WO2012026690A2 - 매니폴드 부재 및 연결 피팅을 포함하는 전지 시스템 및 매니폴드 어셈블리 - Google Patents

매니폴드 부재 및 연결 피팅을 포함하는 전지 시스템 및 매니폴드 어셈블리 Download PDF

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WO2012026690A2
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present application relates generally to cell systems and thus manifold assemblies.
  • the battery pack generates heat during use. Therefore, in order to prevent the loss of the battery pack, the battery pack must be cooled.
  • conventional cooling devices are not easily and quickly coupled to the battery pack.
  • the inventors of the present application have therefore recognized the need for an improved battery system and manifold assembly that can address the above mentioned disadvantages.
  • the manifold assembly includes a manifold member that includes a tubular wall having a first end and a second end.
  • the tubular wall further includes an inner surface forming a first central aperture extending from the first end to the second end, and a plurality of openings extending therethrough.
  • the manifold member further includes a plurality of tubular port members located in the tubular wall on the plurality of openings.
  • the manifold member further includes a first sealing member located on an inner surface adjacent to one end and a male connecting portion extending from the second end.
  • the manifold assembly also includes a connecting fitting that includes a tubular coupling portion, an abutment ring, and a tubular body.
  • the joining ring is located along the outer surface of the tubular coupling at a distance from the end of the tubular coupling.
  • the tubular engagement portion is separated from the first end of the manifold member in the first central opening such that the first sealing member of the manifold member contacts the outer surface of the tubular engagement portion and the joining ring abuts against the first end of the manifold member. It is formed so that it may be combined.
  • the battery system includes a plurality of battery cells and a plurality of heat exchangers disposed adjacent to the plurality of battery cells.
  • the battery system also includes a manifold assembly including a manifold member and a connection fitting and the manifold member in fluid communication with the plurality of heat exchangers.
  • the manifold member also includes a tubular wall having a first end and a second end.
  • the tubular wall further includes an inner surface forming a first central aperture extending from the first end to the second end, and a plurality of openings extending therethrough.
  • the manifold member further includes a plurality of tubular port members located in the tubular wall on the plurality of openings.
  • the manifold member further includes a first sealing member located on an inner surface adjacent to one end and a male connecting portion extending from the second end.
  • the manifold assembly also includes a connecting fitting that includes a tubular coupling portion, an abutment ring, and a tubular body.
  • the joining ring is located along the outer surface of the tubular coupling at a distance from the end of the tubular coupling.
  • the tubular engagement portion is separated from the first end of the manifold member in the first central opening such that the first sealing member of the manifold member contacts the outer surface of the tubular engagement portion and the joining ring abuts against the first end of the manifold member. It is formed so that it may be combined.
  • the plurality of tubular port members of the manifold member are connected to the plurality of heat exchangers of the plurality of battery cell assemblies.
  • An end cap is provided for sealing the end of the tubular wall according to another embodiment of the invention.
  • the end cap is a circular-shaped body, which has an inner surface which forms an aperture which extends into the interior of the circular-shaped body but does not extend completely through the circular-shaped body. It includes a shape body.
  • the end cap also includes a second sealing member located on at least a portion of the inner surface of the circle-shaped body.
  • the end cap is also a first and second finger portion extending from the circle-shaped body in a first direction such that the inner surface contacts the outer surface of the tubular wall and the end cap is detachably attached to the tubular wall. And first and second fingers formed to detachably fasten the first and second notches to the tubular wall, respectively.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery system including a battery pack and a cooling system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the battery system of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of a portion of the battery system of FIG. 1;
  • FIG. 4 is an enlarged partial view of a battery cell and a heat exchanger of the battery system of FIG. 1;
  • FIG. 5 is an enlarged partial view of a battery cell of the battery system of FIG. 1;
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a battery cell of the battery system of Figure 1;
  • FIG. 7 is a schematic diagram of first and second manifold members used in the cooling system of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 8 is a schematic view of the first manifold member of FIG. 7;
  • FIG. 9 is another schematic diagram of the first manifold member of FIG. 8; FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the first manifold member of FIG. 8;
  • FIG. 11 is a partial schematic view of a connecting assembly used in the battery system of FIG. 1;
  • FIG. 12 is a side view of the connecting assembly of FIG. 11 used in the battery system of FIG. 1 according to another embodiment
  • FIG. 13 is a rear view of the connecting assembly of FIG. 12; FIG.
  • FIG. 14 is a side view of a connecting fitting used in the connecting assembly of FIG. 12; FIG.
  • FIG. 15 is a schematic sectional view of the connecting fitting of FIG. 14; FIG.
  • FIG. 16 is another side of the connecting fitting of FIG. 14; FIG.
  • FIG. 17 is a schematic diagram of a retaining member used in the connecting assembly of FIG. 11;
  • FIG. 18 is a rear view of the retaining member of FIG. 17; FIG.
  • FIG. 19 is a side view of the retaining member of FIG. 17;
  • FIG. 20 is an enlarged schematic view of an end cap used in the battery system of FIG. 1 in accordance with another embodiment
  • FIG. 21 is a cross sectional view of the end cap of FIG. 20;
  • FIG. 22 is another side of the end cap of FIG. 20;
  • FIG. 23 is another cross-sectional view of the end cap of FIG. 20;
  • FIG. 24 is a schematic diagram of alternative first and second manifold members that may be used in the cooling system of FIG. 1.
  • the battery system 10 includes a battery pack 20 and a cooling system 22 for cooling the battery pack 20.
  • the battery pack 20 includes battery modules 30 and 32, and the battery module includes a plurality of heat exchangers for cooling the battery cells.
  • the battery module means that at least two battery cells are physically or electrically connected.
  • the cooling system 22 includes a reservoir 60, a pump 62, manifold assemblies 64, 66, and conduits 68, 70, 72.
  • the reservoir 60 stores fluid therein.
  • Pump 62 draws fluid from reservoir 60 via conduit 68.
  • Pump 62 then draws fluid to manifold assembly 64 via conduit 70.
  • Fluid flows through the manifold assembly 64 to flow into the plurality of heat exchangers of the battery module 30 and to another plurality of heat exchangers of the battery module 32.
  • the manifold assembly 66 receives the heated fluid from the heat exchanger of the battery modules 30, 32 and causes the fluid to flow back to the reservoir 60 through the conduit 72.
  • the battery module 32 is formed to output an operating voltage that can be used as a power of an electric vehicle or a hybrid vehicle motor.
  • the battery module 32 includes a plurality of battery cells 100 including battery cells 102, 104, 106, 108, and 110, and a plurality of heat exchangers 120 including heat exchangers 122 and 124. ) And a plurality of frame members 150 including frame members 150, 152, 154.
  • the heat exchanger 122 is located between the battery cells 102 and 104 to extract heat energy from the battery cells 102 and 104.
  • the heat exchanger 122 is located between the battery cells 106 and 108 to extract heat energy from the battery cells 106 and 108.
  • the frame members 150 and 152 are formed to be separated from each other, and are formed to be held between the battery cell 102, the heat exchanger 122, and the battery cell 104.
  • the frame members 152 and 154 are formed to be detachably coupled to each other, and are formed to be held between the battery cell 106, the heat exchanger 124, and the battery cell 108.
  • the plurality of battery cells 100 are pouch type lithium secondary batteries having a rectangular shape.
  • other types of battery cells known to those skilled in the art can be used. Since each of the plurality of battery cells 100 has a substantially similar structure, only the battery cell 102 will be described in more detail for the purpose of simplicity. As can be seen, the battery cell 102 has a rectangular pouch-shaped body 107 and electrodes 172, 174 extending from the body 107.
  • the plurality of heat exchangers 120 has the same structure as other heat exchangers. Thus, only the heat exchanger 122 will be described in more detail for the purpose of simplicity.
  • the heat exchanger 122 has a rectangular body 190 defining an internal flow path, an inlet 192 for receiving fluid from the manifold assembly 64 to the body 190, and fluid from the body 19. An outlet 194 for flowing into the manifold assembly 66.
  • heat exchanger 120 is made of aluminum.
  • the heat exchanger 120 is made of stainless steel. Of course, other types of materials known to those skilled in the art can be used to form the heat exchanger 120.
  • the manifold assembly 64 is formed such that refrigerant flows into the heat exchanger of the battery modules 30 and 32.
  • the manifold assembly 64 includes manifold members 250 and 252, a connection assembly 254 including a connection fitting 260 and a fixing member 262, and an end cap 270.
  • the manifold member 250 is formed such that refrigerant flows into the heat exchanger of the battery module 30.
  • the manifold member 250 includes a tubular wall 290, tubular port members 330, 332, 334, 336, 338, 340, 342, 344, 346, 348, a sealing member 360, and a male connection ( 370).
  • the tubular wall 290 has a first end 292 and a second end 294.
  • the tubular wall 290 is made of plastic such as, for example, polyethylene and polypropylene.
  • the tubular wall 290 includes an inner surface 297 that defines a first central opening 296 extending from the first end 292 to the second end 294.
  • the tubular wall 290 further includes a plurality of openings 300, 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318 extending therethrough.
  • the tubular wall 290 also has notches 320, 321, 322, 324 extending therein.
  • the tubular port members 330-348 are disposed in the tubular wall 290 on openings 300-318, respectively.
  • the tubular port members 330-348 are made of an elastomer composed of at least one of, for example, styrene, ethylene, butylene, propylene, and diene. Of course, other types of elastomers known to those skilled in the art can be used to mold the tubular port members 330-348.
  • the tubular port members 330-348 are also removably coupled to the inlet pods on the heat exchangers in the battery module 30.
  • tubular port members 330-348 made of elastomer can be removably coupled with the inlets of the heat exchangers, and the watertight sealing with the inlets is easy. Can be formed.
  • the sealing member 360 is located at a portion of the inner surface 297 adjacent to the first end 292.
  • the sealing member 360 is made of an elastic body composed of at least one of, for example, styrene, ethylene, butylene, propylene, and diene.
  • styrene ethylene, butylene, propylene, and diene.
  • other types of elastomers known to those skilled in the art can be used to form the sealing member 360.
  • An advantage of using the sealing member 360 made of an elastic body is that the sealing member 360 can be detachably coupled with the connecting fitting 260 of the connecting assembly 254 and can easily seal the waterproof fitting with the connecting fitting 260. Can be formed.
  • the male connector 370 extends from the second end 294, and is configured to fasten the manifold member 252 to couple the manifold member 250 and the manifold member 252. .
  • the male connector 370 is made of plastic such as polyethylene and polypropylene, for example.
  • the manifold member 252 is coupled to the manifold member 250 and is in fluid communication with the manifold member 250.
  • the manifold member 252 is formed to allow fluid to flow through the heat exchangers of the battery module 32.
  • the manifold member 252 has the same structure so that the manifold member 250 is advantageous in reducing component costs.
  • the manifold member 252 includes a tubular wall 390, tubular port members 430, 432, 434, 436, 438, 440, 442, 444, 446, 448, sealing member 460, and a male connection ( 470).
  • the tubular wall 390 has a first end 392 and a second end 394.
  • the tubular wall 390 is made of plastic such as, for example, polyethylene and polypropylene.
  • the tubular wall 390 includes an inner surface 398 that defines a first central opening 396 with a longitudinal length of the tubular wall 390 extending from the first end 392 to the second end 394.
  • the tubular wall 390 also includes a plurality of openings 400, 402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418 extending therethrough.
  • the tubular wall 390 has notches 420, 421, 422 (see FIG. 20) and another not shown extending into it.
  • the tubular port members 430-448 are disposed in the tubular wall 390 on the openings 400-418, respectively.
  • the tubular port members 430-448 are made of an elastic body composed of at least one of, for example, styrene, ethylene, butylene, propylene, and diene.
  • styrene ethylene, butylene, propylene, and diene.
  • other types of elastomers known to those skilled in the art can be used to form the tubular port members 430-448.
  • the tubular port members 430-448 are also removably coupled to the inlet pods on the heat exchangers in the battery module 32.
  • tubular port members 430-448 made of an elastomer can be removably coupled with the inlets of the heat exchangers, and the watertight sealing with the inlets is easy. Can be formed.
  • the sealing member 460 is located at a portion of the inner surface 397 adjacent to the first end 392.
  • the sealing member 460 is made of, for example, an elastic body composed of at least one of styrene, ethylene, butylene, propylene, and diene.
  • an elastic body composed of at least one of styrene, ethylene, butylene, propylene, and diene.
  • other types of elastomers known to those skilled in the art can be used to form the sealing member 460.
  • An advantage of using the sealing member 460 made of an elastic body is that the sealing member 460 can be formed with respect to the male connecting portion 370 of the manifold member 250 such that the sealing member 460 can easily form a waterproof sealing with the male connecting portion 370. Is that they are easily detachable.
  • the male connecting portion 470 extends from the second end 394 and is formed to engage the end cap 270 to couple the manifold member 252 and the end cap 270.
  • the male connection 470 is made of plastic such as polyethylene and polypropylene, for example.
  • the sealing member 460 of the manifold member 252 is formed on the outer surface of the male connector 370.
  • the male connection 370 of the manifold member 250 is the number of manifold members 250 in the central opening 396. It is detachably coupled with the connecting portion 370.
  • the manifold members 850 and 852 having the same structure may be replaced with the manifold members 250 and 252, respectively.
  • An important difference between the manifold member 850 and the manifold member 250 is that the manifold member 850 has a male connection 870 with a circumferential groove holding the O-ring 872 therein. to be.
  • the O-ring 872 abuts the inner surface of the manifold 852 to form a watertight seal between the manifold members 850 and 852.
  • connection assembly 254 is provided to engage the manifold member 250 and the conduit 70 of the manifold assembly 64. That is, fluid allowed from the conduit 70 flows into the manifold member 250 through the connection assembly 254.
  • the connection assembly 254 includes a connection fitting 260 and a fixing member 262.
  • the connection fitting 260 and the fixing member 262 is made of plastic.
  • the connection fitting 260 and the fixing member 262 may be made of other types of materials known to those skilled in the art.
  • the connection fitting 260 includes a tubular coupling 500, a joining ring 510, a bow-shaped tubular body 512, and protrusions 514, 516.
  • the tubular coupling 500 includes a first end 530 and a second end 532.
  • the tubular coupling 500 also includes a first central opening 534 extending from the first end 530 to the second end 532.
  • the joining ring 510 is located along the outer surface of the tubular coupling 500 at a distance from the first end 530 of the tubular coupling 500.
  • the bow-shaped tubular coupling 500 has a second end 542 from a first end 540, a second end 542, and a first end 540 in fluid communication with the central opening 534.
  • the bow-shaped tubular body 512 has a 90 degree bend therein.
  • the 90 ° bend which is relatively close and substantially disposed parallel to the outer surface of the battery module 30, is easily coupled to the tubular coupling portion 500 of the connection fitting 260 that is also coupled to the manifold 250. Can be.
  • the body 512 may not have another angle or bent portion therein.
  • the protrusions 514 and 516 are formed to detachably fasten an inner surface of the pipe 70 (see FIG. 2) to form a waterproof seal with the pipe 70.
  • the protrusions 514, 516 extend outwardly from the outer surface of the bow-shaped tubular body 512 and extend circumferentially along the body 512. Further, the protrusion 516 is disposed adjacent to the second end 542 of the body 512, and the protrusion 514 is between the protrusion 516 and the first end 540 of the body 512. Is placed on.
  • the tubular coupling member 500 is disposed in the central opening 296 of the tubular wall 290 of the manifold member 250 to form a watertight seal, the seal In contact with the member 360.
  • An advantage of this configuration is that the connection fitting 260 can be rotated in the central opening 293 to the connection fitting 260 in the desired angular position for engagement of the conduit 70.
  • the fixing member 262 is provided so that the connection fitting 260 is detachably coupled on the end of the manifold member 250.
  • the fixing member 262 includes a ring portion 600, and first and second fingers 610 and 612 extending in a first direction from the ring portion 600.
  • the ring shape 262 also includes tabs 614, 616, 618, 620 extending inwardly from the ring shape 600 to the central opening 630.
  • the first finger portion 610 has an extension portion 640 and a tab portion 642.
  • the extension part 640 extends away from the ring shape part 600 in the first direction.
  • the tab portion 642 generally extends away from the extension portion 640 perpendicular to the extension portion 640.
  • the second finger portion 612 has an extension portion 650 and a tab portion 652.
  • the extension part 650 extends away from the ring-shaped part 600 in the first direction.
  • the tab portion 652 generally extends away from the extension portion 650 perpendicular to the extension portion 650.
  • the ring-shaped portion 600 is formed of a connection fitting 254 such that the tubular body 512 is received through the central opening 630 and the ring-shaped portion 600 is slidably disposed with respect to the joint ring 510. Slidably arranged on the tubular body 512.
  • the diameter of the central opening 630 is smaller than the diameter of the bond ring 500.
  • the first and second fingers 610, 612 are first and second on the tubular wall 290 of the manifold member 250 to keep in axial alignment with the connection fitting 254 on the manifold member 250.
  • the two notches 322 and 320 are formed to be detachably fastened to each other.
  • the tab portions 642, 652 of the finger portions 610, 612 are formed on the manifold member 250 and the tubular wall 290 of the manifold member 250 to keep in axial alignment with the connection fitting 254.
  • the first and second notches 322 and 320 are formed to be detachably fastened to each other.
  • the fixing member 262 is made of plastic. Of course, other types of materials known to those skilled in the art can be used to form the fixing member 262.
  • fingers 610 and 620 made of plastic are first and second notched.
  • the fingers 610 and 612 may be slightly bent.
  • the end cap 270 is a tubular wall of the male connector 470 and the manifold member 250 to fluidly seal the opening to the male connector 470. It is formed to engage with the end 294 of 290.
  • the end cap 270 is made of plastic. Of course, other types of materials known to those skilled in the art can be used to form the end cap 270.
  • the end cap 270 includes a circular body 700, a sealing member 710 and first and second fingers 712, 714.
  • the circular main body has an inner surface 730 that forms an opening 732 that extends into the circular main body 700 but does not extend completely through the circular main body 700.
  • the sealing member 710 is located at least a part of the inner surface 730 of the circular body 700.
  • the first and second fingers 712, 714 have an inner surface 730 in contact with an outer surface of the male connector 470 and an end cap 270 detachable from the male connector 470 and the tubular wall 390.
  • the first and second notches 422, 421 are extended in a first direction from the circular body 700, which are detachably fastened to the tubular wall 390, respectively.
  • the first finger portion 712 has an extension portion 740 and a tab portion 742.
  • the extension part 740 extends away from the circular body 700 in the first direction.
  • the tab portion 742 generally extends away from the extension portion 740 perpendicular to the extension portion 740.
  • the second finger portion 714 has an extension portion 750 and a tab portion 752.
  • the extension part 750 extends away from the circular body 700 in the first direction.
  • the tab portion 752 extends away from the extension portion 750 generally perpendicular to the extension portion 750.
  • the first and second fingers 712 and 714 are centered on a surface dividing the circular body 700 in two equally sized regions shown in FIG. 23.
  • the sealing member 710 is made of, for example, an elastic body composed of at least one of styrene, ethylene, butylene, propylene, and diene.
  • the advantage of using fingers 712, 714 made of plastic is that the fingers 712, 714, which rotate about the outer surface of the tubular wall 390 to the fingers 712, 714, are first and second. When seated in notches 422 and 421, respectively, the fingers 712 and 714 may be slightly bent.
  • the manifold assembly 64 is heated in the two battery modules 30, 32 to cool the battery cells of the battery modules 30, 32. Directs fluid into the exchangers.
  • the manifold assembly 66 receives fluid from an outlet in the heat exchangers of the battery modules 30, 32 and into the reservoir 60 via the piping 72.
  • the fluid is provided to flow.
  • the manifold assembly 66 includes manifold members 850 and 852, a connection assembly 854 having a connection fitting 860, and an end cap 870.
  • the manifold members 850 and 852 have the same structure as the manifold members 250 and 252, respectively.
  • the manifold members 850 and 852 are coupled to the outlet of the heat exchanger in the battery modules 30 and 32, respectively.
  • the end cap 870 has the same structure as the end cap 270.
  • the cell system and manifold assembly described above offer substantial advantages over other systems.
  • the battery system and manifold assembly provide the technical effect of allowing manifold members and connection fittings that can be detachably coupled to each other to form another connection fitting and a waterproof seal.
  • the manifold member can be easily detachably coupled with the ports of the heat exchangers to form a watertight seal with the heat exchangers.
  • the end cap is easily coupled with the tubular wall using the first and second fingers and provides the technical effect of sealing the end of the tubular wall using the inner sealing member.

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Abstract

전지 시스템과 냉각 매니폴드 어셈블리가 제공된다. 상기 전지 시스템과 매니폴드 어셈블리는 또 다른 연결 피팅과 방수 실링을 형성할 수 있도록, 각각에 쉽게 분리 가능하게 결합될 수 있는 매니폴드 부재와 연결 피팅을 허용한 기술적 효과를 제공한다. 또한, 매니폴드 부재는 열 교환기들과 방수 실링을 형성할 수 있도록, 열 교환기들의 포트들과 쉽게 분리 가능하도록 결합될 수 있다.

Description

매니폴드 부재 및 연결 피팅을 포함하는 전지 시스템 및 매니폴드 어셈블리
본 출원은 전반적으로 전지 시스템과 그에 따른 매니폴드 어셈블리 관한 것이다.
전지팩은 사용기간 동안 열을 발생시킨다. 따라서 전지팩의 손실을 방지하기 위해서, 전지팩은 냉각되어야 한다. 그러나, 종래의 냉각 장치들은 전지팩에 쉽고 빠르게 결합이 되지 않는다.
따라서 본 출원의 발명자는 상기에 언급된 단점을 해소할 수 있는 향상된 전지 시스템과 매니폴드 어셈블리에 대한 필요성을 인식하게 되었다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 매니폴드 어셈블리가 제공된다. 매니폴드 어셈블리는 제 1 단부 및 제 2 단부를 가진 관상 벽(tubular wall)을 포함하는 매니폴드 부재(manifold member)를 포함한다. 상기 관상 벽은 또한, 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장된 제 1 중앙 개구(first central aperture)를 형성하는 내면, 및 그것을 통해 연장된 다수의 개구들을 더 포함한다. 상기 매니폴드 부재는 또한, 다수의 개구들 상에서 상기 관상벽에 위치하는 다수의 관상 포트 부재들을 더 포함한다. 상기 매니폴드 부재는 또한, 1 단부에 인접한 내면에 위치하는 제 1 실링 부재(first sealing member)와, 제 2 단부로부터 연장된 수 연결부(a male connecting portion)를 더 포함한다. 상기 매니폴드 어셈블리는 또한, 결합부(tubular coupling portion), 접합 링(abutment ring), 및 관상 본체(tubular body)를 포함하는 연결 피팅(connecting fitting) 를 포함한다. 상기 접합 링은 관상 결합부의 단부로부터 소정의 거리에서 관상 결합부의 외면을 따라 위치한다. 상기 관상 결합부는, 매니폴드 부재의 제 1 실링 부재가 관상 결합부의 외면과 접하고 접합 링이 매니폴드 부재의 제 1 단부에 대해 접하도록, 제 1 중앙 개구 내에서 매니폴드 부재의 제 1 단부와 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 시스템이 제공된다. 상기 전지시스템은 다수의 전지셀들과 상기 다수의 전지셀들에 인접하게 배치되는 다수의 열교환기를 포함한다. 전지시스템은 또한, 매니폴드 부재와 연결 피팅을 포함하며 상기 매니폴드 부재가 상기 다수의 열교환기와 유동적으로 연통되는 매니폴드 어셈블리를 포함하고 있다. 상기 매니폴드 부재(manifold member)는 또한, 제 1 단부 및 제 2 단부를 가진 관상 벽(tubular wall)을 포함한다. 상기 관상 벽은 또한, 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장된 제 1 중앙 개구(first central aperture)를 형성하는 내면, 및 그것을 통해 연장된 다수의 개구들을 더 포함한다. 상기 매니폴드 부재는 또한, 다수의 개구들 상에서 상기 관상벽에 위치하는 다수의 관상 포트 부재들을 더 포함한다. 상기 매니폴드 부재는 또한, 1 단부에 인접한 내면에 위치하는 제 1 실링 부재(first sealing member)와, 제 2 단부로부터 연장된 수 연결부(a male connecting portion)를 더 포함한다. 상기 매니폴드 어셈블리는 또한, 결합부(tubular coupling portion), 접합 링(abutment ring), 및 관상 본체(tubular body)를 포함하는 연결 피팅(connecting fitting)를 포함한다. 상기 접합 링은 관상 결합부의 단부로부터 소정의 거리에서 관상 결합부의 외면을 따라 위치한다. 상기 관상 결합부는, 매니폴드 부재의 제 1 실링 부재가 관상 결합부의 외면과 접하고 접합 링이 매니폴드 부재의 제 1 단부에 대해 접하도록, 제 1 중앙 개구 내에서 매니폴드 부재의 제 1 단부와 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있다. 상기 매니폴드 부재의 다수의 관상 포트 부재는 다수의 전지셀 어셈블리들의 다수의 열교환기에 연결되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관상 벽의 단부를 실링하기 위한 단부 캡이 제공된다. 상기 단부 캡은 원-형상 본체(circular-shaped body)로서, 원-형상 본체의 내부로 연장되어 있지만 원-형상 본체를 통해 완전히 연장되어 있지는 않은 개구(aperture)를 형성하는 내면을 가지고 있는 원-형상 본체를 포함한다. 상기 단부 캡은 또한, 상기 원-형상 본체의 내면의 적어도 일부에 위치해 있는 제 2 실링 부재를 포함한다. 상기 단부 캡은 또한, 원-형상 본체로부터 제 1 방향으로 연장되어 있는 제 1 및 제 2 핑거부(finger portion)로서, 내면이 관상 벽의 외면과 접하고 단부 캡이 관상벽과 분리 가능하게 부착되도록, 관상 벽에 제 1 및 제 2 노치를 각각 분리 가능하게 체결되도록 형성되어 있는 제 1 및 제 2 핑거부를 포함한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩과 냉각시스템을 포함하는 전지 시스템의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지시스템의 블록도이다;
도 3은 도 1 전지 시스템 일부의 부분 확대도이다;
도 4는 도 1 전지 시스템의 전지셀과 열교환기를 묘사한 부분 확대도이다;
도 5는 도 1 전지 시스템의 전지셀을 묘사한 부분 확대도이다;
도 6는 도 1 전지 시스템의 전지셀의 단면 모식도이다;
도 7은 도 1의 냉각시스템에서 사용되는 제 1 및 제 2 매니폴드 부재의 모식도이다;
도 8은 도 7의 제 1 매니폴드 부재의 모식도이다;
도 9은 도 8의 제 1 매니폴드 부재의 또 다른 모식도이다;
도 10은 도 8의 제 1 매니폴드 부재의 단면도이다;
도 11은 도 1의 전지 시스템에 사용되는 연결 어셈블리(connecting assembly)의 부분 모식도이다;
도 12는 또 다른 실시예에 따른 도 1의 전지 시스템에서 사용되는 도 11의 연결 어셈블리(connecting assembly)의 측면도이다;
도 13은 도 12의 연결 어셈블리(connecting assembly)의 후면도이다;
도 14는 도 12의 연결 어셈블리(connecting assembly)에 사용되는 연결 피팅(connecting fitting)의 측면도이다;
도 15는 도 14의 연결 피팅(connecting fitting) 단면 모식도이다;
도 16은 도 14의 연결 피팅(connecting fitting)의 또 다른 면이다;
도 17은 도 11의 연결 어셈블리(connecting assembly)에 사용되는 고정부재(retaining member)의 모식도이다;
도 18은 도 17의 고정부재(retaining member)의 후면도이다;
도 19은 도 17의 고정부재(retaining member)의 측면도이다;
도 20은 또 다른 실시예에 일치하는 도 1의 전지 시스템에서 사용되는 단부 캡(end cap)의 확대 도식도이다;
도 21은 도 20의 단부 캡(end cap)의 단면도이다;
도 22는 도 20의 단부 캡(end cap)의 또 다른 면이다;
도 23는 도 20의 단부 캡(end cap)의 또 다른 단면도이다;
도 24는 도 1의 냉각 시스템에서 사용될 수 있는 대안적인 제1 및 제2 매니폴드 부재의 모식도이다.
도 1-4를 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지 시스템 (10)이 도시되어 있다. 상기 전지 시스템 (10)은 전지팩 (20)과 이를 냉각시키는 냉각 시스템 (22)을 포함하고 있다. 상기 전지팩 (20)은 전지모듈 (30, 32)을 포함하며, 상기 전지모듈에는 전지셀들을 냉각시키는 다수의 열교환기가 포함되어 있다. 전지모듈은 적어도 두 개의 전지셀들이 물리적이나 전기적으로 연결되어 있는 것을 의미한다.
상기 냉각 시스템(22)은 저장소(60), 펌프(62), 매니폴드 어셈블리(64, 66), 및 도관들(68, 70, 72)을 포함한다. 상기 저장소(60)는 그 안에 유체를 저장하고 있다. 펌프 (62)는 저장소(60)로부터 도관(68)을 경유하여 유체를 끌어올린다. 그런 다음, 펌프(62)는 도관(70)을 경유하여 매니폴드 어셈블리(64)로 유체를 끌어올린다. 유체는 매니폴드 어셈블리(64)를 통해 유동하여 전지모듈 (30)의 다수의 열교환기들과 전지모듈(32)의 또 다른 다수의 열교환기들로 흐르게 된다. 매니폴드 어셈블리(66)는 전지모듈들(30, 32)의 열교환기로부터 가열된 유체를 수령하고, 도관 (72)을 통해 유체를 저장소(60)로 되돌아 흐르게 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 전지모듈(32)는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 모터의 동력으로 사용될 수 있는 작동전압을 출력하도록 형성되어 있다. 상기 전지모듈(32)은 전지셀들(102, 104, 106, 108, 110)을 포함하는 다수의 전지셀들(100), 열 교환기들(122, 124)을 포함하는 다수의 열 교환기(120), 및 프레임 부재들(150, 152, 154)을 포함하는 다수의 프레임 부재들(150)을 포함한다.
보는 바와 같이, 상기 열 교환기(122)는 전지셀들(102, 104)로부터 열 에너지를 추출하도록 전지셀들(102, 104) 사이에 위치하고 있다. 또한, 상기 열 교환기(122)는 전지셀들(106, 108)로부터 열 에너지를 추출하도록 전지셀들(106, 108) 사이에 위치하고 있다. 상기 프레임 부재들(150, 152)은 상호 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있고, 전지셀(102), 열 교환기(122) 및 전지셀(104) 사이에서 유지되도록 형성되어 있다. 상기 프레임 부재들 (152, 154)은 상호 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있고, 전지셀(106), 열 교환기(124) 및 전지셀(108) 사이에서 유지되도록 형성되어 있다.
하나의 또 다른 실시예에서, 상기 다수의 전지셀들(100)은 장방형 형상의 파우치형 리튬 이차전지들이다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 전지셀들이 사용될 수 있다. 각각의 다수의 전지셀들(100)은 실질적으로 유사한 구조를 가지고 있으므로, 오직 상기 전지셀(102)은 단순한 목적으로, 보다 상세하게 설명될 것이다. 보는 바와 같이, 상기 전지셀(102)은 장방형의 파우치형 본체(107)와 상기 본체(107)로부터 연장된 전극들(172, 174)을 가지고 있다.
도 4 및 6을 참조하면, 상기 다수의 열 교환기들(120)은 다른 열 교환기들과 동일한 구조를 가진다. 따라서, 오직 상기 열 교환기(122)은 단순한 목적으로, 보다 상세하게 설명될 것이다. 상기 열 교환기(122)는 내부 유로를 형성하는 장방형 본체(190), 매니폴드 어셈블리(64)로부터 상기 본체(190)로 유체를 수령하기 위한 유입구(192), 및 유체가 상기 본체(19)로부터 매니폴드 어셈블리(66)로 흐르게 하기 위한 배출구(194)를 포함하고 있다. 또 다른 실시예에서, 열 교환기(120)은 알루미늄으로 이루어져 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 열 교환기(120)는 스테인레스 스틸로 이루어져 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 물질들은 열 교환기(120)를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 매니폴드 어셈블리(64)는 냉매가 전지모듈들(30, 32)의 열 교환기 내부로 흐르도록 형성되어 있다. 상기 매니폴드 어셈블리(64)는 매니폴드 부재들(250, 252), 연결 피팅(260)과 고정부재(262)를 포함하는 연결 어셈블리(254), 및 단부 캡(270)을 포함한다.
상기 도 1 및 7 내지 10을 참조하면, 상기 매니폴드 부재(250)는 냉매가 전지모듈(30)의 열 교환기 내부로 흐르도록 형성되어 있다. 상기 매니폴드 부재(250)는 관상벽(290), 관상 포트 부재들(330, 332, 334, 336, 338, 340, 342, 344, 346, 348), 실링 부재(360), 및 수 연결부(370)를 포함한다.
상기 관상 벽(290)은 제 1 단부(292)와 제 2 단부(294)를 가지고 있다. 하나의 실시예에서, 상기 관상 벽(290)은 예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 이루어져 있다. 상기 관상 벽(290)은 제 1 단부(292)로부터 제 2 단부(294)로 연장된 제 1 중앙 개구(296)를 형성하는 내면(297)을 포함하고 있다. 상기 관상 벽(290)은 또한, 그것을 통해 연장된 다수의 개구들(300, 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318 )을 더 포함한다. 또한, 상기 관상 벽(290)은 그것 안에 연장된 노치들(320, 321, 322, 324)을 가지고 있다.
상기 관상 포트 부재들(330-348)은 개구들(300-318) 상에서 상기 관상 벽(290)에 각각 배치되어 있다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 관상 포트 부재들(330-348)은 예를 들어, 티렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 및 디엔(diene) 중 적어도 하나로 구성되어 있는 탄성체로 이루어져 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 탄성체들은 관상 포트 부재들(330-348)을 형 형성하기 위해 사용될 수 있다. 상기 관상 포트 부재들(330-348)은 또한, 전지모듈(30)에서 열 교환기들 상의 유입 포드들과 분리 가능하게 결합된다. 탄성체로 이루어진 상기 관상 포트 부재들(330-348) 사용의 잇점은 상기 관상 포트 부재들(330-348)이 열 교환기들의 유입구들과 분리 가능하게 결합될 수 있고, 상기 유입구들과 방수 실링을 쉽게 형성할 수 있다는 점이다.
도 1, 8 및 10을 참조하면, 상기 실링 부재(360)는 제 1 단부(292)에 인접한 내면(297)의 일부에 위치한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 실링 부재(360)는 예를 들어, 티렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 및 디엔(diene) 중 적어도 하나로 구성되어 있는 탄성체로 이루어져 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 탄성체들은 실링 부재(360)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 탄성체로 이루어진 상기 실링 부재(360) 사용의 잇점은 상기 실링 부재(360)가 연결 어셈블리(254)의 연결 피팅(260)와 분리 가능하게 결합될 수 있고 상기 연결 피팅(260)과 방수 실링을 쉽게 형성할 수 있다는 점이다.
상기 수 연결부(370)는 제 2 단부(294)로부터 연장되어 있고, 상기 매니폴드 부재(250)와 매니폴드 부재(252)를 결합하기 위하여, 상기 매니폴드 부재(252)를 체결하도록 형성되어 있다. 상기 수 연결부(370)는 예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 이루어져 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 상기 매니폴드 부재(252)는 상기 매니폴드 부재(250)와 결합되어 있고, 상기 매니폴드 부재(250)와 유동적으로 연통되어 있다. 상기 매니폴드 부재(252)는 전지모듈(32)의 열 교환기들로 유체가 흐르도록 형성되어 있다. 상기 매니폴드 부재(252)는 매니폴드 부재(250)가 부품 비용을 절감하는데 유리하도록 동일한 구조를 가지고 있다. 상기 매니폴드 부재(252)는 관상 벽(390), 관상 포트 부재들(430, 432, 434, 436, 438, 440, 442, 444, 446, 448), 실링 부재(460), 및 수 연결부(470)를 포함한다.
상기 관상 벽(390)은 제 1 단부(392)와 제 2 단부(394)를 가지고 있다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 관상 벽(390)은 예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 이루어져 있다. 상기 관상 벽(390)은 제 1 단부(392)로부터 제 2 단부(394)로 관상 벽(390)의 세로 길이가 연장된 제 1 중앙 개구(396)를 형성하는 내면(398)을 포함한다. 상기 관상 벽(390)은 또한, 그것을 통해 연장된 다수의 개구들(400, 402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418)을 포함한다. 또한, 상기 관상 벽(390)은 노치들(420, 421, 422: 도 20 참조)과 그것 안으로 연장된 도시하지 않은 또 다른 노치를 가지고 있다.
상기 관상 포트 부재들(430-448)은 개구들(400-418) 상에서 상기 관상 벽(390)에 각각 배치되어 있다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 관상 포트 부재들(430-448)은 예를 들어, 티렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 및 디엔(diene) 중 적어도 하나로 구성되어 있는 탄성체로 이루어져 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 탄성체들은 관상 포트 부재들(430-448)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 상기 관상 포트 부재들(430-448)은 또한, 전지모듈(32)에서 열 교환기들 상의 유입 포드들과 분리 가능하게 결합된다. 탄성체로 이루어진 상기 관상 포트 부재들(430-448) 사용의 잇점은 상기 관상 포트 부재들(430-448)이 열 교환기들의 유입구들과 분리 가능하게 결합될 수 있고, 상기 유입구들과 방수 실링을 쉽게 형성할 수 있다는 점이다.
상기 실링 부재(460)는 제 1 단부(392)에 인접한 내면(397)의 일부에 위치한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 실링 부재(460)는 예를 들어, 티렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 및 디엔(diene) 중 적어도 하나로 구성되어 있는 탄성체로 이루어져 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 탄성체들은 실링 부재(460)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 탄성체로 이루어진 상기 실링 부재(460) 사용의 잇점은 상기 수 연결부(370)와 방수 실링을 쉽게 형성할 수 있도록, 상기 실링 부재(460)가 매니폴드 부재(250)의 수 연결부(370)에 대해 쉽게 분리 가능하도록 결합되어 있다는 점이다.
상기 수 연결부(470)는 제 2 단부(394)로부터 연장되어 있고, 상기 매니폴드 부재(252)와 단부 캡(270)을 결합하기 위하여, 상기 단부 캡(270)을 체결하도록 형성되어 있다. 상기 수 연결부(470)는 예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 이루어져 있다.
도 7을 참조하면, 상기 수 연결부(370)가 상기 관상 부재들(250, 252)과 함께 결합할 때, 상기 매니폴드 부재(252)의 실링 부재(460)가 수 연결부(370)의 외면에 접하고 매니폴드 부재들(250, 252) 사이에서 방수 실링을 형성할 수 있도록, 상기 매니폴드 부재(250)의 수 연결부(370)는 상기 중앙 개구(396) 내에서 매니폴드 부재(250)의 수 연결부(370)와 분리 가능하게 결합되어 있다.
도 24를 참조하면, 또 다른 실시예에 있어서, 동일한 구조를 갖는 상기 매니폴드 부재들(850, 852)은 상기 매니폴드 부재들(250, 252)로 각각 교체할 수 있다. 상기 매니폴드 부재(850)와 매니폴드 부재(250)의 중요한 차이점은 상기 매니폴드 부재(850)는 O-링(872)을 그 안에 유지한 원주 그루브와 함께 수 연결부(870)를 가진다는 점이다. 상기 O-링(872)은 매니폴드 부재들(850, 852) 사이에서 방수 실링을 형성할 수 있도록, 매니폴드(852)의 내면과 접한다.
도 1, 2 및 도 11-13을 참조하면, 연결 어셈블리(254)는 매니폴드 어셈블리(64)의 매니폴드 부재(250) 및 도관(70)과 결합되도록 제공된다. 즉, 연결 어셈블리(254)를 통하여 매니폴드 부재(250) 내부로 상기 도관(70)으로부터 허용된 유체가 흐르게 된다. 상기 연결 어셈블리(254)는 연결 피팅(260) 및 고정부재(262)를 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 연결 피팅(260)과 고정부재(262)는 플라스틱으로 이루어져 있다. 물론 또 다른 실시예에 있어서, 상기 연결 피팅(260)과 고정부재(262)는 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 물질로 이루어질 수도 있다.
도 1, 14 및 16을 참조하면, 상기 연결 피팅(260)은 관상 결합부(500), 접합 링(510), 활-형상의 관상 본체(512) 및 돌출부들(514, 516)을 포함한다. 상기 관상 결합부(500)는 제 1 단부(530)와 제 2 단부(532)를 포함한다. 상기 관상 결합부(500)는 또한, 제 1 단부(530)로부터 제 2 단부(532)로 연장된 제 1 중앙 개구(534)를 포함한다. 상기 접합 링(510)은 관상 결합부(500)의 제 1 단부(530)로부터 소정의 거리에서 관상 결합부(500)의 외면을 따라 위치한다. 상기 활-형상의 관상 결합부(500)는 제 1 단부(540), 제 2 단부(542), 상기 중앙 개구(534)와 유동적으로 연통되는 제 1 단부(540)로부터 제 2 단부(542)로 연장된 중앙 개구(535)를 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 활-형상의 관상 본체(512)는 내부에 90도 절곡부를 가지고 있다. 상대적으로 가깝고, 실질적으로 전지모듈(30)외면에 평행하게 배치되는 90도 절곡부의 잇점은, 매니폴드(250)와 또한 결합되는 상기 연결 피팅(260)의 관상 결합부(500)에 쉽게 결합될 수 있다는 점이다. 물론, 또 다른 실시예에 서, 상기 본체(512)는 또 다른 각도나 절곡부가 내부에 없을 수도 있다. 상기 돌출부들(514, 516)은 배관(70)과 방수 실링을 형성하도록, 배관(70: 도 2 참조)의 내면이 분리 가능하게 체결되도록 형성되어 있다. 상기 돌출부들(514, 516)은 활-형상의 관상 본체(512)의 외면으로부터 바깥쪽으로 연장되어 있고, 상기 본체(512)를 따라 원주로 연장되어 있다. 또한, 상기 돌출부(516)는 본체(512)의 제 2 단부(542)에 인접하게 배치되고, 상기 돌출부(514)는 상기 돌출부(516)와 본체(512)의 상기 제 1 단부(540) 사이에 배치된다.
도 2, 11, 및 14를 참조하면, 상기 관상 결합 부재(500)는 방수 실링을 형성하기 위하여, 매니폴드 부재(250)의 관상 벽(290)의 중앙 개구(296)에 배치되고, 상기 실링 부재(360)에 접한다. 이러한 구성의 이점은 상기 연결 피팅(260)이 상기 중앙 개구(293) 안에서 상기 연결 피팅(260)으로 도관(70)의 결합에 대해 소망하는 각도 위치로 회전될 수 있다는 점이다.
도 1, 11-14 및 17-19를 참조하면, 상기 고정부재(262)는 매니폴드 부재(250)의 단부 상에 연결 피팅(260)이 분리 가능하게 결합되도록 제공된다. 상기 고정부재(262)는 링 형상부(600), 및 상기 링 형상부(600)로부터 제 1 방향에서 연장된 제 1 및 제 2 핑거부(610, 612)를 포함한다. 상기 링 형상부(262)는 또한, 상기 링 형상부(600)로부터 중앙 개구(630)로 안측으로 연장된 탭들(614, 616, 618, 620)을 포함한다. 제 1 핑거부(610)는 연장부(640)와 탭부(642)를 가진다. 상기 연장부(640)는 제 1 방향에서 링 형상부(600)로부터 멀리 뻗어져 있다. 상기 탭부(642)는 일반적으로 상기 연장부(640)와 수직으로 상기 연장부(640)로부터 멀리 뻗어져 있다. 제 2 핑거부(612)는 연장부(650)와 탭부(652)를 가진다. 상기 연장부(650)는 제 1 방향에서 링 형상부(600)로부터 멀리 뻗어져 있다. 상기 탭부(652)는 일반적으로 상기 연장부(650)와 수직으로 상기 연장부(650)로부터 멀리 뻗어져 있다. 상기 링 형상부(600)는 상기 관상 본체(512)가 중앙 개구(630)를 통하여 수령되고 상리 링 형상부(600)가 접합 링(510)에 대해 슬라이딩 가능하게 배치되도록 연결 피팅(254)의 관상 본체(512) 상에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 중앙 개구(630)의 직경은 상기 접합 링(500)의 직경보다 작다. 상기 제 1 및 제 2 핑거부(610, 612)는 매니폴드 부재(250) 상에 연결 피팅(254)과 축을 이루도록 유지하기 위해 매니폴드 부재(250)의 관상 벽(290)에 제 1 및 제 2 노치들(322, 320)를 각각 분리 가능하게 체결되도록 형성되어 있다. 특히, 상기 핑거부(610, 612)의 탭부들(642, 652)은 매니폴드 부재(250) 상에 연결 피팅(254)과 축을 이루도록 유지하기 위해 매니폴드 부재(250)의 관상 벽(290)에 제 1 및 제 2 노치들(322, 320)를 각각 분리 가능하게 체결되도록 형성되어 있다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 고정부재(262)는 플라스틱으로 이루어진다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 물질들은 고정부재(262)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 플라스틱으로 이루어진 핑거부(610, 620)를 사용하는 잇점은, 상기 핑거부(610, 612)까지 관상 벽(290)의 외면에 대해 회전하는 핑거부(610, 612)가 제 1 및 제 2 노치들(322, 320)에 각각 안착될 때, 상기 핑거부(610, 612)가 약간 절곡될 수 있다는 점이다.
도 1, 및 20-23을 참조하면, 상기 단부 캡(270)은 상기 수 연결부(470)에 개방부를 유체적으로 실링하기 위하여, 수 연결부(470) 및 매니폴드 부재(250)의 관상 벽(290)의 단부(294)와 결합되도록 형성된다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 단부 캡(270)는 플라스틱으로 이루어진다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 물질들은 단부 캡(270)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 상기 단부 캡(270)은 원 형상의 본체(700), 실링 부재(710) 및 제 1 및 제 2 핑거부들(712, 714)을 포함한다. 원 형상의 본체는 원 형상 본체(700) 내로 연장되어 있지만 원 형상의 본체(700)를 통해 완전히 연장되어 있지는 않은 개구(732)를 형성하는 내면(730)을 가지고 있다. 실링 부재(710)는 상기 원 형상 본체(700)의 내면(730)의 적어도 일부에 위치하고 있다. 제 1 및 제 2 핑거부(712, 714)는 내면(730)이 수 연결부(470)의 외면에 접하고, 단부 캡(270)이 상기 수 연결부(470)와 관상 벽(390)에 분리 가능하게 부착될 수 있도록, 관상 벽(390)에 제 1 및 제 2 노치(422, 421)를 각각 분리 가능하게 체결되어 있는 원 형상 본체(700)로부터 제 1 방향으로 연장되어 있다. 제 1 핑거부(712)는 연장부(740)와 탭부(742)를 가진다. 상기 연장부(740)는 제 1 방향에서 원형상 본체(700)로부터 멀리 뻗어져 있다. 상기 탭부(742)는 일반적으로 상기 연장부(740)와 수직으로 상기 연장부(740)로부터 멀리 뻗어져 있다. 제 2 핑거부(714)는 연장부(750)와 탭부(752)를 가진다. 상기 연장부(750)는 제 1 방향에서 원형상 본체(700)로부터 멀리 뻗어져 있다. 상기 탭부(752)는 일반적으로 상기 연장부(750)와 수직으로 상기 연장부(750)로부터 멀리 뻗어져 있다. 도 23을 참조하면, 제 1 및 제 2 핑거부(712, 714)는, 그 중 도 23에 도시된 두 개의 동등한 크기 영역에 원형상 본체(700)를 양분하는 면이 중심이 된다. 또한, 상기 실링 부재(710)는 예를 들어, 티렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 및 디엔(diene) 중 적어도 하나로 구성되어 있는 탄성체로 이루어져 있다. 플라스틱으로 이루어진 핑거부(712, 714)를 사용하는 잇점은, 상기 핑거부(712, 714))까지 관상 벽(390)의 외면에 대해 회전하는 핑거부(712, 714)가 제 1 및 제 2 노치들(422, 421)에 각각 안착될 때, 상기 핑거부(712, 714)가 약간 절곡될 수 있다는 점이다.
도 1을 참조하면, 상기 언급한 바와 같이, 작동하는 동안 상기 매니폴드 어셈블리(64)는 상기 전지모듈들(30, 32)의 전지셀들을 냉각시키기 위하여 상기 전지모듈둘(30, 32) 내에 열 교환기들 내부로 유체를 보낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 매니폴드 어셈블리(66)는 전지모듈들(30, 32)의 열 교환기들에서 배출구로부터 유체를 수령하고, 상기 배관(72)를 경유하여 저장소(60)로 유체가 흐르도록 제공된다. 상기 매니폴드 어셈블리(66)는 매니폴드 부재들(850, 852), 연결 피팅(860)을 가지고 있는 연결 어셈블리(854) 및 단부 캡(870)을 포함한다. 상기 매니폴드 부재들(850, 852)은 각각 매니폴드 부재들(250, 252)과 동일한 구조를 가진다. 상기 매니폴드 부재(850, 852)는 각각 전지모듈들(30, 32)에서 열 교환기의 배출구와 결합되어 있다. 또한, 상기 단부 캡(870)은 상기 단부 캡(270)과 동일한 구조를 가진다.
앞서 기술한 전지 시스템과 매니폴드 어셈블리는 다른 시스템들보다 실질적인 장점을 제공한다. 특히, 전지 시스템과 매니폴드 어셈블리는 또 다른 연결 피팅과 방수 실링을 형성할 수 있도록, 각각에 쉽게 분리 가능하게 결합될 수 있는 매니폴드 부재와 연결 피팅을 허용한 기술적 효과를 제공한다. 또한, 매니폴드 부재는 열 교환기들과 방수 실링을 형성할 수 있도록, 열 교환기들의 포트들과 쉽게 분리 가능하도록 결합될 수 있다.
또한, 상기 단부 캡은 제 1 및 2 핑거부를 사용한 관상 벽과 쉽게 결합되고, 내부 실링 부재를 사용한 관상 벽의 단부를 실링하는 기술적인 효과를 제공한다.
예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 기술하였지만, 당업자들은 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 구성요소들에 대해 다양한 변형이 행해질 수 있고 균등 치환이 행해질 수 있음을 당업자들은 이해할 것이다. 게다가, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특별한 상황 또는 물질을 적용하기 위해 많은 수정이 행해질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 개시되어 있는 특정 실시예들로 한정되지 않고, 첨부된 청구항들의 범주에 속하는 모든 실시예들을 포함하는 것으로 의도된다. 게다가, 용어 제1, 제2등의 사용은 하나의 구성요소를 다른 것과 구별하기 위해 사용되었다. 더욱이, 일부 용어들 하나의 등은 양의 한정을 내포하기 보다는 인용된 항목들 중 적어도 하나가 존재함을 내포한다.

Claims (25)

  1. 제 1 단부 및 제 2 단부를 가진 관상 벽(tubular wall)을 포함하는 매니폴드 부재(manifold member), 및
    관상 결합부(tubular coupling portion), 접합 링(abutment ring), 및 관상 본체(tubular body)를 포함하는 연결 피팅(connecting fitting)
    를 포함하는 것으로 구성되어 있고,
    상기 매니폴드 부재에서, 상기 관상 벽은 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장된 제 1 중앙 개구(first central aperture)를 형성하는 내면, 및 그것을 통해 연장된 다수의 개구들을 더 포함하며, 상기 매니폴드 부재는, 제 1 단부에 인접한 내면에 위치하는 제 1 실링 부재(first sealing member)와, 제 2 단부로부터 연장된 수 연결부(a male connecting portion)를 더 포함하고 있고;
    상기 연결 피팅에서, 상기 접합 링은 관상 결합부의 단부로부터 소정의 거리에서 관상 결합부의 외면을 따라 위치하고 있고, 상기 관상 결합부는, 매니폴드 부재의 제 1 실링 부재가 관상 결합부의 외면과 접하고 접합 링이 매니폴드 부재의 제 1 단부에 대해 접하도록, 제 1 중앙 개구 내에서 매니폴드 부재의 제 1 단부와 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 피팅의 관상 본체는 활 형상의 관상 본체(arcuate-shaped tubular body)인 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 활 형상의 관상 본체는 내부에 90도 절곡부(90 degree bend)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 피팅의 관상 본체는 관상 본체의 외면으로부터 바깥쪽으로 연장되어 있는 제 1 및 제 2 원주 배열 돌출부들(circumferentially disposed ledges)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴드 부재의 제 1 단부 상에 연결 피팅을 분리 가능하게 고정하도록 형성되어 있는 고정부재(retaining member)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 고정부재는 링 형상부(ring-shaped portion), 및 상기 링 형상부로부터 제 1 방향에서 연장된 제 1 및 제 2 핑거부(finger portion)를 포함하며,
    상기 링 형상부는 제 2 중앙 개구를 형성하고, 관상 본체가 제 2 중앙 개구를 통해 수령되고 링 형상부가 접합 링에 대해 슬라이딩 가능하게 배치되도록 연결 피팅의 관상 본체 상에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있으며, 상기 제 2 중앙 개구의 직경은 접합 링의 직경보다 작고, 상기 제 1 및 제 2 핑거부는 매니폴드 상에 연결 피팅을 고정하기 위해 매니폴드 부재의 관상 벽에 제 1 및 제 2 노치를 각각 분리 가능하게 체결되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴드 부재의 수 연결부에 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있는 단부 캡(end cap)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 단부 캡은,
    원 형상 본체(circular-shaped body) 내로 연장되어 있지만 원 형상의 본체를 통해 완전히 연장되어 있지는 않은 개구를 형성하는 내면을 가지고 있는 원 형상의 본체;
    상기 원 형상 본체의 내면의 적어도 일부에 위치하고 있는 제 2 실링 부재; 및
    상기 원 형상 본체로부터 제 1 방향으로 연장되어 있는 제 1 및 제 2 핑거부(finger portion)로서, 매니폴드 부재의 관상 벽에서 제 1 및 제 2 노치를 각각 분리 가능하게 체결하도록 형성되어 있고, 원 형상의 본체의 내면가 매니폴드 부재의 수 연결부를 내부에 수령하도록 형성되어 있으며, 제 2 실링 부재가 수 연결부의 외면에 접하도록 형성되어 있는 제 1 및 제 2 핑거부;
    를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴드 어셈블리의 관상 벽은 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 플라스틱은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴드 부재의 다수의 관상 포트 부재들은 탄성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 탄성체는 스티렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 및 디엔(diene) 중 적어도 하나로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 피팅은 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 매니폴드 어셈블리.
  14. 다수의 전지셀들과 상기 다수의 전지셀들에 인접하게 배치되는 다수의 열교환기;
    매니폴드 부재와 연결 피팅을 포함하며 상기 매니폴드 부재가 상기 다수의 열교환기와 유동적으로 연통되는 매니폴드 어셈블리; 및
    관상 결합부(tubular coupling portion), 접합 링(abutment ring), 및 관상 본체(tubular body)를 포함하는 연결 피팅(connecting fitting)을 포함하는 것으로 구성되어 있고,
    상기 매니폴드 부재에서, 상기 관상 벽은 제 1 단부로부터 제 2 단부로 연장된 제 1 중앙 개구를 형성하는 내면, 및 그것을 통해 연장된 다수의 개구들을 더 포함하며, 상기 매니폴드 부재는, 제 1 단부에 인접한 내면에 위치하는 제 1 실링 부재와, 제 2 단부로부터 연장된 수 연결부를 더 포함하고 있고;
    상기 연결 피팅에서, 상기 접합 링은 관상 결합부의 단부로부터 소정의 거리에서 관상 결합부의 외면을 따라 위치하고 있고, 상기 관상 결합부는, 매니폴드 부재의 제 1 실링 부재가 관상 결합부의 외면과 접하고 접합 링이 매니폴드 부재의 제 1 단부에 대해 접하도록, 제 1 중앙 개구 내에서 매니폴드 부재의 제 1 단부와 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있으며;
    상기 매니폴드 부재의 다수의 관상 포트 부재는 다수의 전지셀 어셈블리들의 다수의 열교환기에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 연결 피팅의 관상 본체는 활 형상의 관상 본체인 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 연결 피팅의 활 형상의 관상 본체는 내부에 90도 절곡부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 연결 피팅의 관상 본체는 관상 본체의 외면으로부터 바깥쪽으로 연장되어 있는 제 1 및 제 2 원주 배열 돌출부들을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 매니폴드 부재의 제 1 단부 상에 연결 피팅이 분리 가능하게 유지하도록 형성되는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 고정부재는 링 형상부, 및 상기 링 형상부로부터 제 1 방향에서 연장된 제 1 및 제 2 핑거부를 포함하며,
    상기 링 형상부는 제 2 중앙 개구를 형성하고, 관상 본체가 제 2 중앙 개구를 통해 수령되고 링 형상부가 접합 링에 대해 슬라이딩 가능하게 배치되도록 연결 피팅의 관상 본체 상에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있으며, 상기 제 2 중앙 개구의 직경은 접합 링의 직경보다 작고, 상기 제 1 및 제 2 핑거부는 매니폴드 부재 상에 연결 피팅을 고정하기 위해 매니폴드 부재의 관상 벽에 제 1 및 제 2 노치를 각각 분리 가능하게 체결되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서, 상기 매니폴드 부재의 수 연결부에 분리 가능하게 결합되도록 형성되어 있는 단부 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 시스템.
  21. 관상 벽의 단부를 실링하기 위한 단부 캡으로서,
    원-형상 본체로서, 원-형상 본체의 내부로 연장되어 있지만 원-형상 본체를 통해 완전히 연장되어 있지는 않은 개구를 형성하는 내면을 가지고 있는 원-형상 본체;
    상기 원-형상 본체의 내면의 적어도 일부에 위치해 있는 제 2 실링 부재; 및
    상기 원-형상 본체로부터 제 1 방향으로 연장되어 있는 제 1 및 제 2 핑거부로서, 내면이 관상 벽의 외면과 접하고 단부 캡이 관상벽과 분리 가능하게 부착되도록, 관상 벽에 제 1 및 제 2 노치를 각각 분리 가능하게 체결되도록 형성되어 있는 제 1 및 제 2 핑거부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단부 캡.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 핑거부는 제 1 연장부(first extension portion)와 제 1 탭부(first tab portion)를 포함하고 있으며, 상기 제 1 연장부는 제 1 방향에 원-형상 본체로부터 연장되어 있고, 상기 제 1 탭부는 제 1 연장부에 수직인 제 1 연장부로부터 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 단부 캡.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 핑거부는 원-형상 본체를 두 개의 동일한 크기의 부위로 양분하는 면에서 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 단부 캡.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 실링 부재는 탄성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 단부 캡.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 탄성체는 스티렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 및 디엔(diene) 중 적어도 하나로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 단부 캡.
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