JPWO2021130518A5 - - Google Patents

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本発明の実施形態は電池パックを対象とする。電池パックは、縦軸を含み、所定の温度範囲内に作動するために構成された、少なくとも1つの電池セル、少なくとも1つの電池セルと熱連通する芯部であって、芯部は、少なくとも1つの電池セルを少なくとも部分的にい、および多孔質材料を含む芯部であり、濡らされたとき、縦軸に実質的に平行な方向に芯部に沿って流体の流れを制御し、少なくとも1つの電池パックを所定の温度範囲内の温度に維持するために構成される、芯部を含む。 An embodiment of the present invention is directed to a battery pack including at least one battery cell having a longitudinal axis and configured for operation within a predetermined temperature range, a core in thermal communication with the at least one battery cell, the core at least partially covering the at least one battery cell and comprising a porous material, the core configured, when wetted, to control a flow of fluid along the core in a direction substantially parallel to the longitudinal axis and to maintain the at least one battery pack at a temperature within the predetermined temperature range.

本発明の実施形態は電池システムを対象としている。電池システムは、圧力容器、および圧力容器中の少なくとも1つの電池パックを含む。少なくとも1つの電池パックは、縦軸を含み、所定の温度範囲内に作動するために構成された、少なくとも1つの電池セル、少なくとも1つの電池セルと熱連通する芯部であり、芯部は、少なくとも1つの電池セルを少なくとも部分的にい、および多孔質材料を含む芯部であり、濡らされたとき、縦軸に実質的に平行な方向に芯部に沿って流体の流れを制御し、少なくとも1つの電池パックを所定の温度範囲内の温度に維持するために構成される、芯部を含む。 An embodiment of the present invention is directed to a battery system including a pressure vessel and at least one battery pack in the pressure vessel, the at least one battery pack including at least one battery cell having a longitudinal axis and configured for operation within a predetermined temperature range, a core in thermal communication with the at least one battery cell, the core at least partially covering the at least one battery cell and including a porous material, the core configured to control a flow of fluid along the core in a direction substantially parallel to the longitudinal axis when wetted to maintain the at least one battery pack at a temperature within the predetermined temperature range.

随意に、電池システムは、芯材パッドが多孔質材料を含むようなシステムである。 Optionally, the battery system is one in which the wicking pad comprises a porous material.

Claims (20)

電池システムであって、
によって密閉された圧力容器と、
前記圧力容器内の少なくとも1つの電池パックであって、前記少なくとも1つの電池パックは、縦軸を含み、かつ所定の温度範囲内で作動するために構成された、少なくとも1つの電池パックと、
前記少なくとも1つの電池パックを少なくとも部分的に包み、かつ前記少なくとも1つの電池パックと熱連通する芯部と
芯材パッドと熱連通する電池管理サブシステムと、を含み、
ここで、前記芯部は、多孔質材料を含み、濡れると、縦軸に実質的に平行な方向に前記芯部に沿って流体の流れを制御し、前記少なくとも1つの電池パックを所定の温度範囲内に維持し、および前記少なくとも1つの電池パック内の温度差を減少させるように構成される、電池システム。
1. A battery system comprising:
a pressure vessel sealed by a lid ;
at least one battery pack within the pressure vessel, the at least one battery pack including a longitudinal axis and configured for operation within a predetermined temperature range;
a core at least partially encasing the at least one battery pack and in thermal communication with the at least one battery pack ;
a battery management subsystem in thermal communication with the wicking pad;
wherein the core comprises a porous material and, when wetted, is configured to control fluid flow along the core in a direction substantially parallel to a longitudinal axis, to maintain the at least one battery pack within a predetermined temperature range, and to reduce temperature differences within the at least one battery pack.
前記芯材パッドは多孔質材料を含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1 , wherein the core pad comprises a porous material. 前記芯部は、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、綿、およびビスコースからなる群から選択される少なくとも1つの材料で構成される、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the core is made of at least one material selected from the group consisting of polyester, polyamide, polypropylene, cotton, and viscose. 前記少なくとも1つの電池パックはリチウムイオン電池セルを含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the at least one battery pack includes lithium ion battery cells. 前記少なくとも1つの電池パックは、円筒状またはプリズム形状である電池セルを含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the at least one battery pack includes a battery cell that is cylindrical or prismatic. 前記所定の温度範囲は摂氏35度以下である、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the predetermined temperature range is 35 degrees Celsius or less. 前記蓋の表面は、強制的空気対流による冷却のために構成される、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the lid surface is configured for cooling by forced air convection. 前記蓋は、ヒートシンクとして機能するように構成される、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the lid is configured to function as a heat sink. 前記蓋は、冷却剤を通らせて輸送するための導管を含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the lid includes a conduit for transporting a coolant therethrough. 前記導管は、熱交換流体の供給源と連通するように構成される、請求項に記載の電池システム。 The battery system of claim 9 , wherein the conduit is configured to communicate with a source of heat exchange fluid. 前記蓋は、少なくとも1つの圧力逃し弁を含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the lid includes at least one pressure relief valve. 前記蓋は、電気的フィードスルーを含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the lid includes an electrical feedthrough. 前記圧力容器の表面は、電気的フィードスルーを含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, wherein the surface of the pressure vessel includes an electrical feedthrough. 前記芯部を部分的に浸漬するように、所定の高さまで延在する前記圧力容器中の伝熱流体をさらに含む、請求項1に記載の電池システム。 The battery system of claim 1, further comprising a heat transfer fluid in the pressure vessel that extends to a predetermined height so as to partially immerse the core. 前記伝熱流体は液相であり、所定の沸点温度および所定の気化熱を有する、請求項14に記載の電池システム。 The battery system of claim 14 , wherein the heat transfer fluid is in a liquid phase and has a predetermined boiling temperature and a predetermined heat of vaporization. 前記所定の気化熱は、前記伝熱流体の1グラム当たり100ジュール以上である、請求項15に記載の電池システム。 16. The battery system of claim 15 , wherein the predetermined heat of vaporization is greater than or equal to 100 joules per gram of the heat transfer fluid. 前記所定の沸点温度は、前記所定の温度範囲の最大値にほぼ等しい値である、請求項15に記載の電池システム。 16. The battery system of claim 15 , wherein the predetermined boiling point temperature is approximately equal to a maximum value of the predetermined temperature range. 前記伝熱流体の体積は、前記圧力容器の内部体積の約5%~約30%である、請求項14に記載の電池システム。 The battery system of claim 14 , wherein the volume of the heat transfer fluid is about 5% to about 30% of the internal volume of the pressure vessel. 電池システムを蒸発冷却するための方法であって、
圧力容器、前記圧力容器内の少なくとも1つの電池パック、芯部、および芯材パッドと熱連通する電池管理サブシステムを提供する工程と、
前記芯部を前記少なくとも1つの電池パックと熱連通して、および、前記芯材パッドを前記電池管理サブシステムと熱連通するように配置する工程と、
所定の沸点温度および所定の気化熱を有する液相の伝熱流体を提供する工程と、
前記圧力容器を所定の高さまで伝熱流体で満たし、それによって、前記芯部を前記伝熱流体に部分的に浸漬する工程と、
前記伝熱流体の蒸発によって前記少なくとも1つの電池パックの表面から熱を放散する工程と、を含む、方法。
1. A method for evaporative cooling of a battery system, comprising:
providing a battery management subsystem in thermal communication with a pressure vessel, at least one battery pack within said pressure vessel, a wick, and a wick pad ;
placing the wick in thermal communication with the at least one battery pack and the wick pad in thermal communication with the battery management subsystem;
providing a heat transfer fluid in a liquid phase having a predetermined boiling point temperature and a predetermined heat of vaporization;
filling the pressure vessel with a heat transfer fluid to a predetermined height, thereby partially immersing the core in the heat transfer fluid;
and dissipating heat from a surface of the at least one battery pack by evaporation of the heat transfer fluid.
電池パックであって、A battery pack comprising:
縦軸を含み、所定の温度範囲内で作動するように構成されている少なくとも1つの電池セルと、at least one battery cell including a vertical axis and configured to operate within a predetermined temperature range;
前記少なくとも1つの電池セルと熱連通する芯部であって、前記少なくとも1つの電池セルを少なくとも部分的に覆う芯部と、を含み、a core in thermal communication with the at least one battery cell, the core at least partially covering the at least one battery cell;
前記芯部は、濡れると、前記縦軸に実質的に平行な方向に前記芯部に沿って流体の流れを制御して、前記少なくとも1つの電池セルを前記所定の温度範囲内の温度に維持し、the core, when wet, controls a flow of fluid along the core in a direction substantially parallel to the longitudinal axis to maintain the at least one battery cell at a temperature within the predetermined temperature range;
前記電池パックは、芯材パッドと熱連通する電池管理サブシステムとともに圧力容器内に配置されるように構成されている、電池パック。The battery pack is configured to be disposed within a pressure vessel with a battery management subsystem in thermal communication with the wick pad.
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