KR20190116483A - 에너지 저장 팩 - Google Patents

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KR20190116483A
KR20190116483A KR1020197027578A KR20197027578A KR20190116483A KR 20190116483 A KR20190116483 A KR 20190116483A KR 1020197027578 A KR1020197027578 A KR 1020197027578A KR 20197027578 A KR20197027578 A KR 20197027578A KR 20190116483 A KR20190116483 A KR 20190116483A
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제이알. 로버드 데이비드 숨프
어네스트 매튜 빌라누에바
데이비드 엘리아스 헤게만
사트빅 비핀 바타비아
가네쉬 라마나라얀 싱
알렉스 프릴루츠키
스콧 아이라 콘
브루스 필립 에드워드
피터 토마스 테네슨
제이에시 바랏 고라시아
휴 버네트 로스
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Abstract

에너지 저장 팩은 냉각제 유입구 매니폴드, 냉각제 유출구 매니폴드 및 복수의 열 교환 튜브들을 포함하며, 복수의 열 교환 튜브들은 복수의 열 교환 튜브들을 통과하는 냉각제와 에너지 저장 팩 내에서 복수의 열 교환 튜브들에 인접하게 그리고 이들 사이에 장착된 복수의 배터리 셀들 사이에서 열을 교환하도록 냉각제 유입구 매니폴드와 냉각제 유출구 매니폴드 사이로 연장된다. 일 실시예에서, 냉각제 유입구 매니폴드 및 냉각제 유출구 매니폴드 중 적어도 하나는 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들 및 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들을 상호 결합하는 복수의 호스 세그먼트들을 포함한다. 에너지 저장 팩은 냉각제 유입구 매니폴드 상에 위치된 냉각제 유입 개구 및 냉각제 유출구 매니폴드 상에 위치된 냉각제 유출 개구를 더 포함할 수 있다.

Description

에너지 저장 팩
본 PCT 출원은 "ENERGY STORAGE PACK"이라는 명칭으로 2017년 2월 20일자 출원된 미국 실용 출원 제15/437,228호에 대한 우선권을 주장하며, 이 실용 출원은 이로써 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함되며 모든 목적들을 위해 본 PCT 출원의 일부를 이룬다.
일부 에너지 저장 시스템들(예컨대, 에너지 저장 팩들)은 에너지 저장 셀들 중간의 또는 근처의 냉각 튜브를 통해 냉각 유체를 펌핑한다. 이러한 에너지 저장 시스템의 열 구조의 일 양상은 냉각 튜브 내에 포함된 열 전달 유체와 셀들 사이의 열 저항이다. 셀과 냉각 튜브 사이의 물리적 간격을 연결하기 위해 열 계면 재료(TIM: thermal interface material)들이 사용될 수 있다. 과거에는, 셀들이 플라스틱 하우징 내부에 채워져 있었고, 직선 냉각 튜브가 셀 행들 사이로 이어졌으며, 내부는 열 전도성 에폭시로 가득 채워졌다. 이러한 에폭시는 큰 전도 경로 길이들을 갖는 고비용 및 고질량일 수 있다. 다른 접근 방식에서는, 스캘럽형(scalloped) 냉각 튜브에 적용된 고가의 압축성 실리콘 스펀지 TIM을 사용하여 적절한 열 저항이 얻어졌다.
도 1은 클램셸(clamshell) 및 마운트(mount)들을 포함하는 모듈 하우징의 일례를 도시한다.
도 2는 도 1의 클램셸 상의 구조의 일례를 도시한다.
도 3은 도 1의 모듈 하우징에 조립된 열 교환 튜브의 일례를 도시한다.
도 4는 모듈 하우징에 조립된 셀들의 행들 사이로 이어지는 도 3의 열 교환 튜브의 일례를 도시한다.
도 5는 도 4로부터의 셀들의 행들 사이의 셀 스프레더(spreader) 엘리먼트의 일례를 도시한다.
도 6은 제2 측 클램셸의 일례를 도시한다.
도 7은 도 6의 클램셸 상의 구조를 도시한다.
도 8은 열 교환 튜브 및 셀들을 모듈 하우징에 부착하기 위해 접착제를 도포하는 일례를 개략적으로 도시한다.
도 9는 스캘럽들을 가진 열 교환 튜브의 일례를 도시한다.
도 10a - 도 10f는 열 교환 튜브들의 예시적인 단면들을 도시한다.
도 11은 도 10a의 열 교환 튜브의 예시적인 변형의 단면도를 도시한다.
도 12는 셀이 z 축을 따라 모듈 하우징에 데이텀(datum)하는 것을 도시한다.
도 13은 셀이 x 축 및 y 축을 따라 열 교환 튜브에 데이텀하는 것을 도시한다.
도 14는 에너지 저장 팩 용량을 감소시키기 위해 플레이스 홀더(placeholder)를 사용하는 일례를 도시한다.
도 15는 셀 및 마운트를 클램셸에 부착하기 위해 접착제를 도포하는 일례를 도시한다.
도 16은 클램셸에서 리브(rib)들을 사용하여 포지셔닝되는 도 1의 마운트의 일례를 도시한다.
도 17은 셀 모듈들로부터 마운트들을 수용하기 위한 교차 부재 스플릿(cross-member split)을 갖는 에너지 저장 팩의 부재의 일례를 도시한다.
도 18은 도 17의 마운트들의 예시적인 입면도를 도시한다.
도 19는 병렬 냉각 튜브 시스템의 일례를 도시한다.
도 20a는 각각의 단부에서 열 교환 튜브 종결 구조들을 갖는 열 교환 튜브의 측면 사시도이다.
도 20b는 도 20a에 도시된 바와 같이 각각의 단부에서 열 교환 튜브 종결 구조들을 갖는 열 교환 튜브의 측면 사시도이며, 복수의 배터리 셀들이 열 교환 튜브에 인접하게 존재한다.
도 21은 도 20a 및 도 20b의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 부분 사시도이다.
도 22는 도 21의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 분해도이다.
도 23은 도 20a의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조들의 세로 측단면도이다.
도 24는 상부 부분 및 단부 부분을 상술하는 에너지 저장 팩의 부분 사시도이다.
도 25는 도 24의 에너지 저장 팩의 부분 상단면도이다.
도 26은 도 20b의 배터리 셀 및 열 교환 튜브의 개략적인 측단면도이다.
도 27은 도 26의 열 교환 튜브의 부분 측단면도이다.
도 28은 도 24의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 단부의 부분 단면도이다.
도 29는 도 24의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 단부의 부분 단면도로, 호스 세그먼트에 의한 열 교환 튜브 종결 구조들 사이의 상호 연결을 상술한다.
도 30은 도 29의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 단부의 분해 부분 단면도로, 열 교환 튜브 종결 구조들과 배터리 셀들과 열 교환 튜브 사이의 상호 연결을 상술한다.
도 31은 도 20a 및 도 20b의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 부분 사시도로, 배터리 셀들 및 열 교환 구조가 열 교환 튜브에 어떻게 인접/결합하는지를 도시한다.
도 32는 도 24의 에너지 저장 팩의 부분 측단면도로, 열 교환 튜브, 도 20a 및 도 20b의 열 교환 튜브 종결 구조, 전자 기기, 배터리 셀들 및 열 교환 구조를 도시한다.
도 33은 조합된 열 교환 튜브/열 교환 튜브 종결 구조를 구성하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
이 문서는 에너지 저장 팩과 같은 에너지 저장 팩의 셀들에 대한 모듈들을 수반하는 시스템들 및 기술들을 설명한다. 모듈들은 에너지 저장 팩에 모듈들을 부착하기 위해 마운트들과 함께 사용될 수 있다. 열 교환 튜브― 즉, 냉각 및/또는 가열 튜브 ―는 하우징 내의 구조에 의해서가 아니라 튜브에 의해 각각의 셀이 모듈 하우징에 데이텀하도록 제공될 수 있다. 튜브는 셀들과 동일한 접착제의 도포를 사용하여 모듈 하우징에 부착될 수 있고, 방사선(예컨대, UV 광)이 접착제 경화에 사용될 수 있다. 도포된 접착제가 방사선으로부터 차단(shadow)되는 영역들에 대해, 2차 경화 메커니즘이 사용될 수 있다. 모듈 하우징은 셀들의 사용에 유연성을 허용하는데, 예를 들어 서로 다른 타입들의 셀들, 서로 다른 위치들의 셀들, 또는 일부 셀들 대신 플레이스 홀더들의 수용을 허용한다. 튜브에 날카로운 만곡부들이 만들어질 때 제조 가능성 및 열/유체 성능을 향상시키도록 만곡되거나 기울어진 내부 리브들이 튜브에 제공될 수 있다.
도 1은 클램셸(102) 및 마운트들(104)을 포함하는 모듈 하우징(100)의 일례를 도시한다. 클램셸은 에너지 저장 팩에 조립된 셀들을 유지하도록 구성된다. 전기 자동차의 에너지 저장 팩은 (도시되지 않은) 전체 인클로저로 구성될 수 있는데, 그 내부에는 모듈 하우징(100)에 기반한 하나 이상의 모듈들이 조립된 후에 장착될 것이다.
클램셸(102)은 금속, 중합체 또는 복합재를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 일부 구현들에서, 클램셸(102)은 "비-종단 측" 클램셸로 간주된다. 여기서 비-종단 측이라는 용어는 다수의 모듈들을 팩에 상호 연결하기 위한 연결 지점들을 갖지 않는 모듈의 (간혹 하단부로 간주되는) 한쪽 단부를 의미한다. 이에 반해, 모듈의 반대쪽에 있는 다른 클램셸은 또한 "종단 측" 클램셸로 특성화될 수 있다.
마운트들(104)은 여기서 클램셸(102)의 각각의 더 긴 면에 하나씩 삽입된다. 조립 후, 마운트들은 이를테면, 에너지 저장 팩의 인클로저 내부로의 모듈의 쉽고 신뢰할 수 있는 장착을 제공할 수 있다. 마운트들은 클램셸 상의 슬롯들 내부에 맞고 접착제를 사용하여 부착될 것이며, 이는 아래 예들에서 설명될 것이다. 마운트들은 금속, 중합체 또는 복합재를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다.
도 2는 도 1의 클램셸(102) 상의 구조(200)의 일례를 도시한다. 먼저, 클램셸은 셀들 각각을 위한 개구(202)를 갖는다. 예를 들어, 개구는 셀을 상호 연결하는데 사용될 관통 홀일 수 있다. 둘째, 여기서 구조는 클램셸의 전체 표면보다 약간 위로 돌출하는 3개의 삼각형 형상들(204)을 포함한다. 일부 구현들에서, 삼각형 형상들은 본질적으로 3 차원의 피라미드 형태를 가질 수 있다.
여기서, 삼각형 형상들(204)은 대략 원(206)의 1/2 상에 포지셔닝된다. 삼각형 형상들은 본질적으로 원통형인 셀(예컨대, 18650 타입의 셀들)의 형상을 반영한다. 어떤 의미에서, 삼각형 형상들에 의해 정해진 원은 (도시되지 않은) 셀에 대한 카운터보(counterbore)로 간주될 수 있다. 보다 구체적으로, 카운터보는 셀의 풋프린트에 비해 대형화될 수 있다. 그 결과, 셀은 삼각형 형상들로 해당 위치에 데이텀되지 않는다. 그보다, 셀은 열 교환 튜브에 의해 데이텀될 것이며, 이에 대한 예들은 아래에서 설명될 것이다. 그러나 셀들을 클램셸(102)에 부착하기 위해 접착제가 도포될 때, 접착제는 셀의 측 표면과 삼각형 형상 사이의 간격을 적어도 부분적으로 채울 것이다. 다시 말하면, 클램셸 상의 구조들은 셀들의 확실한 부착에서의 역할을 제공할 수 있다. 삼각형 형상은 2개 이상의 개구들을 위한 구조로서의 역할을 할 수 있는데; 예를 들어, 삼각형 형상(204)은 또한 개구들(208, 210)을 위한 개개의 카운터보들을 한정한다.
도 3은 도 1의 모듈 하우징(100)에 조립된 열 교환 튜브(300)의 일례를 도시한다. 여기서, 튜브는 배터리 동작 중에 발생된 열을 제거하고 이로써 셀들을 냉각시키거나 (도시되지 않은) 액체 히터로 셀들을 원하는 동작 온도까지 가열하도록 (아직 조립되지 않은) 셀들의 행들 사이로 액체를 이송하도록 구성된 본질적으로 평평한 도관이다. 즉, 튜브는 또한 또는 대신에 가열을 제공할 수 있다. 예를 들어, 액체는 냉각 또는 가열이 필요할 때 튜브의 어느 한 단부에서 (도시되지 않은) 펌프를 사용하여 순환될 수 있다.
일부 구현들에서, 튜브는 2개의 외측 런(run)들 상에서 클램셸에 데이텀될 수 있다. 외부 런들 중간에서, 튜브가 클램셸의 짧은 단부에 도달할 때 튜브는 앞뒤 그리고 역방향으로 통과할 수 있다. 다른 예로서, 튜브 역전 방향 대신에, 별도의 평행 튜브들이 제공될 수 있는데, 이를테면 아래의 도 19에 예시될 수 있다. 이 구현에서, 튜브는 스캘럽형이고, 어떤 의미에서는 카운터보들(예컨대, 도 2의 삼각형 형상들(204)에 의해 정해진 반원들)을 완성한다.
도 4는 모듈 하우징에 조립된 셀들(400A-B)의 행들 사이로 이어지는 도 3의 튜브(300)의 일례를 도시한다. 조립시, 셀들은 카운터보들에 채워진다. 이 단계에서, 셀들의 공칭 위치는 튜브의 스캘럽들과 같은 높이이지만, 셀 위치는 엄격하게 제어되지 않는다. 카운터보는 셀들의 위치를 제한하지 않도록 대형화된다.
이 조립 기술의 한 가지 이점은 이 기술이 서로 다른 타입들의 셀들의 사용을 가능하게 한다는 점이다. 셀-튜브 및 튜브-클램셸 오정렬이 있는 최악의 시나리오에서, 카운터보들은 그럼에도 불구하고 셀들의 제한을 피하기에 충분한 간극을 제공한다. 예를 들어, 서로 다른 제조업체들에 의한 18650-타입 셀들의 양의 단부들은 음의 단부들과 마찬가지로 서로 상당히 다르지만, 그럼에도 불구하고 셀 캔(can)들의 직경들은 튜브(300)가 셀 캔들 각각에 사용될 수 있도록 충분히 유사하다.
다른 이점은 셀들의 배향에 유연성이 있다는 점이다. 예를 들어, 셀(400A)은 위쪽을 향하는 음의 단자를 갖는 반면, 셀(400B)의 경우 이는 양의 단자이다. 즉, 모듈 하우징은 셀들에는 위쪽 배향 또는 아래쪽 배향으로, 또는 일부에는 각각의 배향으로 사용될 수 있다.
도 5는 도 4로부터의 셀들(400A-B)의 행들 사이의 셀 스프레더 엘리먼트(500)의 일례를 도시한다. 즉, 셀 스프레더 엘리먼트는 한편으로는 셀들(400A-B)을 포함하는 행과 다른 한편으로는 셀들(502A-B)을 포함하는 행을 이격시키도록 삽입된다. 셀 스프레더 엘리먼트는 각각의 셀을 모듈 내의 위치로 편향시키며, 여기서 셀은 튜브에 데이텀한다. 셀 스프레더는 셀들 사이의 열 전달을 방해하는 열 장벽으로서 기능할 수 있다. 셀 스프레더 엘리먼트는 이를테면, 셀을 그 적절한 위치로 재조정하기에 충분한 횡력(side-force)을 제공하도록 모듈 하우징에서 셀들을 떨어뜨리기에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 일부 구현들에서, 셀 스프레더 엘리먼트는 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌으로 코팅된 유리 섬유 엘리먼트일 수 있다.
셀의 원통형 표면이 튜브와 얼마나 접촉하는지를 나타내는 접촉각(504)이 정의될 수 있다. 이 각도는 단지 몇 가지만 예를 들자면, 셀 반경, 튜브의 형성, 및 셀 스프레더 엘리먼트의 강성을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 특성들에 의존할 수 있다. 여기서, 접촉각은 90도 미만이다. 예를 들어, 약 60-70도의 접촉각이 사용될 수 있다.
도 6은 제2 측 클램셸(600)의 일례를 도시한다. 일부 구현들에서, 제2 측 클램셸(600)은 "종단 측" 클램셸로 간주될 수 있다. 즉, 제2 측 클램셸(600)은 예를 들어, 셀들이 그 안에 조립되었을 때 모듈을 위한 상부를 제공하도록 클램셸(102)(도 1)에 상보적인 하우징일 수 있다.
일부 구현들에서, 제2 측 클램셸(600)은 다른 클램셸의 피처들과 동일하거나 유사한 하나 이상의 피처들을 가질 수 있다. 제2 측 클램셸(600)은 앞서 설명한 행 방향 셀 배열을 반영하는 구조들을 가질 수 있다. 도 7은 도 6의 제2 측 클램셸(600) 상의 구조(700)를 도시한다. 예를 들어, 여기서 구조들은 셀들 각각에 대한 개구(702) 및 다른 클램셸의 형상들과 동일하거나 유사할 수 있는 3개의 삼각형 형상들(704)을 포함한다. 여기서 제2 측 클램셸(600)은 원(708)으로 개략적으로 나타낸 바와 같이, 삼각형 형상들(704)과 함께 카운터보를 형성하는 구조(706)를 또한 갖는다. 이러한 카운터보는 하부 클램셸의 카운터보들의 상기 설명과 유사하게 대형화될 수 있다. 다른 예로서, 제2 측 클램셸(600)은 마운트의 부착을 위한 하나 이상의 슬롯들을 가질 수 있다.
도 8은 튜브 및 셀들을 모듈 하우징에 부착하기 위해 접착제를 도포하는 예를 개략적으로 도시한다. 스팅어(stinger)(802)에 의해 셀들(804, 806)의 행들 사이에 분배되는 접착제가 여기서는 파선(800)으로서 개략적으로 예시된다. 각각의 셀은 그 이웃에 대해 튜브의 길이를 따라 오프셋되고(예컨대, 도 4 - 도 5의 셀 패턴 참조), 따라서 셀(806)은 현재 단면에서 셀(804)보다 더 좁게 나타난다. 스팅어(802)는 여기서 스팅어 앨리(alley)(808)로 지칭되는 공간에서 셀 행들 사이에 끼워지도록 구성된 세장형 노즐일 수 있다. 예를 들어, 스팅어는 앨리의 어느 한쪽 단부에서 시작하여 이후, 접착제가 분배됨에 따라 연속적으로 또는 별개의 단계들로 앨리를 따라 이동될 수 있다.
접착제(800)는 튜브(810)의 양 측면들에서 하부 클램셸을 향해 아래로 흐른다. 각각의 셀의 바닥에는 클램셸의 개구(812)(예컨대, 도 2의 개구(202))가 있다. 접착제가 개구 밖으로 흐르는 것을 방지하거나, 적어도 그러한 접착제의 양을 감소시키기 위한 조치가 취해질 수 있다. 일부 구현들에서, 방사선 민감성 접착제가 사용되며, 이어서 화살표(814)로 개략적으로 나타낸 바와 같이 모듈 아래에 방사선이 가해져 접착제를 경화시킬 수 있다. 클램셸(들)은 그러한 방사선에 부분적으로 또는 완전히 투명할 수 있다. 예를 들어, 단일 또는 다성분 UV 경화 아크릴레이트 또는 아크릴레이트-에폭시 접착제가 사용될 수 있고, 이어서 자외선 광이 가해져 개구(812)를 통한 접착제의 유출을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
경로들(800A, 800B)에 의해 예시된 바와 같이, 셀들과 튜브 사이의 좁은 공간으로 접착제가 위킹(wick)된다. 그러나 셀 및/또는 튜브가 방사선에 대해 상당한 투명성이 없다면, 경로들(800A-B)은 방사선 프로세스 동안 본질적으로 차단될 것이다. 그 결과, 경로들(800A-B)을 따라 존재하는 접착제는 경화되지 않은 상태(예컨대, 본질적으로 액체)로 유지될 수 있으며, 이는 셀의 바닥에서의 접착제보다 상당히 더 길다. 즉, 방사선은 그러한 위치들에서 접착제를 경화시키는 데 효과적이지 않을 수 있다.
따라서 접착제는 방사선 이외의 수단에 의해서도 또한 경화될 수 있도록 선택될 수 있다. 일부 구현들에서, 접착제는 하나 이상의 화학 물질들에 의해서도 또한 경화 가능하다. 예를 들어, 이액형 접착제(two part adhesive)가 분배 전에 혼합될 수 있으며, 시간이 지남에 따라 방사선 없이 음영 영역들에서 화학적으로 경화될 것이다. 접착제는 또한 공기에 노출될 때 시간이 지남에 따라 접착제가 경화되도록 호기성(aerobic) 또는 수분 경화 메커니즘을 포함할 수 있다.
그 결과, 접착제는 경로들(800A-B)에 대응하는 영역에서도 또한 경화된다. 접착제는 대체된 계면 공기보다 열 전도성이 더 높고, 따라서 개별 셀들과 튜브 사이의 개선된 열 계면을 제공한다. 이에 따라, 접착제는 튜브가 셀로 또는 셀로부터 에너지를 전달하는 것을 돕는 열 계면 재료로 간주될 수 있다. 즉, 일부 구현들에서, 접착제 이외의 열 계면 재료(예컨대, 실리콘 스펀지 재료)가 튜브 또는 셀들에 적용될 필요는 없다. 그보다, 접착제는 셀들 및 튜브를 서로에 그리고 클램셸(들)에 부착하는 것 외에도 이 기능을 또한 수행할 수 있다.
도 9는 스캘럽들(902)을 갖는 튜브(900)의 일례를 도시한다. 일부 구현들에서, 튜브는 직선형으로 (예컨대, 알루미늄으로부터) 압출되고, 스캘럽들은 튜브가 필요한 형상으로 구부러지기 전에 (예컨대, 셀의 행들에 대응하도록) 적용된다. 예를 들어, 프레스를 사용하여 특정 프레스 톤수로 튜브의 측면(들)에 압력이 가해질 수 있다. 압출 폭이 3.0-5.0㎜인 경우, 스캘럽 압축은 하나만 예를 들자면, 약 25%일 수 있다. 최소 스캘럽 폭은 화살표(903)로 표시된다. 이러한 구현들에서, 스캘럽형 튜브는 이후에, 예를 들어 튜브 상의 하나 이상의 위치들의 만곡부들(904)에 대응하는 형상으로 구부러진다. 예를 들어, 만곡부들(904)이 위치될 곳을 제외하고 튜브 상의 모든 곳에서 스캘러핑(scalloping)이 수행될 수 있다. 만곡부들(904)은 튜브가 하나의 행의 끝에 도달하고 회전하여 다음 행을 따라 아래로 진행하는 곳에 대응할 수 있다.
일단 완료되면, 튜브(900)는 (예컨대, 도 3에 예시된 바와 같이) 클램셸에 배치될 수 있고, 그 후에 셀들은 튜브에 의해 한정된 열들로 조립될 수 있다. 즉, 하나만 예를 들자면, 셀들은 튜브에 데이텀될 수 있고, 클램셸 상의 임의의 카운터보 또는 다른 구조에는 직접 데이텀될 수 없다.
다른 구현들에서, 굽힘은 스캘러핑 전에 이루어질 수 있다. 예를 들어, 튜브(900)는 클램셸의 의도된 셀 행들에 대응하는 형상― 즉, 선형 행 부분들이 회전들에 의해 분리됨 ―으로 구부러질 수 있고, 그 후 행 부분들은 스캘럽 형상으로 가압될 수 있다.
일부 구현들에서, 하나 이상의 내부 피처들이 튜브에 제공될 수 있다. 도 10a - 도 10f는 튜브(1000)의 예시적인 단면들을 도시한다. 도 10a에서, 6개의 프리-벤트(pre-bent) 리브들(1002)이 튜브에 제공된다. 즉, 튜브는 2개의 본질적으로 평행한 주 측면들(1004)을 갖는 세장형 단면을 가지며, 프리-벤트 리브들(1002)은 주 측면들을 서로 연결한다. 내부 리브들은 주 측면들에 수직이 아니다. 이 예에서, 프리-벤트 리브들(1002) 각각은 튜브의 가장 가까운 에지(1006)를 향해 외측으로 만곡된다. 여기서, 프리-벤트 리브들은 본질적으로 압출 폭과 동일한 외측 반경을 갖는다.
일부 구현들에서, 내부 리브들 각각은 주 측면들에 대해 직선형 및 경사형이다. 예를 들어, 도 10b에서, 튜브(1000)는 한 방향으로 각진 리브들(1008) 및 다른 방향으로 각진 리브들(1010)을 갖는다. 대조적으로, 도 10c에서, 튜브(1000)는 모두 동일한 방향으로 각진 리브들(1012)을 갖는다.
도 10d는 튜브(1000)가 한 방향으로 배향된(즉, 튜브의 에지를 향해 오목한) 만곡된 리브들(1014) 및 다른 방향으로 배향된 만곡된 리브들(1016)을 갖는 일례를 도시한다. 일부 구현들에서, 튜브(1000)의 하나 이상의 리브들은 니(knee)를 갖는다. 도 10e에서, 리브들(1018, 1020)은 서로로부터 멀리(즉, 튜브의 에지들을 향해) 가리키고 있고, 도 10f에서 리브들(1022, 1024)은 서로를 향해 가리키고 있다.
예시된 예들에서, 모든 리브들은 동일한 정도로 만곡되거나 각이 진다. 예를 들어, 도 10a에서 프리-벤트 리브들(1002)의 반경은 이들 모두에 대해 동일하고, 도 10b에서 리브들(1008, 1010)은 모두 동일한 각도로 기울어진다. 다른 구현들에서, 하나 이상의 리브들은 다른 리브와 다른 곡률 및/또는 각도를 가질 수 있다.
튜브(1000)는 하나 이상의 냉각제 액체들을 운반하고, 의도된 접착제(들)를 사용하여 부착되고, 스캘럽들이 내부에 형성되기에 적합한 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 일부 구현들에서, 튜브는 알루미늄 또는 중합체로 만들어진다. 일부 구현들에서, 튜브는 냉각제 이송에 사용되는 알루미늄 부분 및 전기 절연을 위한 중합체 부분과 같은 2개 이상의 개별 부분들로 구성된다. 예를 들어, 튜브는 압출 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 중합체 튜브의 경우, 블로우 성형(blow molding)과 같은 다른 제조 방법들이 사용될 수 있다.
튜브(1000)가 특정 클램셸에 대해 가질 필요가 있는 구성으로 구부러질 때, 결과로서 내부 피처들 중 하나 이상이 구부러지거나 아니면 변형될 수 있다. 도 11은 도 10a에 도시된 바와 같은 튜브(1000)의 예시적인 변형의 단면도를 도시한다. 즉, 튜브는 적어도 한 곳에서 먼저 구부러졌으며 현재 예시는 튜브가 구부러진 튜브의 내부를 보여준다. 여기서, 주 측면들(1004) 및 에지들(1006)은 굽힘에 의해 본질적으로 영향을 받지 않는다. 그러나 프리-벤트 리브들(1002)의 일부 또는 전부가 추가로 구부러졌거나 아니면 변형되었다. 예를 들어, 프리-벤트 리브들은 이들의 중간 지점들에서 구부러지고 적은 힘으로 일관되고 예측 가능한 방식으로 산출될 수 있다. 이것은 예를 들어, 튜브가 구부러지고 있을 때 더욱 제어된 리브 붕괴를 제공할 수 있다.
도 12는 셀(1200)이 z 축을 따라 모듈 하우징(100)에 데이텀하는 것을 도시한다. 즉, 셀은 클램셸에 의해 수직으로 포지셔닝된다.
도 13은 셀(1300)이 x 축 및 y 축을 따라 튜브(300)에 데이텀하는 것을 도시한다. 즉, 셀은 튜브 및 이 예에서는 셀 스프레더 엘리먼트(500)에 의해 수평으로 포지셔닝된다. 예를 들어, 이 데이텀은 비교적 큰 셀-클램셸 간극(1300)에 의해 반영된다. 접착제가 도포되면, 접착제가 셀-클램셸 간극을 부분적으로 또는 완전히 채울 수 있다.
도 14는 에너지 저장 팩 용량을 감소시키기 위해 플레이스 홀더(1400)를 사용하는 일례를 도시한다. 마케팅 관점에서, 동일한 전체 형상 계수(form factor)를 가진 에너지 저장 팩에 여러 레벨들의 배터리 용량을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 이는 많은 에너지 저장 팩 컴포넌트들의 재사용 및 테스트와 검증의 레버리징을 가능하게 하지만, 여전히 상이한 배터리 용량들 및 비용의 제공을 가능하게 한다. 예를 들어, 이는 제조업체가 고객에게 표준 배터리 용량 또는 확장 배터리 용량으로 동일한 차량을 구매하는 옵션을 제공할 수 있게 할 수 있다.
여기서 클램셸(1402)은 다수의 셀들(1404)이 모듈 하우징 내에 조립된 것을 도시한다. 그러나 플레이스 홀더(1400)는 셀들(1404) 중 하나 대신에 삽입되는 비-에너지 엘리먼트이다. 예를 들어, 이것은 구조적 무결성을 유지하면서 에너지 저장 팩의 용량을 줄이는 데 사용될 수 있다. 플레이스 홀더는 z 차원의 클램셸들 그리고 x 차원 및 y 차원의 (가려진) 튜브와 계면 결합하는 일반적인 부품일 수 있다. 예를 들어, 플레이스 홀더들의 사용은 하부 클램셸의 셀 상호 연결 관통 홀을 통한 접착제 누출을 방지할 수 있다.
다른 예로서, 셀 포지셔닝에서의 유연성이 제공될 수 있다. 클램셸 카운터보들이 x 차원 및 y 차원에서 대형화되고 특정 셀 기하학적 구조와 계면 결합하는 피처들을 포함하지 않는다면, 동일한 모듈 하우징 내에서 셀이 뒤집어질 수 있다. 예를 들어, 클램셸은 셀들을 서로 또는 다른 컴포넌트에 전기적으로 상호 연결하도록 의도된 관통 홀(예컨대, 도 2의 개구(202))을 가질 수 있고, 이러한 관통 홀들은 양의 셀 단자 및 음의 셀 단자 모두에 대해 본질적으로 동일한 직경일 수 있다. 이 클램셸 구성은 셀의 음의 단자 상의 바닥 벤트를 노출시키기에 그리고 관통 홀을 형성하는 구조와 충돌하지 않고 양의 셀 단자가 약간 돌출되는 공간을 제공하기에 적합한 홀 직경을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이는 이를테면, 모듈을 재설계하거나 모듈 팩토리를 크게 변경할 필요 없이 프로그래밍에 따른 변경들 또는 물리적 패키징 요구들로 인해 언제든지 극성 스위치를 제공할 수 있다.
도 15는 셀(1500) 및 마운트(1502)를 클램셸(1504)에 부착하기 위해 접착제를 도포하는 일례를 도시한다. 여기서, 접착제는 스팅어(1506)를 사용하여 도포된다. 접착제의 흐름은 일반적으로 화살표(1508)로 표시된다. 접착제는 기계 장비에 의해 쉽게 닿게 되지 않는 곳에 위킹된다. 예를 들어, 접착제는 셀 아래의 영역(1510), 그리고 또한 마운트(1502)의 플랜지에 의해 차폐되는 영역(1512)에 도달한다. 이에 따라, 여기서 접착제의 도포는 셀을 부착하는 그리고 마운트를 모듈 하우징에(예컨대, 클램셸에) 부착하는 역할을 한다. 앞서 설명한 예들과 유사하게, 접착제는 다단계 프로세스로 경화될 수 있는데: UV 광과 같은 방사선이 가해질 수 있고, 화학 약품이나 호기성 또는 수분 경화 메커니즘은 방사선이 가해질 때 차단된 영역들에서 경화를 제공할 수 있다.
위의 기술은 마운트(1502)의 유리한 데이텀을 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 튜브(또는 그 외부에 적용되는 임의의 재료)는 클램셸(1504) 상의 데이텀 리브(1514)에 대해 마운트를 설정할 수 있다. 예를 들어, 이는 x 방향으로 마운트를 데이텀할 수 있다. (아래에 예시될) 다른 리브는 다른 방향들로 마운트를 데이텀할 수 있다.
도 16은 클램셸(102)에서 리브들(1600)을 사용하여 포지셔닝되는 도 1의 마운트(104)의 일례를 도시한다. 이 단면에서, 리브들(1600)이 어떻게 y 방향 및 z 방향으로 마운트를 데이텀하는지가 확인될 수 있다. 예를 들어, y 방향에서 데이텀은 마운트가 클램셸의 길이를 따라 적절히 포지셔닝되고 양쪽에서 너무 멀리 연장되지 않는 것을 보장한다. 다른 예로서, z 방향에서 데이텀은 마운트가 클램셸의 슬롯 내부에 적절한 깊이(예컨대, 접착제의 적절한 위킹을 허용하기에 충분히 높지만 접착제에 의한 안정적인 접합을 보장하기에 충분히 낮음)로 안착됨을 보장한다.
도 17은 셀 모듈들(1710, 1712)로부터 마운트들(1706, 1708)을 수용하기 위한 교차 부재 스플릿(1704)을 갖는 에너지 저장 팩(1702)의 부재(1700)의 일례를 도시한다. 예를 들어, 부재(1700)는 에너지 저장 팩의 교차 부재일 수 있으며, 여기서 다수의 셀 모듈들은 하나 이상의 교차 부재들을 사용하여 적어도 하나의 베이(bay)에서 에너지 저장 팩 내부에 장착된다. 여기서, 부재는 패스너(1718)에 의해 서로 부착된 상부 부분(1714) 및 하부 부분(1716)을 포함한다. 이 설계는 하나 이상의 플랜지들(1720, 1722)이 하부 부분(1716) 상에 놓일 수 있는 스플릿(1704)을 생성한다.
이 배열의 한 가지 이점은 인접한 베이들의 모듈들이 패스너(1718)를 공유하고 더 높은 체적 에너지 밀도로 패킹될 수 있다는 것이다. 스플릿(1704)은 일부 구현들에서 모듈들(1710, 1712)의 질량 중심들(예컨대, 모듈 하우징, 열 교환 튜브, 셀들 및 접착제에 대한 질량 중심)과 대략 같은 높이일 수 있다. 이것은 기계적 로딩 동안 마운트와 클램셸 사이의 계면에 가해지는 응력을 감소시킬 수 있다.
도 18은 도 17의 마운트들의 예시적인 입면도를 도시한다. 여기서, 부재의 상부 부분(1714)(도 17)은 아직 제자리에 놓이지 않았으며, 따라서 플랜지들(1720, 1722)이 보인다. 플랜지들 각각은 다른 플랜지 상의 대응하는 피처들과 계면 결합할 수 있는 프로파일 피처들(1800)을 갖는다. 이러한 설계에 의해, 마운팅 플랜지들은 하나의 상부 교차 부재가 인접한 베이들로부터의 모듈들의 마운트들을 동시에 고정할 수 있다는 점에서 "반폭(half-width)"으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 여기서 플랜지(1720)를 갖는 것으로 도시된 모듈(1710)은 그 다른 단부 상에는 위와 유사하게 플랜지(1722)에 대응하는 플랜지를 가질 수 있다.
하나 이상의 핀들(1802)은 조립 중에 하부 교차 부재 상에 모듈을 포지셔닝할 수 있다. 일부 구현들에서, 핀은 마운트의 플랜지 상의 개구를 통과한다. 예를 들어, 이는 모듈이 상부 교차 부재에 의해 기계적으로 구속되기 전에 모듈들에 전기 및 냉각제 연결들이 이루어질 수 있게 할 수 있다.
위의 예들 중 적어도 일부에서, 셀들 및 튜브를 클램셸에 부착하는 접착제는 또한 셀들과 튜브 사이의 열 계면 재료로서의 역할을 한다. 일부 구현들은 이 피처를 포함하지 않을 수 있다. 일부 구현들은 적어도 방사선 및 화학적 경화 메커니즘을 사용하여 접착제가 경화되는 다단계 접착 프로세스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 이러한 구현들은: 에너지 저장 팩을 위한 모듈 하우징에 열 교환 튜브를 조립하는 단계; 모듈 하우징에 셀들을 조립하는 단계 ― 열 교환 튜브는 셀들의 행들 사이로 이어짐 ―; 셀들 및 열 교환 튜브를 모듈 하우징에 부착하는 접착제를 도포하는 단계; 접착제의 제1 부분을 경화시키는 방사선을 가하는 단계 ― 접착제의 제2 부분이 셀들 또는 열 교환 튜브에 의해 방사선으로부터 차폐됨 ―; 및 접착제의 적어도 제2 부분을 경화시키기 위해 화학적 경화 메커니즘을 사용하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 다른 예로서, 이러한 구현들은: 모듈 하우징; 셀들; 및 셀들의 행들 사이로 이어지는 열 교환 튜브를 포함하는 에너지 저장 팩을 포함하며, 셀들 및 열 교환 튜브는 접착제에 의해 모듈 하우징에 부착되고, 접착제의 제1 부분은 가해진 방사선에 의해 경화되며, 접착제의 제2 부분이 셀들 또는 열 교환 튜브에 의해 방사선으로부터 차폐되고, 접착제의 제2 부분은 화학적 경화 메커니즘에 의해 경화된다. 위에서 언급된 예시적인 방법 및 에너지 저장 팩 각각은 본 명세서에서 설명되는 임의의 다른 특징을 포함할 수 있다.
도 19는 병렬 냉각 튜브 시스템(1900)의 일례를 도시한다. 여기서, 열 교환용 액체(예컨대, 냉각제)는 일반적으로 화살표(1902)로 표시된 바와 같이 열 교환 영역으로 들어가고, 일반적으로 화살표(1904)로 표시된 바와 같이 빠져나간다. 일부 구현들에서, 하나 이상의 매니폴드들(1906)이 액체를 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나의 매니폴드는 유입되는 액체를 다수의 튜브들(1908) 사이로 분배할 수 있고, 다른 매니폴드는 액체가 열 교환 영역을 빠져나갈 때 별도의 흐름들을 모을 수 있다.
도 1 - 도 19에서 설명된 본 개시내용의 일 양상에 따르면, 에너지 저장 팩은 냉각제 유입구 매니폴드, 냉각제 유출구 매니폴드 및 복수의 열 교환 튜브들을 포함하며, 복수의 열 교환 튜브들은 복수의 열 교환 튜브들을 통과하는 냉각제와 에너지 저장 팩 내에서 복수의 열 교환 튜브들에 인접하게 그리고 이들 사이에 장착된 복수의 배터리 셀들 사이에서 열을 교환하도록 냉각제 유입구 매니폴드와 냉각제 유출구 매니폴드 사이로 연장된다. 일 실시예에서, 냉각제 유입구 매니폴드 및 냉각제 유출구 매니폴드 중 적어도 하나는 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들 및 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들을 상호 결합하는 복수의 호스 세그먼트들을 포함한다. 에너지 저장 팩은 냉각제 유입구 매니폴드 상에 위치된 냉각제 유입 개구 및 냉각제 유출구 매니폴드 상에 위치된 냉각제 유출 개구를 더 포함할 수 있다.
복수의 열 교환 튜브 종결 구조들 중 적어도 하나는 열 교환 튜브의 대응 단부에 샌드위치된 2개의 반-탱크(half-tank)들 및 대응하는 반-탱크에 각각 결합된 2개의 호스 바브(barb)들을 포함할 수 있다. 2개의 반-탱크들, 2개의 호스 바브들, 및 열 교환 튜브의 대응 단부는 제조 프로세스에서 함께 브레이징될 수 있고, 구조는 브레이징을 준비하기 위해 2개의 반-탱크들을 함께 크림핑(crimp)하는 치형부(tooth)들을 더 포함할 수 있다.
일부 구성들에서, 열 교환 튜브들 중 적어도 일부는 제1 측 표면, 제2 측 표면, 및 제1 측 표면을 제2 측 표면에 결합하는 복수의 내부 리브들을 포함한다. 이 구성으로, 제1 측 표면, 제2 측 표면 및 복수의 내부 리브들은 복수의 냉각제 통로들을 한정한다. 또한, 복수의 열 교환 튜브들 중 적어도 일부는 그 길이를 따라 스캘럽 형상을 가질 수 있으며, 스캘럽들 중 적어도 일부는 배터리 셀들에 대응한다.
에너지 저장 팩은 제1 클램셸, 제1 클램셸에 결합되어 인클로저를 형성하는 제2 클램셸, 및 인클로저 내에 포함된 복수의 배터리 셀들을 포함할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 복수의 열 교환 튜브들 중 적어도 하나는 복수의 배터리 셀들의 대응하는 그룹의 배터리 셀들에 인접하게 존재하며 이들에 가열 및 냉각을 제공한다. 제1 클램셸 및 제2 클램셸은 복수의 배터리 수용 위치들을 한정할 수 있다. 이러한 구조에서, 에너지 저장 팩은 제2 클램셸에 인접하게 적어도 부분적으로 존재하는 전자 기기 및 전자 기기와 열 교환 튜브 중 적어도 일부 사이에서 열을 교환하기 위해 적어도 하나의 배터리 수용 위치 내에 존재하는 적어도 하나의 열 교환 구조를 포함한다. 열 교환 구조는 일부 실시예들에서 인접한 배터리 수용 위치 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 금속 실린더일 수 있다.
도 20a는 각각의 단부에서 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006)을 갖는 열 교환 튜브(2002)의 측면 사시도이다. 열 교환 튜브(2002)는 상이한 전체 형상들의 열 교환 튜브들의 형성과 관련하여, 예컨대 도 9 - 도 11 및 관련 텍스트를 참조하여 본 명세서에서 설명된 것과 동일하거나 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 열 교환 튜브(2002)의 하나 이상의 다른 구성들은 도 26 및 도 27을 참조하여 본 명세서에서 추가로 설명될 것이다.
도 20a의 열 교환 튜브(2002)는 그 길이를 따라 실질적으로 직선형이며 설치시 배터리 셀들에 대응하는 스캘럽 형상을 포함한다. 스캘럽 형상은 도 9를 참조하여 상세하게 설명되었으며, 열 교환 튜브 자체의 형성 동안 또는 후에 스캘럽들이 형성된다. 열 교환 튜브(2002)는 열 교환 튜브(2002) 내에 흐르는 냉각제와 가열/냉각을 필요로 하며 열 교환 튜브(2002) 외부에 위치된 구조들, 예컨대 배터리 셀들 및 전자 기기 사이에서 허용 가능한 열 전달을 제공하는 금속, 예컨대 알루미늄 또는 다른 재료로 형성된다.
열 교환 튜브(2002)의 각각의 단부에는 열 교환 튜브 종결 구조(2004, 2006)가 부착된다. 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006)은 제조 프로세스에서(일부 실시예들에서는 열 교환 튜브(2002)의 제조 후) 열 교환 튜브(2002)에 부착된다. 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006)은 본 명세서에서 도 21, 도 22, 도 23, 도 24, 도 25, 도 28, 도 29 및 도 30을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 열 교환 튜브 종결 구조들(2004) 중 제1 열 교환 튜브 종결 구조는 열 교환 튜브(2002)로 냉각제를 유입시키고, 열 교환 튜브 종결 구조들(2006) 중 제2 열 교환 튜브 종결 구조는 열 교환 튜브(2002)로부터 냉각제를 배출한다.
열 교환 튜브(2002) 및 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006)은 도 19의 병렬 냉각 튜브 시스템(1900)의 일부를 형성할 수 있다. 열 교환 튜브(2002)와 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006)의 조합은 함께 도 24, 도 25, 도 29 및 도 30을 참조하여 추가 설명될 다른 동일한/유사한 단일 구조들과 조합될 수 있는 단일 구조인 병렬 냉각 튜브 시스템(1900)를 형성한다. 이러한 단일 구조들은 조립되어 도 19의 병렬 냉각 튜브 시스템을 생성한다. 도 19와 도 20을 모두 참조하면, 단일 구조들은 단일 구조들을 상호 연결하는 (도 25, 도 29 및 도 30을 참조하여 본 명세서에서 추가로 설명될) 호스 세그먼트들(2410)을 갖는 도 1의 튜브들(1908)로 간주될 수 있다. 다른 실시예에서, 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006)은 병렬 냉각 튜브 시스템(1900)의 매니폴드들(1906)의 부분들로 간주될 수 있지만, 이들의 기능들은 실시예들 사이에서 동일/유사하다.
도 20b는 도 20a에 도시된 바와 같이 각각의 단부에서 열 교환 튜브 종결 구조들을 갖는 열 교환 튜브의 측면 사시도이며, 복수의 배터리 셀들(2008)이 열 교환 튜브(2002)에 인접하게 존재한다. 도 20b의 구조는 도 24, 도 25, 도 26, 도 30, 도 31 및 도 32를 참조하여 더 상세히 설명될 에너지 저장 팩의 일부를 형성할 것이다. 일부 실시예들에서, 도 25, 도 30, 도 31 및 도 32를 참조하여 상세하게 설명되는 바와 같이, 배터리 셀들(2008)을 위치시키는 것으로 도시된 위치들 중 일부는 대신에, 에너지 저장 팩을 서비스하는 전자 기기(또는 다른 품목들)와 열 교환 튜브(2002) 사이에서 열을 전달하는 기능을 하는 원통 형상의 열 교환 구조들을 위치시킬 수 있다.
도 20b의 배터리 셀들(2008)은 본 명세서에서 이전에 설명된 배터리 타입들 중 하나 이상이거나 다른 타입일 수 있다. 배터리 셀들(2008)은 형상이 실질적으로 원통형이며, 충전 중에 전기 에너지를 수신하고, 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하고, 화학 에너지를 저장하고, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 방전 중에 전기 에너지를 생성한다. 효율적인 동작을 위해, 배터리 셀들(2008)은 온도 범위 내에 유지되어야 한다. 이러한 프로세스들 동안, 배터리 셀들(2008)은 가라앉거나 열을 발생시킨다. 추운 주변 환경에서 사용하지 않는 동안에는, 배터리 셀들(2008)이 냉각된다. 더운 주변 환경에서 사용하지 않는 동안에는, 배터리 셀들(2008)이 가열된다. 따라서 본 명세서에서 설명되는 에너지 저장 팩 가열 및 냉각 시스템은 배터리 셀들(2008)을 효율적인 동작 온도 범위 내로 유지하도록 동작한다.
도 21은 도 20a 및 도 20b의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 부분 사시도이다. 도시된 바와 같이, 열 교환 튜브 종결 구조들(2004 또는 2006)은 열 교환 튜브(2002)에 부착되어 단일 구조를 형성한다.
도 22는 도 21의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 분해도이다. 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006) 각각은 열 교환 튜브(2002)의 대응 단부에 샌드위치된 2개의 반-탱크들(2202, 2204)을 포함한다. 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006) 각각은 또한 각각 대응하는 반-탱크(2204, 2202)에 개별적으로 결합된 2개의 호스 바브들(2206, 2208)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 2개의 반-탱크들(2202, 2204), 2개의 호스 바브들(2206, 2208), 및 열 교환 튜브(2002)의 대응 단부는 함께 브레이징된다. 일부 실시예들에서, 치형부들(2210)은 2개의 반-탱크들(2202, 2204)을 함께 크림핑하여 이들이 보다 용이하게 브레이징될 수 있도록 이들을 제자리에 유지한다. 이러한 치형부들(2210)은 반-탱크(2204)와 일체로 형성될 수 있고 그리고/또는 별도의 컴포넌트들일 수 있다.
도 23은 도 20a의 열 교환 튜브(2002) 및 열 교환 튜브 종결 구조들(2004, 2006)의 세로 측단면도이다. 열 교환 종결 구조(2006)에 대해, 2개의 반-탱크들(2202, 2204)이 열 교환 튜브(2002)의 대응 단부에 샌드위치되고, 2개의 호스 바브들(2206, 2208)은 각각 대응하는 반-탱크(2204, 2202)에 개별적으로 결합된다. 열 교환 튜브 종결 구조(2004)에 대한 유사한 품목들은 동등한 구조이다.
도 24는 상부 부분 및 단부 부분을 상술하는 에너지 저장 팩(2400)의 부분 사시도이다. 에너지 저장 팩은 제1 클램셸(2402) 및 제1 클램셸에 결합되어 인클로저를 형성하는 제2 클램셸(2404)을 포함한다. 제1 클램셸(2402) 또는 제2 클램셸(2404) 중 하나는 인클로저를 완성하기 위한 측벽(2406)을 포함한다. 다른 실시예에서, 측벽들(2406)은 제1 클램셸(2402) 또는 제2 클램셸(2404)로부터 분리될 수 있고 클램셸들(2402, 2404)과 함께 결합되어 인클로저를 형성할 수 있다. 전자 기기(2408)가 제2 클램셸(2404) 상에 존재하고 인클로저 내에 부분적으로 포함된다. 이러한 전자 기기(2408)는 인클로저 내에 포함된 배터리 셀들에 대한 상호 연결들을 제공하고, 에너지 저장 팩(2400)을 위한 제어 회로를 포함할 수 있고, 전력 전자 기기를 포함할 수 있고, 그리고/또는 다른 타입들의 회로도 역시 포함할 수 있다. 이러한 전자 기기(2408)는 이들의 작동 중에 많은 상당한 양의 열을 발생시킬 수 있으며 만족스럽게 작동하도록 냉각되어야 한다.
도 1 - 도 8 및 도 12 - 도 17을 참조하여 설명된 바와 같이, 제1 클램셸(2402) 및 제2 클램셸(2404)은 복수의 배터리 수용 위치들을 한정한다. 복수의 배터리 셀들이 인클로저 내에 포함되고 대응하는 배터리 수용 위치들을 차지한다. 일부 실시예들에서, 배터리 수용 위치들은 다수의 배터리 셀 크기들 및 타입들을 지원할 수 있다. 이러한 배터리 수용 위치들 중 일부는 배터리들 대신 플레이스 홀더들(1400)을 유지할 수 있다. 본 발명의 다른 양상에 따르면, 복수의 열 교환 튜브들(2002) 중 적어도 하나는 배터리 수용 위치들 내에서 복수의 배터리 셀들의 대응하는 그룹의 배터리 셀들에 인접하게 존재하며 이들에 가열 및 냉각을 제공한다. 본 개시내용의 다른 양상에 따르면, 적어도 하나의 열 교환 구조는 적어도 하나의 배터리 수용 위치 내에 존재하며 전자 기기(2408)와 열 교환 튜브들(2002) 중 적어도 일부 사이에서 열을 교환하기 위한 것이다. 본 발명의 이러한 양상에 관한 세부사항들은 도 25 및 도 30 - 도 32를 참조하여 추가로 설명될 것이다.
호스 세그먼트들(2410)은 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들(2004)을 상호 연결하여 냉각제 유입구 매니폴드를 형성하고, 냉각제 유입 개구(2414)는 냉각제 유입구 매니폴드에 냉각제를 제공한다. 냉각제 유출구 매니폴드 상에 위치된 냉각제 유출 개구는 도 24에 도시되어 있지 않지만 에너지 저장 팩(2400)의 대향 단부 상에 존재한다. 최외측 열 교환 튜브 종결 구조들(2004A, 2004B)은 내부 열 교환 튜브 종결 구조들(2004)과 약간 다르다. 열 교환 튜브 종결 구조(2004A)는 호스 바브 대신 일측에 폐쇄 단부를 포함한다. 열 교환 튜브 종결 구조(2004B)는 호스 바브 대신 일측에 냉각제 유입 개구(2414)를 포함한다.
도 25는 도 24의 에너지 저장 팩의 부분 상단면도이다. 도 25의 도면은 열 교환 튜브들(2002), 열 교환 튜브들(2002)에 인접하게 위치된 복수의 배터리 셀들(2506), 열 교환 튜브들(2002)에 인접하게 위치된 열 교환 구조들(2504), 및 냉각제 유입구 매니폴드를 도시하며, 이는 열 교환 튜브 종결 구조들(2004), 호스 세그먼트들(2410) 및 냉각제 유입 개구(2414)를 포함한다.
에너지 저장 팩은 상이한 행들의 배터리 셀들(2506) 사이에 존재하는 간극 스트립들(2508)을 추가로 포함한다. 이러한 간극 스트립들(2508)은 도시된 바와 같이 배터리 셀들(2506)의 행을 따라 이어지는 절연 재료의 스트립들일 수 있다. 에너지 저장 팩은 도시된 바와 같이 배터리 셀들(2506)의 행의 배터리 셀들(2506) 사이에 존재하는 간극 충전물(2510)을 더 포함한다. 간극 충전물(2510)은 액체로서 제자리에 부어져 UV 광으로 경화되거나, 시간이 지남에 따라 굳어질 수 있게 되거나, 아니면 배터리 셀들(2506) 사이에서 그리고 그 중간에서 경화될 수 있다. 간극 스트립들(2508) 및 간극 충전물(2510)은 이들의 정상 동작 동안 셀들 사이의 열 전달 속도들을 감소시키고, 또한 열 이벤트들 동안 배터리 셀들(2506) 사이의 보호, 예컨대 가열된 가스 및/또는 가열된 액체를 방출하는 배터리 셀(2506) 고장을 제공한다. 간극 스트립들(2508) 및 간극 충전물(2510)은 배터리 셀들(2506)과 열 교환 튜브들(2002) 사이의 전도성 열 전달을 이들이 변위되는 공기에 비해 최소로 증가시키면서, 배터리 셀들(2506) 사이의 대류 및 복사 열 전달을 이들이 대체되는 공기에 비해 현저하게 감소시킨다. 따라서 간극 스트립들(2508) 및 간극 충전물(2510)은 배터리 셀(2506) 고장 상태 동안 에너지 저장 팩(2400)의 배터리 셀들(2506)의 열 폭주를 방지하는데 실질적으로 도움이 된다. 간극 스트립들(2508) 및/또는 간극 충전물(2510)에 사용될 수 있는 특정 재료들은 실리콘, 실리콘 폼, 합성 실리콘 폼, 유리(SiO2) 섬유들 및 세라믹(Al2O3) 섬유들을 포함한다. 도 27을 참조하여 추가로 설명되는 바와 같이, 열 교환 튜브(2002)는 열 폭주를 방지하는 것을 돕는 재료를 그 위에 접착시킬 수 있다.
도 26은 도 20b의 배터리 셀 및 열 교환 튜브의 개략적인 측단면도이다. 도 26에는 배터리 셀(2506) 및 열 교환 튜브(2602)의 특정 실시예가 예시된다. 도 27은 세부사항(2604)에서의 도 26의 열 교환 튜브(2602)의 부분 측단면도이다. 도 27에 도시된 바와 같이, 절연 재료(2704)는 열 교환 튜브(2002)에 고정되고 접착제(2702)는 절연 재료(및 열 교환 튜브(2002))를 배터리 셀(2506)에 데이텀/고정한다. 열 교환 튜브(2602)를 배터리 셀(2506)(및 다른 배터리 셀들)에 고정/데이텀하는 것은 전도 경로 길이를 최소화하고, 따라서 열 교환 튜브(2002)와 배터리 셀(2506) 사이의 전도성 열 저항은 배터리 셀(2506)과 열 교환 튜브(2002)를 통과하는 냉각제 사이의 보다 효율적인 열 교환을 가능하게 한다. 이런 식으로 열 교환 튜브(2002)를 배터리 셀(2506)에 고정하는 것은 더 많은 열 전도성 엘리먼트들, 절연 재료(2704) 및 접착제(2702)로 계면 공기를 대체함으로써 열 접촉 저항을 최소화한다.
도 26의 우측에는 열 교환 튜브의 이 측면이 배터리 셀에 부착되지 않기 때문에 접착제가 존재하지 않는다는 점에 주목한다. 절연 재료(2704)는 배터리 셀들(2506)과 열 교환 튜브(2002) 사이의 전기적 절연을 제공할 뿐만 아니라 에너지 저장 팩(2400) 내에서 하나 이상의 배터리 셀들(2506)의 고장시 열 폭주를 방지하는 것을 돕는다.
도 28은 도 24의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 단부의 부분 단면도이다. 도시된 바와 같이, 열 교환 튜브(2002)는 냉각제 유입 개구(2414)를 포함하는 열 교환 튜브 종결 구조(2004B)에 부착된다. 가열/냉각 시스템은 본 명세서에서 설명되는 열 시스템을 서비스한다. 이 가열/냉각 시스템은 다양한 실시예들에서, 냉각제 튜빙, 하나 이상의 펌프들, 냉각기, 라디에이터 및/또는 히터를 포함한다. 이러한 컴포넌트들은 일반적으로 공지되어 있으며 본 명세서에서 더 설명되지 않는다.
도 29는 도 24의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 단부의 부분 단면도로, 호스 세그먼트(2410)에 의한 열 교환 튜브 종결 구조들 사이의 상호 연결을 상술한다. 도 29에는 열 교환 튜브들(2002), 호스 바브들(2206, 2208)을 포함하는 열 교환 튜브 종결 구조들(2004), 및 호스 바브들(2206, 2208)을 결합하는 호스 세그먼트(2410)가 도시되어 있다. 도 29의 교환 튜브 종결 구조는 냉각제가 단일 방향으로 흐를 때 유입구 또는 유출구 포트일 수 있다. 그러나 일부 실시예들에서, 냉각제는 양방향들로 흐르고 어느 하나의 열 교환 종결 구조는 냉각제의 유입 및 유출 흐름 모두를 지원할 수 있다.
도 30은 열 교환 튜브 종결 구조들과 배터리 셀들과 열 교환 튜브 사이의 상호 연결을 상술하는 도 29의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 단부의 분해 부분 단면도이다. 도 30에는 열 교환 튜브들(2002), 호스 바브들(2206, 2208)을 포함하는 열 교환 튜브 종결 구조들(2004), 및 호스 바브들(2206, 2208)을 결합하는 호스 세그먼트(2410)가 도시되어 있다. 또한, 도 30에는 전자 기기와 열 교환 튜브들(2002) 중 적어도 일부 사이에서 열을 교환하기 위해 적어도 하나의 배터리 수용 위치 내에 존재하는 열 교환 구조들(2504) 및 배터리 셀(2506)이 도시되어 있다. 도 30의 실시예에서, 열 교환 구조들(2504)은 인접한 배터리 수용 위치 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀(2506)의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 금속 실린더들을 포함한다.
도 31은 도 20a 및 도 20b의 열 교환 튜브 및 열 교환 튜브 종결 구조의 부분 사시도로, 배터리 셀들 및 열 교환 구조가 열 교환 튜브에 어떻게 인접/결합하는지를 도시한다. 열 교환 튜브(2002), 열 교환 튜브 종결 구조(2004), 배터리 셀들(2506) 및 열 교환 구조(2504)가 예시된다. 도 31의 실시예에서, 열 교환 구조(2504)는 인접한 배터리 수용 위치 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀(2506)의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 금속 실린더일 수 있다.
도 32는 도 24의 에너지 저장 팩의 부분 측단면도로, 열 교환 튜브, 도 20a 및 도 20b의 열 교환 튜브 종결 구조, 전자 기기, 배터리 셀들 및 열 교환 구조를 도시한다. 도 32는 열 교환 튜브(2002), 열 교환 튜브 종결 구조(2004), 배터리 셀들(2506), 열 교환 구조(2504), 전자 기기(2408) 및 장착 구조(3202)를 도시한다. 도 31의 실시예에서, 열 교환 구조(2504)는 인접한 배터리 수용 위치 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀(2506)의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 금속 실린더일 수 있다. 도 32의 실시예에는 열 교환 구조(2504)와 전자 기기(2408) 사이에 위치되고 전자 기기(2408)와 열 교환 구조(2504) 사이에서 열 에너지를 교환하는 제2 열 교환 구조(3204)가 추가로 포함된다. 도 32의 실시예에서, 제2 열 교환 구조는 인클로저의 치수들 및 형상에 맞도록 그리고 또한 열 교환 구조(2504)와 계면 결합하도록 구부러진 금속판이다.
도 33은 조합된 열 교환 튜브/열 교환 튜브 종결 구조를 구성하기 위한 방법(3300)을 예시하는 흐름도이다. 이 방법(3300)은 열 교환 튜브를 형성하기 위해 먼저 재료를 압출하는 단계를 포함한다(단계(3302)). 일부 실시예들에서, 압출되는 금속은 알루미늄, 다른 금속 또는 플라스틱이다. 이 방법(3300)은 다음에 선택적으로, 스캘럽들을 열 교환 튜브에 적용하는 단계를 포함한다(단계(3304)). 이 방법(3300)은 다음에, 2개의 반-탱크들을 열 교환 튜브의 대응 단부에 결합하는 단계를 포함한다(단계(3306)). 이 방법(3300)은 선택적으로, 치형부들을 함께 유지하도록 2개의 반-탱크들에 치형부들을 (예를 들어, 크림핑을 사용하여) 적용하는 단계를 포함한다(단계(3308)). 제조 프로세스를 보조하는 치형부들은 반-탱크들 중 하나와 일체형일 수 있고 그리고/또는 반-탱크들과 분리될 수 있다. 반-탱크들 상의 크림핑된 치형부들은 용이한 브레이징을 가능하게 하기 위해 이러한 부품들을 함께 유지하기 위한 유일한 방법은 아니다. 반-탱크들을 서로 결합하기 위해 저항 용접, 레이저 용접, 클린칭(clinching) 또는 다른 프로세스들이 또한 사용될 수 있다.
이 방법(3300)은 반-탱크들에 호스 바브들을 적용하는 것으로 계속된다(단계(3310)). 그러나 도 24, 도 25 및 도 28을 참조하여 설명된 바와 같이, 일부 열 교환 튜브 종결 구조들은 냉각제 유입구들/유출구들을 포함하고 다른 열 교환 튜브 종결 구조들은 하나의 폐쇄면을 갖는다. 따라서 단계(3310)는 이러한 구성들을 위해 그에 따라 변경된다. 이 방법(3300)은 2개의 반-탱크들, 2개의 호스 바브들 및 열 교환 튜브의 대응 단부를 함께 브레이징하는 것으로 종료된다(단계(3312)). 이어서, 이 방법(3300)은 열 교환 튜브의 반대 단부에 대해 반복된다.
일부 실시예들에서, 스캘럽들을 열 교환 튜브에 적용하는 단계는 단계(3302)의 압출 프로세스 동안 수행된다. 다른 실시예들에서, 스캘럽들을 열 교환 튜브에 적용하는 단계는 단계(3302)의 압출 프로세스 후에 수행된다.
상기의 개시내용은 개시된 정확한 형태들 또는 특정 사용 분야들로 본 개시내용을 제한하는 것으로 의도되지는 않는다. 이에 따라, 본 개시내용에 비추어 본 개시내용에 대한 다양한 대안적인 실시예들 및/또는 수정들이 본 명세서에서 명시적으로 설명되든 아니면 암시되든, 가능하다는 것이 고려된다. 이와 같이 본 개시내용의 실시예들을 설명했지만, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항에 변경들이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 따라서 본 개시내용은 청구항들에 의해서만 제한된다.
상기한 명세서에서, 본 개시내용은 특정한 실시예들을 참조로 설명되었다. 그러나 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에 개시된 다양한 실시예들이 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 다른 방식들로 수정되거나 달리 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 이에 따라, 이 설명은 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 개시된 에어 벤트 조립체의 다양한 실시예들을 만들고 사용하는 방식을 가르치기 위한 것이다. 본 명세서에서 도시되고 설명된 개시내용 형태들은 대표적인 실시예들로서 취해지는 것으로 이해되어야 한다. 동등한 엘리먼트들, 재료들, 프로세스들 또는 단계들은 본 명세서에서 대표적으로 예시되고 설명된 것들로 대체될 수 있다. 더욱이, 본 개시내용의 이러한 설명의 이점을 얻은 후 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 바와 같이, 본 개시내용의 특정 특징들은 다른 특징들의 사용과는 독립적으로 이용될 수 있다. 본 개시내용을 기술하고 청구하는 데 사용된 "구비하는", "포함하는", "통합하는", "구성되는", "갖는", "~이다"와 같은 표현들은 비-배타적인 방식으로 해석되는 것으로 의도되는데, 즉 명시적으로 기술되지 않은 품목들, 컴포넌트들 또는 엘리먼트들도 또한 존재할 수 있게 하는 것으로 의도된다. 단수에 대한 언급은 또한 복수에 관련되는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 개시된 다양한 실시예들은 예시적이고 설명적인 의미로 이루어져야 하며, 결코 본 개시내용의 제한으로 해석되지 않아야 한다. 모든 결합자 언급들(예컨대, 부착, 첨부, 결합, 연결 등)은 단지 본 개시내용에 대한 독자의 이해를 돕기 위해 사용될 뿐이며, 특히 본 명세서에 개시된 시스템들 및/또는 방법들의 위치, 배향 또는 사용에 대한 제한들을 생성하지 않을 수 있다. 따라서 (만약 존재한다면) 결합자 언급들은 광범위하게 해석되어야 한다. 더욱이, 이러한 결합자 언급들은 반드시 2개의 엘리먼트들이 서로 직접 연결됨을 뜻하는 것은 아니다.
추가로, "제1", "제2", "제3", "1차", "2차", "주" 또는 임의의 다른 일반적인 용어 및/또는 수치 용어와 같은, 그러나 이에 제한되지는 않는 모든 수치 용어들도 또한 본 개시내용의 다양한 엘리먼트들, 실시예들, 변형들 및/또는 수정들에 대한 독자의 이해를 돕기 위해 단지 식별자들로서 취해져야 하며, 특히 다른 엘리먼트, 실시예, 변형 및/또는 수정에 관한 또는 그에 대한 임의의 엘리먼트, 실시예, 변형 및/또는 수정의 순서 또는 선호도에 관한 어떠한 제한들도 생성하지 않을 수 있다.
도면들/형태들에 도시된 엘리먼트들 중 하나 이상은 또한 보다 분리 또는 통합된 방식으로 구현될 수 있거나, 특정 애플리케이션에 따라 유용한 대로, 특정 경우들에는 작동 불가능한 것으로 심지어 제거 또는 렌더링될 수 있다고 또한 인식될 것이다.

Claims (21)

  1. 에너지 저장 팩으로서,
    냉각제 유입구 매니폴드;
    냉각제 유출구 매니폴드 ― 상기 냉각제 유입구 매니폴드 및 상기 냉각제 유출구 매니폴드 중 적어도 하나는,
    복수의 열 교환 튜브 종결 구조들; 및
    상기 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들을 서로 결합하는 복수의 호스 세그먼트들을 포함함 ―; 및
    복수의 열 교환 튜브들을 포함하며,
    상기 복수의 열 교환 튜브들은 상기 복수의 열 교환 튜브들을 통과하는 냉각제와 상기 에너지 저장 팩 내에서 상기 복수의 열 교환 튜브들에 인접하게 그리고 상기 복수의 열 교환 튜브들 사이에 장착된 복수의 배터리 셀들 사이에서 열을 교환하도록 상기 냉각제 유입구 매니폴드와 상기 냉각제 유출구 매니폴드 사이로 연장되는,
    에너지 저장 팩.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환 튜브들 중 적어도 일부는 제1 측 표면, 제2 측 표면, 및 상기 제1 측 표면을 상기 제2 측 표면에 결합하는 복수의 내부 리브(rib)들을 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 측 표면, 상기 제2 측 표면 및 상기 복수의 내부 리브들은 복수의 냉각제 통로들을 한정하는,
    에너지 저장 팩.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환 튜브들 중 적어도 일부는 그 길이를 따라 스캘럽(scallop) 형상들을 가지며,
    상기 스캘럽 형상들 중 적어도 일부는 배터리 셀들에 대응하는,
    에너지 저장 팩.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들 중 적어도 하나는,
    상기 복수의 열 교환 튜브들 중 열 교환 튜브의 대응 단부에 샌드위치된 2개의 반-탱크(half-tank)들; 및
    각각 대응하는 반-탱크에 결합된 2개의 호스 바브(barb)들을 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 2개의 반-탱크들, 상기 2개의 호스 바브들, 및 상기 열 교환 튜브의 대응 단부는 함께 브레이징되는,
    에너지 저장 팩.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 2개의 반-탱크들을 함께 크림핑(crimp)하는 치형부(tooth)들을 더 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각제 유입구 매니폴드 상에 위치된 냉각제 유입 개구; 및
    상기 냉각제 유출구 매니폴드 상에 위치된 냉각제 유출 개구를 더 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  9. 에너지 저장 팩으로서,
    냉각제 유입구 매니폴드;
    냉각제 유출구 매니폴드;
    상기 냉각제 유입구 매니폴드와 상기 냉각제 유출구 매니폴드 사이로 연장하는 복수의 열 교환 튜브들;
    제1 클램셸(clamshell);
    인클로저를 형성하도록 상기 제1 클램셸에 결합된 제2 클램셸 ― 상기 제1 클램셸과 상기 제2 클램셸은 상기 복수의 배터리 수용 위치들을 한정함 ―;
    상기 제2 클램셸에 인접하게 적어도 부분적으로 존재하는 전자 기기;
    상기 인클로저 내에 포함되고 상기 복수의 배터리 수용 위치들 중 일부 내에 존재하는 복수의 배터리 셀들; 및
    적어도 하나의 배터리 셀의 높이보다 더 높은 높이를 갖고 상기 복수의 배터리 수용 위치들 중 배터리 수용 위치 내에 존재하는 금속 실린더 열 교환 구조를 포함하며,
    상기 복수의 열 교환 튜브들 중 적어도 하나는 상기 복수의 배터리 셀들의 대응하는 그룹의 배터리 셀들에 그리고 상기 금속 실린더 열 교환 구조에 인접하게 존재하며 상기 대응하는 그룹의 배터리 셀들 및 상기 금속 실린더 열 교환 구조에 가열 및 냉각을 제공하는,
    에너지 저장 팩.
  10. 제9 항에 있어서,
    복수의 열 교환 튜브 종결 구조들을 더 포함하며,
    상기 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들 중 적어도 일부는,
    상기 복수의 열 교환 튜브들 중 열 교환 튜브의 대응 단부에 샌드위치된 2개의 반-탱크들; 및
    각각 대응하는 반-탱크에 결합된 2개의 호스 바브들을 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 2개의 반-탱크들, 상기 2개의 호스 바브들, 및 상기 열 교환 튜브의 대응 단부는 함께 브레이징되는,
    에너지 저장 팩.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 2개의 반-탱크들을 함께 크림핑하는 치형부들을 더 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  13. 에너지 저장 팩으로서,
    제1 클램셸;
    인클로저를 형성하도록 상기 제1 클램셸에 결합된 제2 클램셸 ― 상기 제1 클램셸과 상기 제2 클램셸은 상기 복수의 배터리 수용 위치들을 한정함 ―;
    상기 복수의 배터리 수용 위치들 중 적어도 일부 내에 존재하는 복수의 배터리 셀들;
    가열/냉각 시스템 ― 상기 가열/냉각 시스템은,
    상기 복수의 배터리 셀들에 인접하게 이어지며 상기 복수의 배터리 셀들에 가열 및 냉각을 제공하는 복수의 열 교환 튜브들;
    상기 복수의 열 교환 튜브들의 제1 단부들에 결합된 냉각제 유입구 매니폴드; 및
    상기 복수의 열 교환 튜브들의 제2 단부들에 결합된 냉각제 유출구 매니폴드를 포함하며, 상기 냉각제 유입구 매니폴드와 상기 냉각제 유출구 매니폴드 중 적어도 하나는,
    복수의 열 교환 튜브 종결 구조들; 및
    상기 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들을 서로 결합하는 복수의 호스 세그먼트들을 포함함 ―;
    상기 제2 클램셸에 인접하게 적어도 부분적으로 존재하는 전자 기기; 및
    상기 전자 기기와 상기 복수의 열 교환 튜브들 사이에서 열을 교환하도록 상기 복수의 배터리 수용 위치들 중 적어도 하나 내에 존재하는 적어도 하나의 열 교환 구조를 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열 교환 구조는 인접한 배터리 개구 내에 존재하는 배터리 셀의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 실린더를 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열 교환 구조와 상기 전자 기기 사이에 위치된 제2 열 교환 구조를 더 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 열 교환 구조는 금속판을 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환 튜브 종결 구조들 중 적어도 하나는,
    상기 복수의 열 교환 튜브들 중 열 교환 튜브의 대응 단부에 샌드위치된 2개의 반-탱크들; 및
    각각 대응하는 반-탱크에 결합된 2개의 호스 바브들을 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 2개의 반-탱크들, 상기 2개의 호스 바브들, 및 상기 열 교환 튜브의 대응 단부는 함께 브레이징되는,
    에너지 저장 팩.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 열 교환 튜브들 중 적어도 일부는 제1 측 표면, 제2 측 표면, 및 상기 제1 측 표면을 상기 제2 측 표면에 결합하는 복수의 내부 리브들을 포함하는,
    에너지 저장 팩.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 측 표면, 상기 제2 측 표면 및 상기 복수의 내부 리브들은 복수의 냉각제 통로들을 한정하는,
    에너지 저장 팩.
  21. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환 튜브들 중 적어도 일부는 그 길이를 따라 스캘럽 형상들을 가지며,
    상기 스캘럽 형상들 중 적어도 일부는 배터리 셀들에 대응하는,
    에너지 저장 팩.
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