JP6680905B2 - バッテリーパック - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーパックに関する。
本出願は、２０１６年１２月１２日出願の米国特許出願第６２／４３２，９５４号及び２０１７年３月１日出願の米国特許出願第１５／４４６，７３３号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
バッテリーパックは、その内部にバッテリーモジュールを有する。従来のバッテリーパックにおいて、バッテリーパックを冷却するために用いられる多様な冷却方法は、作動中に、前記バッテリーモジュールの下部表面と平行な前記バッテリーモジュールの断面領域の温度を希望する温度レベルの摂氏１度以内に維持できなかった。
従来のバッテリーパックの場合、動作中にバッテリーモジュール内における中央に位置したバッテリーセルは、バッテリーモジュール内における他のバッテリーセルの温度から摂氏１度以上の温度を有し、これは、中央に位置するバッテリーセルが他のバッテリーセルよりも速く劣化していまうという問題を招く。
本発明は、上記問題点を解決可能なバッテリーパックを提供することを目的とする。
上記の課題を達成するため、本発明は、バッテリーパックであって、下部表面及び第１平面を有するバッテリーモジュールであって、前記第１平面は、前記下部表面に平行して前記バッテリーモジュールに沿って延びる前記バッテリーモジュールを含む。前記バッテリーパックは、相互結合し、長手方向軸に沿って延びる下部パン及び上部プレートを有する冷却プレートをさらに含む。前記バッテリーモジュールの前記下部表面が前記上部プレートの上に配置される。前記下部パンと前記上部プレートとは、それらの間に内部領域を画定する。前記下部パンは、その内部に冷媒を収容する第１及び第２流路パターンを有する第１冷却領域を有する。前記第１流路パターンは、前記バッテリーモジュールの断面領域の少なくとも第１半分の温度を第１温度レベルの摂氏１度以内に維持するように形状及び大きさが決められる。前記第２流路パターンは、前記バッテリーモジュールの断面領域の少なくとも第２半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度内において維持するように形状及び大きさが決められる。前記バッテリーモジュールの断面領域の第１半分及び前記バッテリーモジュールの断面領域の第２半分は、前記第１平面と一致し平行する。
以上のような多様な実施例によって、前述の問題点を解決可能なバッテリーパックを提供することができる。
本発明の一実施例によるバッテリーパックの概略図である。 図１のバッテリーパックの概略的な下面図である。 図１の線３−３に沿って切断して見たバッテリーパックの断面図である。 図１のバッテリーパックに用いられる冷却プレートの概略図である。 図４の冷却プレートの概略的な上面図である。 図４の冷却プレートの他面から見た概略図である。 図４における線７−７に沿って切断して見た冷却プレートの概略的な断面図である。 図４の冷却プレートにおいて下部パンの概略的な上面図である。 図８の下部パンの上面図であって、第１、第２及び第３バッテリーモジュールが前記下部パンの上においてどの方向へ向けられるかを示す境界線を表した概略図である。 図８の下部パンの他面から見た概略図である。 図５の線１１−１１に沿って見た冷却プレートの概略的な断面図である。 図５の線１２−１２に沿って見た冷却プレートの概略的な断面図である。 図５の線１３−１３に沿って見た冷却プレートの概略的な断面図である。 図１のバッテリーパックにおいて、第１、第２及び第３バッテリーモジュールの下部表面から平行して離隔した平面に沿う第１、第２及び第３バッテリーモジュールの温度レベルを示す熱伝達モデリングソフトウェアから得られた温度変化を示す概略図である。
図１〜図１３を参照すると、本実施例によるバッテリーパック１０が提供される。前記バッテリーパック１０は、本発明の一実施例による冷却プレート２０及びバッテリーモジュール４０、４２、４４を含む。前記冷却プレート２０の利点は、前記冷却プレート２０が、平面１０００（図３参照）に沿って取られた前記バッテリーモジュール４０の断面領域の少なくとも第１半分の温度を第１温度レベルの摂氏１度以内に維持できる形状及び大きさとして決められた流路パターン３７０（図８参照）及び平面１０００に沿った前記バッテリーモジュール４０の前記断面領域の少なくとも第２半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持できる形状及び大きさとして決められた流路パターン３７２（図８参照）を有することにある。
図４〜図１０を参照すれば、前記冷却プレート２０は、冷媒ソースから前記冷却プレート２０を流動する冷媒を用いて前記バッテリーモジュール４０、４２、４４を冷却できるように備えられる。前記冷却プレート２０は、下部パン６０、上部プレート６２、管状入口ポート６４及び管状出口ポート６６を含む。
図６、図８、図１０及び図１１を参照すれば、前記下部パン６０は、前記上部プレート６２と結合する。前記下部パンは、下部プレート部８０、外側壁部８２、８３、８４、８６、８８、９０、９２、９４、９６、９７、９８、内側壁部１１０、１１２、１１４、１１６、周縁部１２０、１２４、１２６、１２８、三角形突出部１５０、１５２、１９８、２００、２５０、２５２、２９８、３００、鋭角台形突出部（ａｃｕｔｅ ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ−ｓｈａｐｅｄ ｒａｉｓｅｄ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）１５４、１５６、１５８、１６０、１７４、１７６、１７８、１８０、１９４、１９６、２５４、２５６、２５８、２６０、２７４、２７６、２７８、２８０、２９４、２９６を含む。本実施例において、前記下部パン６０は、例えば、アルミニウムのような金属からなる。
図６、図８及び図１０を参照すれば、外側壁部８２、８３、８４は、前記下部プレート部８０と結合し、前記下部プレート部８０から離れる第１方向へ延びる。前記外側壁部８２、８３、８４は、前記下部パン６０の第１端部に近接して配置される。前記外側壁部８２、８４は、前記冷却プレート２０の長手方向軸３０２（図６参照）に対して実質的に垂直に延び、相互同一線上に配置される。前記外側壁部８３は、前記外側壁部８２、８４に結合し、前記外側壁部８２、８４の間に配置される。
前記外側壁部８６は、前記下部プレート部８０と結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。前記外側壁部８６は、前記外側壁部８４、８８の間に結合して延び、前記長手方向軸３０２と実質的に平行に延びる。
前記外側壁部８８及び前記内側壁部１１２は、前記下部プレート部８０と結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。前記外側壁部８８及び前記内側壁部１１２は、前記下部パン６０の第２端部に近接して配置され、前記冷却プレート２０の前記長手方向軸３０２（図６参照）に対して実質的に垂直であり、相互同一線上に配置される。
前記内側壁部１１０は、前記下部プレート部８０と結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。また、前記内側壁部１１０は、前記外側壁部８２及び前記内側壁部１１２と結合し、前記外側壁部８２と前記内側壁部１１２との間に延びる。また、前記内側壁部１１０は、実質的に前記長手方向軸３０２に平行する。
前記外側壁部９０及び前記内側壁部１１４は、前記下部プレート部８０に結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。前記外側壁部９０及び前記内側壁部１１４は、前記下部パン６０の前記第２端部に近接して配置され、前記冷却プレート２０の前記長手方向軸３０２（図６参照）に実質的に垂直に配置され、相互平行し離隔して配置される。前記外側壁部９０及び前記内側壁部１１４は、流動チャンネル８０２（図１０参照、これらの間に）を画定する。
前記内側壁部１１６及び前記外側壁部９２は、前記下部プレート部８０に結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。前記内側壁部１１６及び前記外側壁部９２は、前記下部パン６０の前記第２端部に近接して配置され、前記冷却プレート２０の前記長手方向軸３０２（図６参照）に対して実質的に垂直に配置され、相互同一線上に配置される。
前記外側壁部９４は、前記下部プレート部８０と結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。前記外側壁部９４は、外側壁部９２、９６の間で結合して延び、前記長手方向軸３０２に実質的に平行に延びる。
前記外側壁部９６、９７、９８は、前記下部プレート部８０に結合し、前記下部プレート部８０から離れる第１方向に延びる。前記外側壁部９６、９７、９８は、前記下部パン６０の前記第１端部に近接して配置される。前記外側壁部９６、９８は、前記冷却プレート２０の前記長手方向軸３０２（図６参照）に対して実質的に垂直に延び、相互同一線上に配置される。前記外側壁部９７は、前記外側壁部９６、９８の間に結合して配置される。
前記内側壁部１１８は、前記下部プレート部８０に結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。前記内側壁部１１８は、前記外側壁部９８と前記内側壁部１１６と結合し、前記外側壁部９８と前記内側壁部１１６との間に配置される。また、前記内側壁部１１８は、実質的に、前記長手方向軸３０２に平行して延びる。
図８を参照すれば、前記周縁部１２０、１２４、１２６、１２８は、前記下部パン６０の外周縁に形成され、実質的に相互同一平面上に配置される。また、前記周縁部１２０、１２４、１２６、１２８は、前記上部プレート６２と結合する。
前記周縁部１２０は、前記外側壁部８２、８３、８４、９６、９６、９８と結合し、前記下部プレート部８０から所定距離に離隔して配置され、前記下部プレート部８０と実質的に平行して配置される。
前記周縁部１２４は、前記外側壁部８６と結合し、前記下部プレート部８０から所定距離に離隔して配置され、前記下部プレート部８０と実質的に平行して配置される。
前記周縁部１２６は、前記外側壁部８８、９０、９２と結合し、前記下部プレート部８０から所定距離に離隔して配置され、前記下部プレート部８０と実質的に平行して配置される。
前記周縁部１２８は、前記外側壁部９４と結合し、前記下部プレート部８０から所定距離に離隔して配置され、前記下部プレート部８０と実質的に平行して配置される。
図８〜図１０を参照すれば、前記三角形突出部１５０、１５２、１９８、２００、２５０、２５２、２９８、３００及び前記鋭角台形突出部１５４、１５６、１５８、１６０、１７４、１７６、１７８、１８０、１９４、２５４、２５６、２５８、２６０、２７４、２７６、２７８、２８０、２９４、２９６は、前記下部プレート部８０と結合し、前記下部プレート部８０から離れる前記第１方向に延びる。また、前記三角形突出部１５０、１５２、１９８、２００、２５０、２５２、２９８、３００及び前記鋭角台形突出部１５４、１５６、１５８、１６０、１７４、１７６、１７８、１８０、１９４、２５４、２５６、２５８、２６０、２７４、２７６、２７８、２８０、２９４、２９６は、前記上部プレート６２と直接的に連結され、前記上部プレート６２と結合する。
図６、図８及び図１０を参照し、前記三角形突出部、前記鋭角台形突出部及び前記下部パン６０の前記上側半分（図８参照）に係わる流動チャンネルについて説明する。
前記下部プレート部８０と、前記外側壁部８３と、前記三角形突出部１５０、１５２とは、それらの間に前記流動チャンネル３８０（図１０参照）を画定する。
前記三角形突出部１５０と、前記鋭角台形突出部１５４と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル３８２を画定する。前記流動チャンネル３８２は、前記三角形突出部１５０と前記鋭角台形突出部１５４との間の外表面に配置され、前記流動チャンネル３８０と流動的に連通（ｆｌｕｉｄｌｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｓ）する。
前記三角形突出部１５２と、前記鋭角台形突出部１５６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル３８４を画定する。前記流動チャンネル３８４は、前記三角形突出部１５２と前記鋭角台形突出部１５６との間の外表面に配置され、前記流動チャンネル３８０と流動的に連通する。
前記三角形突出部１５０と、前記外側壁部８４、８６と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル３８０と流動的に連通可能な流動チャンネル３８６を画定する。
前記三角形突出部１５２と、前記外側壁部８２と、前記内側壁部１１０（図６参照）と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル３８０と流動的に連通可能な流動チャンネル３８８を画定する。
前記鋭角台形突出部１５４、１５６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル３９０を画定する。前記流動チャンネル３９０は、前記鋭角台形突出部１５４、１５６の間に配置され、前記流動チャンネル３８０と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１５４、１５８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル３９２を画定する。前記流動チャンネル３９２は、前記鋭角台形突出部１５４、１５８の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル３８２、３８６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１５６、１６０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル３９４を画定する。前記流動チャンネル３９４は、前記鋭角台形突出部１５６、１６０の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル３８４、３８８と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１５８、１６０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル３９６を画定する。前記流動チャンネル３９６は、前記鋭角台形突出部１５８、１６０の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル３９２、３９４と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１５８と、前記外側壁部８６と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル３８２、３８６と流動的に連通する流動チャンネル３９８を画定する。
前記鋭角台形突出部１６０と、前記内側壁部１１０と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル３８４、３８８と流動的に連通する流動チャンネル４００を画定する。
前記鋭角台形突出部１７４、１５８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル５８２を画定する。前記流動チャンネル５８２は、前記鋭角台形突出部１７４、１５８の間に配置され、前記流動チャンネル３９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１６０、１７６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル５８４を画定する。前記流動チャンネル５８４は、前記鋭角台形突出部１６０、１７６の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル３９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１７４、１７６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル５９０を画定する。前記流動チャンネル５９０は、前記鋭角台形突出部１７４、１７６の間に配置され、前記流動チャンネル３９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１７４、１７８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル５９２を画定する。前記流動チャンネル５９２は、前記鋭角台形突出部１７４、１７８の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル５８２、３９８と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１７６、１８０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル５９４を画定する。前記流動チャンネル５９４は、前記鋭角台形突出部１７６、１８０の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル５８４、４００と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１７８、１８０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル５９６を画定する。前記流動チャンネル５９６は、前記鋭角台形突出部１７８、１８０の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル５９２、５９４と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１７８と、前記外側壁部８６と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル５８２、３９８と流動的に連通する流動チャンネル５９８を画定する。
前記鋭角台形突出部１８０と、前記内側壁部１１０と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル５８４、４００と流動的に連通する流動チャンネル６００を画定する。
前記鋭角台形突出部１９４、１７８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル７８２を画定する。前記流動チャンネル７８２は、前記鋭角台形突出部１９４、１７８の間に配置され、前記流動チャンネル５９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１８０、１９６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル７８４を画定する。前記流動チャンネル７８４は、前記鋭角台形突出部１８０、１９６の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル５９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１９４、１９６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル７９０を画定する。前記流動チャンネル７９０は、前記鋭角台形突出部１９４、１９６の間に配置され、前記流動チャンネル５９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１９４、１９８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル７９２を画定する。前記流動チャンネル７９２は、前記鋭角台形突出部１９４、１９８の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル７８２、５９８と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１９６、２００と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル７９４を画定する。前記流動チャンネル７９４は、前記鋭角台形突出部１９６、２００の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル７８４、６００と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部１９８と、前記外側壁部８６、８８と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル７８２、５９８と流動的に連通する流動チャンネル７９８を画定する。
前記鋭角台形突出部２００と、前記内側壁部１１０、１１２（図６参照）と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル７８４、６００と流動的に連通する流動チャンネル８００を画定する。
前記鋭角台形突出部１９８、２００と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル８０１を画定する。前記流動チャンネル８０１は、前記鋭角台形突出部１９８、２００の間に配置され、前記流動チャンネル７９２、７９４、７９８、８００と流動的に連通する。
前記外側壁部９０と、前記内側壁部１１４と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル８０２を画定する。前記流動チャンネル８０２は、前記外側壁部９０と前記内側壁部１１４との間に配置され、前記流動チャンネル７９２、７９４、７９８、８００と流動的に連通する。
図６、図８及び図１０を参照し、前記三角形突出部、前記鋭角台形突出部及び前記下部パン６０の前記下側半分（図８参照）に係わる流動チャンネルについて説明する。
前記下部プレート部８０と、前記外側壁部９７と、前記三角形突出部２５０、２５２とは、それらの間に前記流動チャンネル４８０を画定する。
前記三角形突出部２５０と、前記鋭角台形突出部２５４と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル４８２を画定する。前記流動チャンネル４８２は、前記三角形突出部２５０と前記鋭角台形突出部２５４との間の外表面に配置され、前記流動チャンネル４８０と流動的に連通する。
前記三角形突出部２５２と、前記鋭角台形突出部２５６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル４８４を画定する。前記流動チャンネル４８４は、前記三角形突出部２５２と前記鋭角台形突出部との間の外表面に配置され、前記流動チャンネル４８０と流動的に連通する。
前記三角形突出部２５０と、前記外側壁部９４、９６と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル４８０と流動的に連通する流動チャンネル４８６を画定する。
前記三角形突出部２５２と、前記外側壁部９８と、前記内側壁部１１８（図６参照）と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル４８０と流動的に連通する流動チャンネル４８８を画定する。
前記鋭角台形突出部２５４、２５６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル４９０を画定する。前記流動チャンネル４９０は、前記鋭角台形突出部２５４、２５６の間に配置され、前記流動チャンネル４８０と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２５４、２５８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル４９２を画定する。前記流動チャンネル４９２は、前記鋭角台形突出部２５４、２５８の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル４８２、４８６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２５６、２６０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル４９４を画定する。前記流動チャンネル４９４は、前記鋭角台形突出部２５６、２６０の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル４８４、４８８と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２５８、２６０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル４９６を画定する。前記流動チャンネル４９６は、前記鋭角台形突出部２５８、２６０の外表面の間に配置され、前記流動チャンネル４９２、４９４と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２５８と、前記外側壁部９４と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル４８２、４８６と流動的に連通する流動チャンネル４９８を画定する。
前記鋭角台形突出部２６０と、前記内側壁部１１８と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル４８４、４８８と流動的に連通する流動チャンネル５００を画定する。
前記鋭角台形突出部２７４、２５８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル６８２を画定する。前記流動チャンネル６８２は、前記鋭角台形突出部２７４、２５８の間に配置され、前記流動チャンネル４９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２６０、２７６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル６８４を画定する。前記流動チャンネル６８４は、前記鋭角台形突出部２６０、２７６の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル４９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２７４、２７６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル６９０を画定する。前記流動チャンネル６９０は、前記鋭角台形突出部２７４、２７６の間に配置され、前記流動チャンネル４９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２７４、２７８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル６９２を画定する。前記流動チャンネル６９２は、前記鋭角台形突出部２７４、２７８の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル６８２、４９８と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２７６、２８０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル６９４を画定する。前記流動チャンネル６９４は、前記鋭角台形突出部２７６、２８０の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル６８４、５００と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２７８、２８０と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル６９６を画定する。前記流動チャンネル６９６は、前記鋭角台形突出部２７８、２８０の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル６９２、６９４と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２７８と、前記外側壁部９４と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル６８２、４９８と流動的に連通する流動チャンネル６９８を画定する。
前記鋭角台形突出部２８０と、前記内側壁部１１８と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル６８４、５００と流動的に連通する流動チャンネル７００を画定する。
前記鋭角台形突出部２９４、２７８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル８８２を画定する。前記流動チャンネル８８２は、前記鋭角台形突出部２９４、２７８の間に配置され、前記流動チャンネル６９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２８０、２９６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル８８４を画定する。前記流動チャンネル８８４は、前記鋭角台形突出部２８０、２９６の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル６９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２９４、２９６と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル８９０を画定する。前記流動チャンネル８９０は、前記鋭角台形突出部２９４、２９６の間に配置され、前記流動チャンネル６９６と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２９４、２９８と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル８９２を画定する。前記流動チャンネル８９２は、前記鋭角台形突出部２９４、２９８の間の外表面に配置され、前記流動チャンネル８８２、６９８と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２９６と、前記三角形突出部３００と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル８９４を画定する。前記流動チャンネル８９４は、前記鋭角台形突出部２９６と前記三角形突出部３００との間の外表面に配置され、前記流動チャンネル８８４、７００と流動的に連通する。
前記鋭角台形突出部２９８と、前記外側壁部９４、９２と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル８８２、６９８と流動的に連通する流動チャンネル８９８を画定する。
前記三角形突出部３００と、前記内側壁部１１６、１１８（図６参照）と、前記下部プレート部８０とは、前記流動チャンネル８８４、７００と流動的に連通する流動チャンネル９００を画定する。
前記三角形突出部２９８、３００と、前記下部プレート部８０とは、流動チャンネル９０１を画定する。前記流動チャンネル９０１は、前記三角形突出部２９８、３００の間に配置され、前記流動チャンネル８９２、８９４、８９８、９００及び前記流動チャンネル８０２と流動的に連通する。
図４及び図７を参照すれば、前記上部プレート６２は、前記下部パン６０と結合し、それらの間に閉鎖した内部領域６７を画定する。本実施例において、前記上部プレート６２は、例えば、アルミニウムのような熱伝導性物質からなる。
前記管状入口ポート６４は、前記上部プレート６２と結合し、前記冷却プレート２０の前記内部領域６７（及び図８に示した前記第１冷却領域３５１の前記流路パターン３７０）と流動的に連通する。前記管状入口ポート６４は、前記管状入口ポート６４と流動的に（ｆｌｕｉｄｌｙ）結合する冷媒ソース（図示せず）から冷媒を受け、前記冷却プレート２０が前記バッテリーモジュール４０、４２、４４を冷却できるよう前記内部領域６７（及び前記流路パターン３７０）内に冷媒を案内する。
前記管状出口ポート６６は、前記上部プレート６２と結合し、前記冷却プレート２０の前記内部領域６７（及び図８に示した前記第１冷却領域３５１の前記流路パターン３７２）と流動的に連通する。前記管状出口ポート６６は、前記内部領域６７から前記冷媒を受け、前記冷媒を前記管状出口ポート６６と流動的に結合した冷媒ソース（図示せず）に戻す。
図８、図９、図１０及び図１４を参照して、前記バッテリーモジュール４０、４２、４４の冷却のための前記冷却プレート２０の前記第１、第２及び第３冷却領域３５１、３５２、３５３について、各々説明する。
前記第１冷却領域３５１は、前記バッテリーモジュール４０の下に直接的に配置され、平面１０００（図３参照）に沿って、前記バッテリーモジュール４０の温度を第１温度レベルの摂氏１度以内に維持できるように構成される。前記第１冷却領域３５１は、実質的に相互類似な形状を有する流路パターン３７０、３７２（図９参照）を含む。前記流路パターン３７０、３７２は、前記内側壁部１１０、１１８（図８参照）によって相互分離する。図１４を参照すれば、熱伝達モデリングソフトウェアから得られた温度変化図式が開示される。前記温度変化図式は、前記バッテリーモジュール４０内の前記平面１０００に沿って測定された温度変化領域１０１０を有し、前記バッテリーモジュール４０の温度が前記流路パターン３７０、３７２によって前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持されることを示す。
図８〜図１０を参照すれば、前記流路パターン３７０は、流動チャンネル３８０、３８２、３８４、３８６、３８８、３９０、３９２、３９４、３９８、４００を含み、平面１０００（図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４０の断面領域の少なくとも第１半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持する。前記バッテリーモジュール４０の前記断面領域の前記第１半分は、前記平面１０００に一致し平行する。
前記流路パターン３７２は、流動チャンネル４８０、４８２、４８４、４８６、４８８、４９０、４９２、４９４、４９６、４９８、５００を含み、前記平面１０００（図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４０の断面領域の少なくとも第２半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持する。前記バッテリーモジュール４０の前記断面領域の前記第２半分は、前記平面１０００に一致し平行する。
前記第２冷却領域３５２は、前記バッテリーモジュール４２の下に直接的に配置され、前記平面１０００（図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４２の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持できるように構成される。前記第２冷却領域３５２は、実質的に相互類似な形状を有する流路パターン５７０、５７２（図９参照）を含む。前記流路パターン５７０、５７２は、前記内側壁部１１０、１１８（図８参照）によって相互分離する。図１４を参照すれば、熱伝達モデリングソフトウェアから得られた温度変化図式が開示される。前記温度変化図式は、前記バッテリーモジュール４２内の前記平面１０００に沿って測定された温度変化領域１０１２を有し、前記バッテリーモジュール４２の温度が前記流路パターン５７０、５７２によって前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持されることを示す。
図８〜図１０を参照すれば、前記流路パターン５７０は、流動チャンネル３９６、３９８、４００、５８２、５８４、５９０、５９２、５９４、５９６、５９８、６００を含み、平面１０００（図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４２の断面領域の少なくとも第１半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持する。前記バッテリーモジュール４２の前記断面領域の前記第１半分は、前記平面１０００に一致し平行する。
前記流路パターン５７２は、流動チャンネル４９６、４９８、５００、６８２、６８４、６９０、６９２、６９４、６９６、６９８、７００を含み、前記平面１０００（図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４２の断面領域の少なくとも第２半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持する。前記バッテリーモジュール４２の前記断面領域の前記第２半分は、前記平面１０００に一致し平行する。
前記第３冷却領域３５３は、前記バッテリーモジュール４４の下に直接的に配置され、前記平面１０００（図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４４の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持できるように構成される。前記第２冷却領域３５２は、実質的に相互類似な形状を有する流路パターン７７０、７７２（図９参照）を含む。前記流路パターン７７０、７７２は、前記内側壁部１１０、１１８(図８参照）によって相互分離する。図１４を参照すれば、熱伝達モデリングソフトウェアから得られた温度変化図式が開示される。前記温度変化図式は、前記バッテリーモジュール４４内の前記平面１０００に沿って測定された温度変化領域１０１４を有し、前記バッテリーモジュール４４の温度が前記流路パターン７７０、７７２によって前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持されることを示す。
図８〜図１０を参照すれば、前記流路パターン７７０は、流動チャンネル５９６、５９８、６００、７８２、７８４、７９０、７９２、７９４、７９６、７９８、８００、８０２を含み、平面１０００（図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４４の断面領域の少なくとも第１半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持する。前記バッテリーモジュール４４の前記断面領域の前記第１半分は、前記平面１０００に一致し平行する。
前記流路パターン７７２は、流動チャンネル７９６、７９８、７００、８８２、８８４、８９０、８９２、８９４、８９６、８９８、９００を含み、前記平面１０００(図３参照）に沿って得られた前記バッテリーモジュール４４の断面領域の少なくとも第２半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持する。前記バッテリーモジュール４４の前記断面領域の前記第２半分は、前記平面１０００に一致し平行する。
図７〜図９を参照すれば、作動中に、前記冷媒は、前記管状入口ポート６４に入り、前記第１冷却領域３５１の前記流路パターン３７０、前記第２冷却領域３５２の前記流路パターン５７０、前記第３冷却領域３５３の前記流路パターン７７０、前記流動チャンネル８０２、前記第３冷却領域３５３の前記流路パターン７７２、前記第２冷却領域３５２の前記流路パターン５７２、前記第１冷却領域３５１の前記流路パターン３７２を流れ、その後、前記管状出口ポート６６から出る。
図１〜図３を参照すれば、前記バッテリーモジュール４０、４２、４４は、前記冷却プレート２０の上側表面の上に配置される。
前記バッテリーモジュール４０は、複数のバッテリーセル１３００及び複数の熱伝導性プレート部材１３０２を含む。前記複数のバッテリーセル１３００は、前記冷却プレート２０の前記長手方向軸３０２（図８参照）及び前記冷媒流動方向との垂直方向に各々配置されるリチウム−イオンパウチバッテリーセルである。前記複数の熱伝導性プレート部材１３０２は、前記バッテリーモジュール４０から前記冷却プレート２０に熱エネルギーを伝達するために、前記複数のバッテリーセル１３００及び前記冷却プレート２０に共に直接的に接触する。前記バッテリーモジュール４０の下部表面１３０４は、前記平面１０００に平行する。
前記バッテリーモジュール４２は、複数のバッテリーセル１４００及び複数の熱伝導性プレート部材１４０２を含む。前記複数のバッテリーセル１４００は、前記冷却プレート２０の前記長手方向軸３０２（図８参照）及び前記冷媒流動方向との垂直方向に各々配置されるリチウム−イオンパウチバッテリーセルである。前記複数の熱伝導性プレート部材１４０２は、前記バッテリーモジュール４２から前記冷却プレート２０に熱エネルギーを伝達するために、前記複数のバッテリーセル１４００及び前記冷却プレート２０に共に直接的に接触する。前記バッテリーモジュール４２の下部表面１４０４は、前記平面１０００に平行する。
前記バッテリーモジュール４４は、複数のバッテリーセル１５００及び複数の熱伝導性プレート部材１５０２を含む。前記複数のバッテリーセル１５００は、前記冷却プレート２０の前記長手方向軸３０２（図８参照）及び前記冷媒流動方向との垂直方向に各々配置されるリチウム−イオンパウチバッテリーセルである。前記複数の熱伝導性プレート部材１５０２は、前記バッテリーモジュール４４から前記冷却プレート２０に熱エネルギーを伝達するために、前記複数のバッテリーセル１５００及び前記冷却プレート２０に共に直接的に接触する。前記バッテリーモジュール４４の下部表面１５０４は、前記平面１０００に平行する。
以上で説明した本実施例によるバッテリーパックは、他のバッテリーパックに比べて実質的な利点を提供する。特に、前記バッテリーパックは、冷却プレートを含み、前記冷却プレートは、平面に沿って得られた第１バッテリーモジュールの断面領域の少なくとも第１半分の温度を第１温度レベルの摂氏１度以内に維持できる形状及び大きさとして決められる第１流路パターンと、前記平面に沿った前記第１バッテリーモジュールの前記断面領域の少なくとも第２半分の温度を前記第１温度レベルの摂氏１度以内に維持できる形状及び大きさとして決められる第２流路パターンと、を含む。
以上、本発明を制限された実施例によって詳細に説明したが、本発明はかかる開示の実施例に限定されない。本発明は、今まで説明されていない本発明の思想と範囲に適するあらゆる変形、変化、代替またはこれに相応する変更を含んで変形され得る。加えて、本発明の多様な実施例が説明されたが、本発明の様態は上述の実施例の一部のみを含み得る。したがって、本発明は、前述の説明によって制限されない。
１０ バッテリーパック
２０ 冷却プレート
４０ バッテリーモジュール
４２ バッテリーモジュール
４４ バッテリーモジュール
６０ 下部パン
６２ 上部プレート
６４ 管状入口ポート
６６ 管状出口ポート
６７ 内部領域
８０ 下部プレート部
８２ 外側壁部
８３ 外側壁部
８４ 外側壁部
８６ 外側壁部
８８ 外側壁部
９０ 外側壁部
９２ 外側壁部
９４ 外側壁部
９６ 外側壁部
９７ 外側壁部
９８ 外側壁部
１１０ 内側壁部
１１２ 内側壁部
１１４ 内側壁部
１１６ 内側壁部
１１８ 内側壁部
１２０ 周縁部
１２４ 周縁部
１２６ 周縁部
１２８ 周縁部
１５０ 三角形突出部
１５２ 三角形突出部
１５４ 鋭角台形突出部
１５６ 鋭角台形突出部
１５８ 鋭角台形突出部
１６０ 鋭角台形突出部
１７４ 鋭角台形突出部
１７６ 鋭角台形突出部
１７８ 鋭角台形突出部
１８０ 鋭角台形突出部
１９４ 鋭角台形突出部
１９６ 鋭角台形突出部
１９８ 三角形突出部
２００ 三角形突出部
２５０ 三角形突出部
２５２ 三角形突出部
２５４ 鋭角台形突出部
２５６ 鋭角台形突出部
２５８ 鋭角台形突出部
２６０ 鋭角台形突出部
２７４ 鋭角台形突出部
２７６ 鋭角台形突出部
２７８ 鋭角台形突出部
２８０ 鋭角台形突出部
２９４ 鋭角台形突出部
２９６ 鋭角台形突出部
２９８ 鋭角台形突出部
２９８ 三角形突出部
３００ 三角形突出部
３０２ 長手方向軸
３５１ 第１冷却領域
３５２ 第２冷却領域
３５３ 第３冷却領域
３５４ 第３冷却領域
３５４ 第２冷却領域
３７０ 流路パターン
３７２ 流路パターン
３８０ 流路パターン
３８０ 流動チャンネル
３８２ 流動チャンネル
３８４ 流動チャンネル
３８６ 流動チャンネル
３８８ 流動チャンネル
３９０ 流動チャンネル
３９２ 流動チャンネル
３９４ 流動チャンネル
３９６ 流動チャンネル
３９８ 流動チャンネル
４００ 流動チャンネル
４８０ 流動チャンネル
４８２ 流動チャンネル
４８４ 流動チャンネル
４８６ 流動チャンネル
４８８ 流動チャンネル
４９０ 流動チャンネル
４９２ 流動チャンネル
４９４ 流動チャンネル
４９６ 流動チャンネル
４９８ 流動チャンネル
５００ 流動チャンネル
５７０ 流路パターン
５７２ 流路パターン
５８２ 流動チャンネル
５８４ 流動チャンネル
５９０ 流動チャンネル
５９２ 流動チャンネル
５９４ 流動チャンネル
５９６ 流動チャンネル
５９８ 流動チャンネル
６００ 流動チャンネル
６８２ 流動チャンネル
６８４ 流動チャンネル
６９０ 流動チャンネル
６９２ 流動チャンネル
６９４ 流動チャンネル
６９６ 流動チャンネル
６９８ 流動チャンネル
７００ 流動チャンネル
７７０ 流路パターン
７７２ 流路パターン
７８２ 流動チャンネル
７８４ 流動チャンネル
７９０ 流動チャンネル
７９２ 流動チャンネル
７９４ 流動チャンネル
７９６ 流動チャンネル
７９８ 流動チャンネル
８００ 流動チャンネル
８０１ 流動チャンネル
８０２ 流路部
８０２ 流動チャンネル
８８２ 流動チャンネル
８８４ 流動チャンネル
８９０ 流動チャンネル
８９２ 流動チャンネル
８９４ 流動チャンネル
８９６ 流動チャンネル
８９８ 流動チャンネル
９００ 流動チャンネル
９０１ 流動チャンネル
１０００ 平面
１０１０ 温度変化領域
１０１２ 温度変化領域
１０１４ 温度変化領域
１３００ バッテリーセル
１３０２ 熱伝導性プレート部材
１３０４ 下部表面
１４００ バッテリーセル
１４０２ 熱伝導性プレート部材
１４０４ 下部表面
１５００ バッテリーセル
１５０２ 熱伝導性プレート部材
１５０４ 下部表面

Claims (10)

  1. バッテリーパックであって、
    下部表面を有するバッテリーモジュールと、
    相互結合し、長手方向軸に沿って延びる下部パン及び上部プレートを有し、前記下部表面が前記上部プレートの上に配置される冷却プレートと、を含み、
    前記下部パンは、内部に冷媒を収容する第１流路パターン及び第２流路パターンを有する第１冷却領域を有し、
    前記下部パンの前記第１冷却領域は、前記上部プレートと結合して連結される複数の鋭角台形突出部を含み、
    前記第１流路パターンおよび前記第２流路パターンは、前記鋭角台形突出部の間に画定されて前記長手方向軸に対する斜め方向に延在する流動チャネルを含むことを特徴とするバッテリーパック。
  2. 前記下部パンは、前記上部プレートと結合して前記上部プレートと接触する第１三角形突出部及び第２三角形突出部を有し、前記第１三角形突出部と前記第２三角形突出部との間には、内部領域内において第１流動チャンネルがあり、前記第１流動チャンネルは、前記第１流路パターンの一部を画定することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記複数の鋭角台形突出部のうちの第１鋭角台形突出部と第２鋭角台形突出部との間には、前記第１流動チャンネルと流動的に連通する第２流動チャンネルがあり、前記第１鋭角台形突出部は、前記第１流動チャンネルと流動的に連通する前記第１鋭角台形突出部の外面の周りに延びる第３流動チャンネルを有し、前記第２鋭角台形突出部は、前記第１流動チャンネルと流動的に連通する前記第２鋭角台形突出部の外面の周りに延びる第４流動チャンネルを有し、前記第２流動チャンネル、前記第３流動チャンネル及び前記第４流動チャンネルは、前記第１流路パターンの一部を画定することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーパック。
  4. 前記第２流動チャンネルは、実質的に前記長手方向軸と平行に延びることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記複数の鋭角台形突出部のうちの第３鋭角台形突出部と第４鋭角台形突出部との間には、前記第２流動チャンネル、前記第３流動チャンネル及び前記第４流動チャンネルと流動的に連通する第５流動チャンネルがあり、前記第５流動チャンネルは、前記第１流路パターンの一部を画定することを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパック。
  6. 前記バッテリーモジュールは、
    前記長手方向軸に垂直な第１方向に各々配置される複数のパウチバッテリーセルをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  7. 前記第１流路パターンは、前記第２流路パターンの形状と実質的に類似な形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  8. 前記下部パンは、前記長手方向軸に沿って長く延びる内側壁部を有し、前記内側壁部は、前記第１流路パターンと前記第２流路パターンとを分離し、前記第１流路パターンと前記第２流路パターンとの間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  9. 前記上部プレートと結合し、前記第１流路パターンと流動的に連通する管状入口ポートをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  10. 前記上部プレートと結合し、前記第２流路パターンと流動的に連通する管状出口ポートをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のバッテリーパック。
JP2018559996A 2016-12-12 2017-12-12 バッテリーパック Active JP6680905B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662432954P 2016-12-12 2016-12-12
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