KR20120103610A - 구조 및 열 관리 부품 - Google Patents

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KR20120103610A
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데릭 벅
브루스 실크
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에네르델, 인코포레이티드
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Abstract

구조 및 열 관리 부품. 본 발명의 구조 및 열 관리 부품의 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 이 부품은 상면과 하면을 정의하는 베이스부를 포함한다. 예시적인 부품은 상기 베이스부의 상면으로부터 연장되는 다수의 핀(fin)을 더욱 포함하는데, 이 핀은 베이스부의 길이만큼 적어도 실질적으로 연장되며, 이 다수의 핀은 인접하게 위치하는 구조로부터 열을 방출하도록 구성되며, 다수의 핀과 베이스부는 구조적으로-견고한 일체를 형성한다. 적어도 하나의 실시 형태에서, 본 명세서에서 개시하는 상기 구조적으로-견고한 일체는 일체 성형 금속에서 압출 성형된다.

Description

구조 및 열 관리 부품{STRUCTURAL AND THERMAL MANAGEMENT COMPONENT}
본 발명은 구조 및 열 관리 부품에 관한 것이다.
본 국제출원은, 본 명세서에서 참고로 통합되어 있는, 2009년 11월 9일자로 출원된, 미국임시출원 제61/259,488호의 개시 내용의 이익을 주장한다.
배터리는 점점 더 중요한 에너지 저장 장치가 되고 있다. 리튬이온 배터리는 재충전 가능하고 메모리 효과가 없기 때문에, 최근 리튬이온 배터리를 포함하는 배터리팩은 차량용 응용 제품 및 다양한 상업적 전자 장치로서 인기를 얻고 있다. 차량용 응용 제품이나 다른 장치에서 실행되기 위해서, 통상적으로 배터리팩은 다수의 부품들로 지지되고 열적으로 관리된다. 배터리팩을 지지하고 열적으로 관리하는데 사용되는 이들 부품들은 통상 상당한 공간을 차지한다. 차량용 응용 제품에서, 지지 구조 및 열 관리 시스템을 수용하기 위하여 요구되는 공간은 종종 이용할 수 없거나 실용적이지 않다.
상기에서 언급한 것과 같이, 차량이나 다른 장치에서 작동하기 위해서 배터리팩은 지지 시스템 외에 열관리 시스템을 통상 필요로 한다. 배터리의 한 전지로부터 인접 전지까지 상당한 온도 변이가 일어날 수 있는데, 배터리 성능을 훼손할 수 있다. 다른 전지에 대하여 한 전지의 온도가 상승된 상태인 경우, 그 전지의 충전 또는 방전 효율이 다르게 되고, 이에 따라 다른 전지에 비하여 신속하게 충전 또는 방전될 수 있다. 이로 인하여 배터리 성능의 감소가 초래될 것이다. 배터리 성능을 향상시키기 위해서, 배터리 내의 전지들 사이에서의 온도 차이를 최소화하여야 한다. 따라서 리튬이온 배터리와 같은 배터리에서 성능 요건을 유지할 수 있는 열관리가 요구된다.
결국, 지지 시스템 및 열관리 시스템 양자로서 기능할 수 있는 부품에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 예를 들어 리튬이온 배터리와 같은 배터리에서 지지 및 열관리가 가능한 부품 및 이를 포함하는 배터리를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 구조 및 열 관리 부품에 대한 적어도 하나의 예시적인 실시 형태에서, 이 부품은 상면과 하면을 정의하는 베이스부를 포함한다. 예시적인 부품은 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하는데, 상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 구조체로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성한다. 적어도 하나의 실시 형태에서, 상기 구조적으로 견고한 일체는 일체 성형 금속으로부터 압출 성형된다.
본 발명의 구조 및 열 관리 부품의 다양한 실시 형태에서, 상기 부품은 상기 베이스부의 제 1 측면으로부터 상기 베이스부의 대향하는 제 2 측면까지 연장되는 하우징을 더욱 포함하는데, 상기 하우징은, 상기 부품 주변으로 배터리팩이 위치하는 경우에 상기 배터리팩을 에워쌀 수 있는 크기와 형상을 갖는다.
본 발명의 예시적인 구조 및 열 관리 부품은 상기 베이스부의 상기 하면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 냉각 블록을 더욱 포함하는데, 상기 냉각 블록은 상기 구조적으로 견고한 일체에 대하여 추가적으로 구조적 견고성을 제공하도록 구성되며, 상기 냉각 블록은, 상기 냉각 블록의 길이만큼 연장되는 하나 이상의 내강을 정의하며, 상기 하나 이상의 내강은 액체 및/또는 기체가 상기 내강을 통하여 흐를 수 있도록 구성된다.
본 발명의 구조 및 열 관리 부품의 또 다른 예시적인 실시 형태에서, 상기 부품은, 상면, 저면 및 하나 이상의 개구를 정의하는 베이스부로서, 상기 하나 이상의 개구는 상기 베이스부의 적어도 하나의 주변 가장자리 또는 이 가장자리 인근에 형성되고, 상기 하나 이상의 개구는 이를 관통하는 체결부를 수용하는 크기 및 형상을 갖는 베이스부를 포함한다. 예시적인 실시 형태는 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되고, 상기 베이스부의 적어도 하나의 주변 가장자리와 이격된(away) 다수의 제 1 핀(fins)으로서, 다수의 제 1 핀에 인접하여 위치하는 구조체로부터 열을 외부로 방출하도록 구성되는 다수의 제 1 핀을 더욱 포함한다. 예시적인 실시 형태는 상기 베이스부의 상기 하면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되며 상기 베이스부로터 열을 방출하도록 구성되는 다수의 제 2 핀으로서, 상기 다수의 제 1 핀, 상기 다수의 제 2 핀 및 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성하며, 상기 구조적으로 견고한 일체는 단일 성형 금속으로부터 압출 가공되는 다수의 제 2 핀을 포함한다. 예시적인 실시 형태는 상기 베이스부의 제 1 측면으로부터 상기 베이스부의 대향하는 제 2 측면까지 연장되며, 배터리팩이 상기 부품 주변에 위치하는 경우에 상기 배터리팩을 에워쌀 수 있는 크기 및 형상을 갖는 하우징을 더욱 포함한다.
본 발명의 배터리 시스템의 예시적인 실시 형태에서, 상기 배터리 시스템은 구조 및 열 관리 부품을 포함한다. 예시적인 실시 형태에서, 상기 부품은 상면과 하면을 정의하는 베이스부와, 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하며, 상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 배터리로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성한다. 예시적인 실시 형태에서, 상기 배터리 시스템은 상기 부품에 인접하게 배치되는 크기 및 형상을 갖는 배터리팩을 더욱 포함한다.
본 발명의 차량의 예시적인 실시 형태에서, 상기 차량은 구조 및 열 관리 부품을 포함한다. 예시적인 실시 형태에서, 상기 부품은 상면과 하면을 정의하는 베이스부와, 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하며, 상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 배터리로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성한다. 본 발명의 차량의 예시적인 실시 형태는 상기 부품에 인접하게 배치되는 크기 및 형상을 갖는 배터리팩을 더욱 포함하며, 상기 부품과 상기 배터리 팩은 상기 차량의 적어도 일부분 안에 끼워지는(fit) 크기 및 형상을 갖는다.
본 발명의 구조 및 열 관리 부품을 형성하는 방법의 예시적인 실시 형태에서, 상기 방법은 부품을 형성하기 위하여 일체 성형 소재를 압출하는 단계를 포함한다. 예시적인 실시 형태에서, 상기 부품은 상면과 하면을 정의하는 베이스부와, 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하며, 상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 구조체로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성한다. 하나의 실시 형태에서, 상기 방법(800)은, 상기 일체 성형 소재를 압출하는 단계 이전에 상기 소재를 가열하는 단계(806), 상기 소재를 냉각하는 단계(820) 및/또는 2차 가공을 수행하는 단계(830)를 선택적으로 포함할 수 있다. 2차 가공은 다음과 같은 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다: 상기 소재를 절단하는 단계, 상기 소재를 드릴 가공하는 단계 및 상기 소재에 천공을 형성하는 단계.
본 발명에서는 구조적 지지 및 열관리가 가능한 부품 및 이를 포함한 배터리를 제안한다.
본 발명에 따르면 배터리를 구성하는 전지를 구조적으로 지지하는 동시에 배터리 사이에서의 온도 차이를 최소화할 수 있기 때문에, 배터리의 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원 발명에 대한 다른 이점은 첨부하는 도면과 연계하여 후술하는 상세한 설명을 해석하면 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따라, 제 1 실시 형태의 구조 및 열관리 부품의 사시도를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따라, 제 2 실시 형태의 구조 및 열관리 부품의 정면도를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명에 따라, 제 3 실시 형태의 구조 및 열관리 부품의 정면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따라, 제 4 실시 형태의 구조 및 열관리 부품의 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따라, 도 3에 도시된 부품의 정면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따라, 예시적인 실시 형태의 베이스부의 측면도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따라, 배터리팩에 인접한 도 2a에 도시된 부품의 정면도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따라, 배터리팩에 인접한 도 3a에 도시된 부품의 정면도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라, 구조 및 열관리 부품을 형성하는 방법에 대한 다이어그램을 도시한 것이다.
본 발명의 원리에 대한 이해를 증진시킬 목적으로, 지금 도면에서 예시되어 있는 실시 형태에 대하여 참조번호가 부여되며, 이를 설명하기 위하여 특정 용어가 사용된다. 하지만, 이 발명의 범위가 이들에 의하여 한정하고자 하는 의도가 아니라는 점은 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 구조 및 열 관리 부품(100)의 예시적인 실시 형태를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 부품(100)은, 상면(102a)과 하면(102b)을 정의하는 베이스부(102)를 포함한다. 도 1에 도시된 것과 같이, 베이스부(102)는 직사각형 형상일 수 있다. 하지만, 베이스부(102)는 예를 들면 정사각형 형상 또는 원형 형상과 같은 다른 형상일 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 베이스부(102)는, 상면(102a)과 하면(102b) 사이에 개구(103)를 정의할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 개구(103)는 베이스부(102)의 주변 가장자리나 그 인근에 위치할 수 있다. 개구(103)는 볼트 또는 다른 체결 부재(fastener member)를 수용하여, 부품(100)이 다른 구조체에 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 베이스부(102)는 개구(103)를 포함하지 않을 수 있다. 베이스부(102)가 개구(103)를 포함하거나 포함하지 않는 것과 무관하게, 부품(100)을 고정(secure)하기 위하여 다양한 고정 수단이 사용될 수 있다. 예를 들면 이러한 고정 수단은 용접, 클램프를 포함할 수 있으며, 또는 베이스부(102)의 대향하는 주변 가장자리가, 다른 구조체의 슬롯 내부로 끼워지도록 구성될 수 있다.
부품(100)은, 차량을 포함하는 다양한 형태의 구조체에 고정될 수 있다. 예를 들면, 일부 전기 자동차에서, 가솔린-구동 자동차에서 일반적으로 구동축이 위치하는 공간으로 배터리 시스템이 위치할 수 있다. 이와 같은 전기 자동차에서, 배터리는 비어 있는 구동축 공간 내에서 자동차의 섀시에 고정되어, 부품(100)을 사용하여 안정화될 수 있다. 자동차 섀시에 설치되는 경우, 상면(102a)은 자동차와 대면하는 반면, 하면(102b)은 길바닥 표면과 대면할 수 있다.
본 발명의 부품(100)에 대한 적어도 하나의 실시 형태에서, 도 1에 도시된 것과 같이, 부품(100)은 베이스부(102)의 상면(102a)으로부터 연장되는 다수의 핀(fins, 110)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 핀(110)은 실질적으로 직사각형 단면을 가지며, 베이스부(102)의 길이만큼 연장될 수 있다. 이 핀(110)은 부품(100)에 인접하게 위치하는 구조체(예컨대 배터리)로부터 열을 외부로 방출하도록 구성된다. 적어도 하나의 실시 형태에서, 공기가 핀(110) 주위를 순환하여, 구조체로부터 열이 외부로 전달되는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들면, 차량 전면의 그릴을 통하여 이동하는 공기가 핀(110)으로 순환할 수 있도록, 부품(100)은 차량 내에 고정, 배치될 수 있다. 또한 차량 저면으로 이동하는 공기가 핀(100)으로 순환할 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 다른 실시예에서, 차량의 에어컨디션 시스템이 핀(100)으로 공기-조화된(air conditioned) 공기 흐름을 제공하도록 부품(100)은 차량 내에 고정, 배치될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같은, 예시적인 부품(100)은, 베이스부(102) 상면(102a)에서 연장되는 제 1, 제 2 지지 블록(122, 124)을 더욱 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 상면(122a)에서 연장되는 핀(110)은 제 1 지지 블록(122)과 제 2 지지 블록(124) 사이에 위치할 수 있다. 물론, 지지 블록(122, 124)은 상면(102a)의 다른 장소에 위치할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 지지 블록(122, 124)은 각각, 개개 블록(122, 124)을 통하여 적어도 부분적으로 연장되는 개구(123)를 정의할 수 있다. 하기에서 설명하는 것과 같이, 이들 지지 블록(122, 124)은, 예를 들면 배터리와 같은 별개 부품으로 부품(100)을 지지하고 고정하도록 구성된다.
예시적인 실시 형태에서, 부품(100)은, 베이스부(102) 하면(102b)에서 연장되는 냉각 블록(cooling block, 130)을 또한 포함한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같이, 냉각 블록(130)은 실질적으로 사각형 단면(예컨대, 매끄러운 모서리를 갖는 이등변 사다리꼴 단면)을 포함할 수 있으며, 또한 이 냉각 블록(130)의 길이만큼 연장되는 하나 이상의 내강(lumen, 135)을 포함할 수 있다. 내강(135)은 물, 글리콜, 공기 또는 다른 열전달 매체를 순환시키는데 사용되도록 설계되어, 부품(100)으로부터 열을 외부로 전달할 수 있다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 적어도 하나의 실시 형태에서, 부품(100)은 베이스부(102) 상면(102a)에서 연장되는 다수의 핀(110a)과, 냉각 블록(130)에서 연장되는 다수의 핀(110b)을 포함한다. 이러한 구성으로, 핀(110a, 110b)은 넓은 표면적을 제공하여, 인근 구조체로부터 나오는 열을 방출한다. 발열 구조체에 가장 근접한 핀 세트가 통상적으로 열을 흡수하고, 베이스부(102)를 경유하는 전도를 통하여 열을 다른 핀 세트로 전달하고, 다른 핀 세트에서 열이 방출된다는 점에 또한 유의하여야 한다.
도 3 및 4는 본 발명의 구조 및 열 관리 부품의 다른 예시적인 실시 형태를 도시하고 있다. 도 3 및 4에 도시된 것과 같이, 부품(100)은 베이스부(102)와 선택적으로 하우징(300)을 포함하는데, 베이스부는 베이스부(102)의 대향하는 측면에 다수의 핀(110)을 구비하고 있으며, 하우징(300)의 내부에 베이스부(102)가 배치된다. 도 3 및 4에 도시된 베이스부(102)는 다양한 다른 구성으로 대체될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 예를 들면, 하나 이상의 내강(150)을 포함하는, 도 5의 베이스부(102)가 또한 활용될 수 있다. 내강(150)은 물, 글리콜, 또는 다른 열전달 매체를 순환시키는데 사용되도록 설계되어, 부품(100)으로부터 열을 외부로 전달할 수 있다.
배터리팩이 부품(100) 주변에 위치하는 경우, 하우징(300)은 배터리팩을 에워쌀 수 있는 크기와 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 하우징(300)은, 베이스부(102) 상부의 배터리팩은 물론, 베이스부(102)를 수용하도록 배열된 벽(320, 330)을 포함한다. 하우징의 벽(320, 330)은 대략 베이스부(102)의 길이만큼의 길이를 가질 수 있다. 도 3 및 4에 도시된 것과 같이, 하우징(300)은, 베이스부(102)를 향하여 내측으로 연장되며, 그 상부에 위치하는 배터리를 지지하도록 구성되는 내부 플랜지(340)를 포함할 수 있다.
하우징의 벽(320, 330)은 차량 저면의 적어도 일부분을 정의할 수 있다. 예를 들면, 벽(330)은 베이스부(02) 및 상응하는 배터리팩과, 차량 아래쪽의 차도 사이의 유일한 구조체일 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 벽(330)과, 베이스부(102)의 하면(102b)은 그 사이에 공간(500)을 정의할 수 있는데, 차도와 차량의 저면으로부터 배터리팩에 대한 열적 보호를 제공한다. 도 4에 도시된 것과 같이, 하나의 실시 형태에서, 단열재(insulating material, 380)가 벽(330)에 부착될 수 있다. 단열재(380)는, 예를 들면 고온의 아스팔트와 같은 외부의 열원으로부터 배터리팩에 대한 추가적인 열적 보호를 제공한다.
도 3 및 4에 도시된 것과 같이, 하우징(300)은, 베이스부(102)로부터 외측으로 연장되는 하나 이상의 플랜지부(350)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 플랜지부(350)는 하나 이상의 개구(352)를 포함할 수 있다. 개구(352)는 볼트 또는 다른 체결 부재를 수용하도록 구성될 수 있어서, 부품(100)이 다른 구조체에 고정될 수 있다. 전술한 것과 같이, 부품(100)은 차량이나 다른 전자 장치에 고정될 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 플랜지부(350)는 개구(352)를 포함하지 않을 수 있다. 플랜지부(350)가 개구(352)를 포함하는지의 여부와 무관하게, 부품(100)을 다른 구조체에 고정하기 위하여 다양한 고정 수단이 사용될 수 있는데, 예를 들면, 용접, 클램프나, 또는 플랜지부(350)를 다른 구조체의 슬롯 내부로 끼워넣는 것이다. 부품(100)은, 베이스부(102)와, 하우징(300)의 벽(320, 330) 사이에 배치되도록 구성되는 안정화 부품(미도시)을 또한 포함할 수 있어서, 베이스부(102)가 하우징(300)에 대하여 실질적으로 고정될 수 있다. 안정화 부품은 금속 스페이서나, 베이스부(102)를 고정하도록 구성되는 다른 부품을 포함할 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 배터리팩(700)이 부품(100) 인근에 배치되어, 부품(100)이 배터리팩(700)에 상대적인 안전성을 제공하는 동시에, 배터리팩(700)을 냉각시키는 것을 보조할 수 있다. 예를 들면, 부품(100)과 배터리팩(700)은, 각각 배터리팩(700)이 부품(100) 상부에 배치될 수 있는 크기와 형상을 가질 수 있다. 도 6에서 배터리팩(700)은, 지지 블록(122, 124) 상부에 배치되는 것으로 도시되어 있는데, 배터리팩(700)은, 베이스부(100) 상면(102a)에서 연장되는 다수의 핀(100) 상부에 안착될 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같이, 대안적인 실시 형태에서, 배터리팩(700)은, 하우징(300) 내의 내측 플랜지(340) 상부에 배치된다. 배터리팩(700)을 부품(100) 인근에 배치함으로써, 베이스부(102)와 베이스부(102) 상면(102a)에서 연장하는 핀(110)은 배터리팩(700)으로부터 방출되는 열을 흡수한다. 도 6의 구성과 관련해서, 지지 블록(122, 124)은 또한 배터리팩(700)으로부터 열을 흡수할 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 도 7의 구성과 관련해서, 하우징(300)은 또한 배터리팩(700)으로부터 열을 흡수할 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
배터리팩(700)으로부터 부품(100)에 의하여 흡수된 열의 적어도 일부는, 상면(102a)에서 연장되는 핀(110)의 표면적을 통하여 방출될 수 있다. 물론, 만약 제 2 핀 세트가 존재한다면, 부품(100)에 의하여 흡수된 열의 적어도 일부는, 하면(102b)을 따라 연장되는 핀(110)의 표면적이나 냉각 블록(130)을 통하여 또한 방출될 것이다. 전술한 것과 같이, 공기 또는 다른 유체가 핀(110) 주변에서 순환하여, 배터리팩(700)에서 열을 외부로 전달하는 것을 촉진시킬 수 있다. 아울러, 배터리팩(700)으로부터 부품(100)에 의하여 흡수된 열의 적어도 일부는, 냉각 블록(130)의 내강(135)이나 베이스부(102)의 내강(150)을 통하여 흐르는 유체에 의하여 흡수됨으로써, 배터리팩(700) 및 부품(100)으로부터 외부로 전달된다. 다시 말하면, 내강(135, 150)을 통하여 흐르는 유체(예컨대, 물이나 공기)는 부품(100)으로부터 열을 흡수해서, 부품(100)으로부터 열을 운반할 수 있다. 이들 내강(135, 150)은, 팬(fan)에서 공기를, 공기 조화 유닛에서 냉각 공기를, 물 공급원으로부터 냉수를, 및/또는 다른 열전도 매체 원으로부터 열전도 매체를 순환시키는 튜브에 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 이에 부가하여, 시스템(예컨대 차량)이 한 장소에서 다른 장소로 이동함에 따라, 내강(135)은 단순히 외부 환경으로부터 공기를 수용할 수 있다. 각 부분의 표면적을 통하는 것과 같이, 본 명세서에서 언급된 구조체의 다른 부분(예컨대 하우징(300))이 또한 배터리팩(700)에서 열을 외부로 방출할 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
도 8에 도시된 것과 같이, 구조 및 열 관리 부품(800)을 형성하는 방법이 제공된다. 방법(800)은 임의 숫자의 부품(100)을 형성하기 위하여 소재를 압출 가공하는 단계(810)를 포함한다. 전술한 것과 같이, 이들 소재는 다양한 형태의 금속을 포함할 수 있는데, 예를 들면, 강철 및 알루미늄을 포함하지만, 다른 고-강도 소재를 포함할 수 있다. 일체 성형(single piece)의 소재를 압출 가공함으로써, 부품(100)은 구조적으로-견고한 일체(unitary body)로서 형성된다. 압출 가공 단계(810)는 직접 압출 또는 간접 압출을 포함할 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 적어도 하나의 실시 형태에서, 베이스부(102)와 핀(110) (만약 응용될 수 있다면, 냉각 블록(130) 및 지지 블록(122, 124)은 일체 성형 소재로부터 압출될 수 있는 반면에, 하우징(300)은 별개로 형성될 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 부품(100)은, 하나 이상의 개별 부품을 기계 가공하고(machining), 개별 부품들을 함께 부착함으로써 형성될 수 있다. 도 8의 방법(800)은, 압출 단계 전에 일체 성형 소재를 가열하는 단계(806)를 선택적으로 포함할 수 있다. 압출 가공 단계(810) 이후, 방법(800)은 냉각 단계(820)를 선택적으로 포함할 수 있는데, 예를 들면, 물이나 공기를 압출 가공된 소재에 적용하는 단계 또는 압출 가공된 소재를 냉각 표면과 접촉시키는 단계와 같은 것이다. 방법(800)은 또한 2차 가공(secondary operation)을 수행하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 2차 가공은 하나 이상의 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다: 소재를 절단하는 단계, 소재의 적어도 일부분을 통하여 드릴 가공(drilling)하는 단계 및 소재에 천공(punching holes)하는 단계이다. 전술한 것과 같이, 본 명세서에서 참조된, 임의 숫자의 구조 및 열 부품(100)을 형성하도록, 방법(800)의 단계들이 수행된다.
본 명세서에서 상당히 자세하게 구조 및 열 관리 부품에 대한 다양한 실시 형태를 설명하였으나, 이들 실시 형태는 본 명세서에서 설명된 본 발명의 비-제한적인 실시예로서 단순히 제공된다. 따라서 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서, 다양한 변형과 변경이 행해질 수 있다는 점과, 균등물이 이들 구성 요소를 치환할 수 있다는 점은 이해될 것이다. 예를 들면, 본 명세서에서 참조된, 임의 숫자의 부품(100)들은, 본 발명 내에서 참조된 다른 부품(100)의 하나 이상의 특징/구성을 가질 수 있다. 사실, 여기서 개시하는 내용은 한정적이거나 본 발명의 범위를 한정하고자 의도한 것이 아니다.
아울러, 대표적인 실시 형태를 설명할 때, 본 발명은 특정 순서나 단계로서 방법 및/또는 공정을 제시하였을 수도 있다. 하지만, 그 방법이나 공정이 본 명세서에서 제시된 단계들의 특정 순서에 의존하지 않는 범위에서, 그 방법이나 공정은 설명된 특정 순서나 단계로 제한되어서는 안 된다. 다른 순서나 단계가 가능할 수 있다. 따라서 본 명세서에서 개시된 단계들의 특정 순서는 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 아울러, 방법 및/또는 공정에 대한 개시 내용은 기술된 순서대로 해당 단계를 수행하는 것으로 제한되어서는 안 된다. 이와 같은 순서는 변경될 수 있으며, 여전히 본 발명의 권리 범위 이내이다.

Claims (33)

  1. 상면과 하면을 정의하는 베이스부; 및
    상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하며,
    상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 구조체로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성하는 구조 및 열 관리 부품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구조적으로 견고한 일체는 일체 성형 금속으로부터 압출되는 구조 및 열 관리 부품.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속은 알루미늄 및 철로 구성되는 군에서 선택되는 구조 및 열 관리 부품.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스부의 상기 하면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 냉각 블록을 더욱 포함하는 구조 및 열 관리 부품.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각 블록은 상기 구조적으로 견고한 일체에 대하여 추가적으로 구조적 견고성을 제공하도록 구성되는 구조 및 열 관리 부품.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각 블록은, 상기 냉각 블록의 길이만큼 연장되는 하나 이상의 내강을 정의하며, 상기 하나 이상의 내강은 액체 및/또는 기체가 상기 내강을 통하여 흐를 수 있도록 구성되는 구조 및 열 관리 부품.
  7. 제 1항에 있어서,
    열을 갖는 배터리팩이 상기 구조 및 열 관리 부품과 접촉하면서 위치할 때, 상기 구조 및 열 관리 부품은 상기 배터리팩으로부터 열의 적어도 일부를 방출하는 구조 및 열 관리 부품.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 적어도 하나의 지지 블록을 더욱 포함하며, 상기 적어도 하나의 지지 블록은 상기 구조적으로 견고한 일체에 추가적으로 구조적 견고함을 제공하도록 구성되는 구조 및 열 관리 부품.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지지 블록은 2개의 지지 블록을 포함하며, 상기 베이스부에서 연장되는 상기 다수의 핀은 상기 2개의 지지 블록 사이에 위치하는 구조 및 열 관리 부품.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 상면에서 연장되는 다수의 핀은 상기 베이스부의 적어도 하나의 주변 가장자리에서 이격되어 있는 구조 및 열 관리 부품.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 베이스부의 적어도 하나의 주변 가장자리에, 또는 이 가장자리 인근에 위치한 하나 이상의 개구가 상기 베이스부 내에 정의되어 있으며, 상기 하나 이상의 개구는 그 개구를 관통하는 체결부를 수용할 수 있는 크기 및 형상을 갖는 구조 및 열 관리 부품.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스부의 상기 하면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 2개 이상의 핀을 더욱 포함하며, 상기 다수의 핀은 상기 베이스로부터 열을 방출하도록 구성되는 구조 및 열 관리 부품.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스부의 제 1 측면으로부터 상기 베이스부의 대향하는 제 2 측면까지 연장되는 하우징을 더욱 포함하며, 상기 하우징은, 상기 구조 및 열 관리 부품 주변으로 배터리팩이 위치하는 경우에 상기 배터리팩을 에워쌀 수 있는 크기와 형상을 갖는 구조 및 열 관리 부품.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 베이스부의 상기 상면 상부와, 상기 베이스부의 상기 하면 하부에서 연장되는 구조 및 열 관리 부품.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 2개의 플랜지를 더욱 포함하며, 상기 적어도 2개의 플랜지는 그 상부에 위치하는 상기 배터리팩을 지지하도록 구성되는 구조 및 열 관리 부품.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 구조 및 열 관리 부품은, 차량의 적어도 일부분 내에 끼워질 수 있는 크기 및 형태를 갖는 구조 및 열 관리 부품.
  17. 상면, 저면 및 하나 이상의 개구를 정의하는 베이스부로서, 상기 하나 이상의 개구는 상기 베이스부의 적어도 하나의 주변 가장자리 또는 이 가장자리 인근에 형성되고, 상기 하나 이상의 개구는 이를 관통하는 체결부를 수용하는 크기 및 형상을 갖는 베이스부;
    상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되고, 상기 베이스부의 적어도 하나의 주변 가장자리에서 이격되어 있는 다수의 제 1 핀(fins)으로서, 상기 다수의 제 1 핀에 인접하여 위치하는 구조체로부터 열을 외부로 방출하도록 구성되는 다수의 제 1 핀;
    상기 베이스부의 상기 하면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되며 상기 베이스부로터 열을 방출하도록 구성되는 다수의 제 2 핀으로서, 상기 다수의 제 1 핀, 상기 다수의 제 2 핀 및 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성하며, 상기 구조적으로 견고한 일체는 단일 성형 금속으로부터 압출 가공되는, 다수의 제 2 핀; 및
    상기 베이스부의 제 1 측면으로부터 상기 베이스부의 대향하는 제 2 측면까지 연장되며, 배터리팩이 상기 부품 주변에 위치하는 경우에 상기 배터리팩을 에워쌀 수 있는 크기 및 형상을 갖는 하우징
    을 포함하는 구조 및 열 관리 부품.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 베이스부는, 상기 베이스부의 길이만큼 연장되는 하나 이상의 내강을 더욱 정의하며, 상기 하나 이상의 내강은 액체 및/또는 기체가 상기 내강을 통하여 흐를 수 있도록 구성되는 구조 및 열 관리 부품.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 2개의 플랜지를 더욱 포함하며, 상기 적어도 2개의 플랜지는 그 상부에 위치하는 상기 배터리팩을 지지하도록 구성되는 구조 및 열 관리 부품.
  20. 상면과 하면을 정의하는 베이스부; 및 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하며, 상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 배터리로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성하는 구조 및 열 관리 부품; 및
    상기 구조 및 열 관리 부품에 인접하게 배치되는 크기 및 형상을 갖는 배터리팩을 포함하는 배터리 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 베이스부의 제 1 측면으로부터 상기 베이스부의 대향하는 제 2 측면까지 연장되는 하우징을 더욱 포함하며, 상기 하우징은 상기 배터리팩을 에워쌀 수 있는 크기와 형상을 갖는 배터리 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 2개의 플랜지를 더욱 포함하며, 상기 적어도 2개의 플랜지는 그 상부에 위치하는 상기 배터리팩을 지지하도록 구성되는 배터리 시스템.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 베이스부의 상기 하면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 냉각 블록을 더욱 포함하며, 상기 냉각 블록은 상기 구조적으로 견고한 일체에 대하여 추가적으로 구조적 견고성을 제공하도록 구성되는 배터리 시스템.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 냉각 블록은, 상기 냉각 블록의 길이만큼 연장되는 하나 이상의 내강을 정의하며, 상기 하나 이상의 내강은 액체 및/또는 기체가 상기 내강을 통하여 흐를 수 있도록 구성되는 배터리 시스템.
  25. 상면과 하면을 정의하는 베이스부; 및 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하며, 상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 배터리로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성하는 구조 및 열 관리 부품; 및
    상기 구조 및 열 관리 부품에 인접하게 배치되는 크기 및 형상을 갖는 배터리팩을 포함하는 차량으로서,
    상기 구조 및 열 관리 부품과 상기 배터리팩은 상기 차량의 적어도 일부분 안에 끼워지는 크기 및 형상을 갖는 차량.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 베이스부의 제 1 측면으로부터 상기 베이스부의 대향하는 제 2 측면까지 연장되는 하우징을 더욱 포함하며, 상기 배터리팩이 상기 구조 및 열 관리 부품 주변에 위치하는 경우 상기 하우징은 상기 배터리팩을 에워쌀 수 있는 크기와 형상을 갖는 차량.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 하우징의 제 1 부분은 상기 차량 저면의 적어도 일부분을 정의하는 차량.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 제 1 부분과 상기 베이스부의 상기 하면은 그 사이에 공간을 정의하는 차량.
  29. 제 27항에 있어서,
    상기 제 1 부분으로 단열부가 부착되는 차량.
  30. 부품을 형성하기 위하여 일체 성형 소재를 압출하는 단계를 포함하는 구조 및 열 관리 부품을 형성하는 방법으로서,
    상기 구조 및 열 관리 부품은, 상면과 하면을 정의하는 베이스부; 및 상기 베이스부의 상기 상면에서 연장되며, 적어도 상기 베이스부의 길이만큼 실질적으로 연장되는 다수의 핀(fins)을 포함하며, 상기 다수의 핀은 인접하게 위치한 구조체로부터 열을 방출하도록 구성되며, 상기 다수의 핀과 상기 베이스부는 구조적으로 견고한 일체를 형성하는, 구조 및 열 관리 부품을 형성하는 방법.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 일체 성형 소재를 압출하는 단계 이전에 상기 소재를 가열하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  32. 제 30항에 있어서,
    상기 일체 성형 소재를 압출하는 단계 이후에 상기 일체 성형 소재를 냉각하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  33. 제 30항에 있어서,
    상기 소재를 절단하는 단계, 상기 소재를 드릴 가공하는 단계 및 상기 소재에 천공을 형성하는 단계로 구성되는 군에서 선택되는 2차 가공을 수행하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
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