロセッサと、
上記プロセッサに結合されており、少なくとも1つの車両の特性を検出するように構成されている車両センサーと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、車両の状態に基づいて車両の機能を制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、電気化学エネルギー発生装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気化学エネルギー発生装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記車両は、電源を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気化学エネルギー発生装置の温度変更システム。 - 外側表面および内側表面を有するハウジングと、
上記ハウジングの中の少なくとも1つの構成要素と、
上記ハウジングの少なくとも1つの上記内側表面、または、上記の少なくとも1つの内部構成要素に結合されている複数のマイクロチャネルと、
上記マイクロチャネルに結合されているヒートシンクと、
を備えており、
上記少なくとも1つの構成要素は、上記ハウジングの中に存在する少なくとも1つの他の構成要素、化学物質、または物質と共同で、電気エネルギーを発生するように構成されており、
少なくとも1つのマイクロチャネルは、高熱伝導率体で少なくとも部分的に形成されており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記ヒートシンクは、上記マイクロチャネルを通過して流れる流体を介して、上記マイクロチャネルの表面に熱エネルギーを移送するように、または、当該表面から熱エネルギーを移送するように構成されており、
上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気化学エネルギー発生装置。 - 外側表面および内側表面を有するハウジングと、
上記ハウジングの中の少なくとも1つの構成要素と、
400W/(m・K)より大きなk値を有する高k値高熱伝導率体とを含み、
上記少なくとも1つの構成要素は、上記ハウジングの中に存在する他の、要素、化学物質、または物質と共同で、電力を発生するよう構成されており、
上記高熱伝導率体は、上記ハウジングの少なくとも1つの上記内側表面または上記少なくとも1つの構成要素と結合しており、
上記高熱伝導率体は、上記少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている、制御可能な流れを伴う流体流動システムと、
電気エネルギー蓄積装置に結合されている電気的特性センサーと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、制御可能な流れを伴う制御システムの機能を上記電気エネルギー蓄積装置の少なくとも1つの状態の関数として制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
電気エネルギー蓄積装置に結合されている電気的特性センサーと、
携帯型装置のプロセッサと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、上記制御可能な流体流動装置の機能を携帯型装置の状態の関数として制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記プロセッサは、少なくとも1つの携帯型装置の状態を決定するように構成されており、
上記携帯型装置は、上記電気エネルギー蓄積装置からの電流を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
電気エネルギー蓄積装置に結合されている電気的特性センサーと、
携帯型装置のプロセッサと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、上記携帯型装置の状態の機能を制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、電気エネルギー蓄積装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記プロセッサは、少なくとも1つの上記携帯型装置の状態を決定するように構成されており、
上記携帯型装置は、上記電気エネルギー蓄積装置からの電流を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
少なくとも1つの車両の状態を決定するように構成されているプロセッサと、
上記プロセッサに結合されており、少なくとも1つの車両の特性を検出するように構成されている車両センサーと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、上記制御可能な流体流動装置の機能を上記少なくとも1つの車両の状態の関数として制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、電気エネルギー蓄積装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記車両は、上記電気エネルギー蓄積装置を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置の温度変更システム。 - 高熱伝導率体でできた複数の熱制御構造体に結合されている制御可能な流体流動装置と、
少なくとも1つの車両の状態を決定するように構成されているプロセッサと、
上記プロセッサに結合されており、少なくとも1つの車両の特性を検出するように構成されている車両センサーと、
制御アルゴリズムが組み込まれており、車両の状態に基づいて車両の機能を制御するように構成されている制御装置と、
を備えており、
上記高熱伝導率体は、高k値を有しており、
上記高k値は、410W/(m・K)よりも大きく、
上記熱制御構造体は、電気エネルギー蓄積装置の少なくとも一部に隣接して配置されており、
上記熱制御構造体は、上記電気エネルギー蓄積装置の上記一部から熱を移送するように構成されており、
上記車両は、電源を使用し、
上記高熱伝導率体は、外側表面および内側表面を有するハウジングの中の少なくとも1つの構成要素を覆っており、
上記少なくとも1つの構成要素は、カソードまたはアノードを含み、
上記高熱伝導率体は、上記カソードまたは上記アノードの一部と一体化していることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置の温度変更システム。
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