WO2012046971A2 - 전지셀 어셈블리, 열 교환기, 및 열 교환기를 제조하는 방법 - Google Patents

전지셀 어셈블리, 열 교환기, 및 열 교환기를 제조하는 방법 Download PDF

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톰콕
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    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49366—Sheet joined to sheet

Definitions

  • the present application relates to a battery cell assembly, a heat exchanger, and a method of manufacturing a heat exchanger.
  • Heat exchangers required weld joints to seal the bent edges. However, it is very difficult for the heat exchanger to bend the rectangular sheet.
  • the heat exchanger is to provide a bend edge that the weld joint does not require to seal the bend edge.
  • a heat exchanger according to one embodiment of the present invention is provided.
  • the heat exchanger comprises a rectangular sheet shaped such that the first and second rectangular-shaped sheet portions are positioned adjacent to each other and parallel to each other, wherein the rectangular sheet-shaped sheet is mutually bonded at the bent edges of the rectangular sheet. And first and second rectangular sheet portions. The outer edges of the first and second rectangular sheet portions are joined to each other such that an inner region is formed between the first and second rectangular sheet portions.
  • the bent edge includes first and second openings extending therethrough.
  • the heat exchanger also includes a first inlet port located on the bent edge at the first opening.
  • the heat exchanger also has a second outlet port located on the bent edge at the second opening so that fluid can flow through the first inlet port into the interior region and then through the outlet port.
  • a battery cell assembly includes a first frame member and a second frame member configured to be coupled to the first frame member.
  • the battery cell assembly also includes a battery cell positioned between the first and second frame members.
  • the battery cell assembly also includes a heat exchanger positioned adjacent to the battery cell between the first and third frame members.
  • the heat exchanger includes the first and second rectangular sheet portions coupled to each other at the bent edges of the rectangular sheet such that the first and second rectangular sheet portions are positioned adjacent to each other and parallel to each other.
  • the outer edges of the first and second rectangular sheet portions are joined to each other such that an inner region is formed between the first and second rectangular sheet portions.
  • the bent edge includes first and second openings extending therethrough.
  • the heat exchanger also has a first inlet port located on the bent edge at the first opening.
  • the heat exchanger also has a second outlet port located on the bent edge at the second opening so that fluid can flow through the first inlet port into the interior region and then through the outlet port.
  • a method of manufacturing a heat exchanger includes bending a rectangular sheet with the first and second rectangular sheet portions at the bent corner of the rectangular sheet, using a bending device, such that the first and second rectangular sheet portions are positioned adjacent to each other. .
  • the method also uses first and second rectangles, using a welding device, such that an inner region is formed between the first and second rectangular sheet portions and the bent edge includes first and second openings extending therethrough. Welding the outer edges of the sheet portions together.
  • the method also includes welding the first inlet port on the bent edge at the first opening using the welding device.
  • the method also includes welding the second outlet port on the bent edge at the second opening using the welding device.
  • the advantage of the heat exchanger is that the heat exchanger uses a bend edge that is not required by the weld joint to seal the bend edge. Moreover, another advantage of using a heat exchanger is that the heat exchanger is easily manufactured by simply bending the rectangular sheet and forms a plurality of weld joints in the sheet.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery cell assembly according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a heat exchanger used in the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of a rectangular sheet used in the heat exchanger configuration of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a side view showing the first and second rectangular sheet portions bent in different directions
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the heat exchanger of FIG. 2;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the rectangular sheet portion of FIG. 3;
  • FIG. 7 is a cross sectional view of another rectangular sheet portion of FIG. 3; FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of an inlet in which the battery cell assembly of FIG. 1 is used;
  • FIG. 9 is a schematic view of some of the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a portion of the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 11 is a top view of the battery cell assembly of FIG. 1;
  • FIG. 12 is a flowchart of a method for manufacturing the heat exchanger of FIG. 2;
  • FIG. 13 is a block diagram of a system for manufacturing the heat exchanger of FIG. 2.
  • the battery cell assembly 10 is configured to provide power to either the primary drive train of the vehicle or the auxiliary drive train of the vehicle.
  • the battery cell assembly 10 includes frame members 20 and 22, battery cells 30 and 32, and a heat exchanger 40.
  • the frame members 20, 22 are configured to be coupled together to hold between the battery cells 30, 32 and the heat exchanger 40. According to one embodiment, the frame members 20, 22 are made of plastic and rectangular.
  • the battery cells 30 and 32 are configured to generate first and second output voltages, respectively.
  • the battery cells 30 and 32 are rectangular pouch-shaped lithium ion battery cells.
  • other types of battery cells known to those skilled in the art can be used.
  • the heat exchanger 40 is configured to receive the coolant or fluid flowing through the heat exchanger 40 to extract the heat energy from the battery cells 30, 32. According to one embodiment, the heat exchanger 40 is disposed between the battery cells (30, 32).
  • the heat exchanger 40 includes a rectangular sheet 50, an inlet port 52 and an outlet port 54.
  • the rectangular sheet 50 is bent by itself to represent the interior region 51 to receive fluid therein.
  • the rectangular sheet 50 is made of aluminum.
  • the rectangular sheet 50 is made of stainless steel.
  • the rectangular sheet 50 includes rectangular sheet portions 70 and 72.
  • the rectangular sheets 50 are mutually integrated, and the rectangular sheets 50 are mutually bonded at the bent edges 56 of the rectangular sheet 50 so that the sheet portions 70 and 72 are adjacent to each other and parallel to each other. And parts 70 and 72.
  • the outer edges of the rectangular sheet portions 70, 72 are joined to each other such that an inner region 51 is formed between the rectangular sheet portions 70, 72.
  • the bend edge 56 includes openings 82 and 84 extending therethrough.
  • the rectangular sheet portion 70 may include a first outer periphery flat sheet portion 100, an inner sheet portion 102, and outer edges 110, 112, and 114. Include.
  • the inner sheet portion 102 is surrounded by the outer edges 110, 112, 114 and the bend edge 56 and is configured to at least partially form a flow path of fluid flowing through the heat exchanger 40. .
  • the inner sheet portion 102 is a ridge 130, a planar linear-extension separator 132, a ridge 132, a planar linear-extension separator 132, a planar circular separator 140, 142, 144. 146, 148, ridge 230, planar linear-extended separator 232, ridge 234, planar circular splitter 240, 242, 244, 246, 248, planar linear-extended separator 260, ridges 270, 272 and planar central portion 280.
  • the coplanar portions are planar linear-extension separator 132, planar circular separators 140, 142, 144, 146, 148, planar linear-extension separator 232, planar circular separators 240, 242, 244 246, 248, planar linear-extension separator 260, and planar center portion 280.
  • the ridge 130 is located between the outer edge 114 and the planar linear-extension separator 132.
  • the ridge 134 is also located between the planar linear-extension separator 132 and the planar linear-extension separator 260.
  • the planar circular separators 140, 142, 144, 146, 148 are also located between the planar linear-extension separator 132 and the planar linear-extension separator 260.
  • the ridge 230 is located between the outer edge 110 and the planar linear-extension separator 232.
  • the ridge 234 is also located between the planar linear-extension separator 232 and the planar linear-extension separator 260.
  • the planar circular separators 240, 242, 244, 246, 248 are also located between the planar linear-extension separator 232 and the planar linear-extension separator 260.
  • the ridges 270 and 272 and the planar center portion 280 are located close to the bent edge 56 of the heat exchanger 40.
  • the rectangular sheet portion 72 includes an outer periphery flat sheet portion 400, an inner sheet portion 402, and outer edges 410, 412, 414.
  • the inner sheet portion 402 is surrounded by outer edges 410, 412, 414 and bend edge 56 and is configured to at least partially form a flow path of fluid flowing through the heat exchanger 40. .
  • the inner sheet portion 402 is a ridge 430, a planar linear-extension separator 432, a ridge 434, a planar circular separator 440, 442, 444, 446, 448, a ridge 530. ), Planar linear-extension separator 532, ridge 534, planar circular separator 540, 542, 544, 546, 548, planar linear-extension separator 560, ridges 570, 572 ) And a planar central portion 580.
  • the coplanar portions include planar linear-extension separator 532, planar circular separators 540, 542, 544, 546, 548, planar linear-extension separator 560, and planar center portion 580.
  • the ridge 430 is located between the outer edge 414 and the planar linear-extension separator 432.
  • the ridge 434 is also located between the planar linear-extended separator 432 and the planar linear-extended separator 560.
  • the planar circular separators 440, 442, 444, 446, and 448 are also located between the planar linear-extension separator 432 and the planar linear-extension separator 560.
  • the ridge 530 is located between the outer edge 414 and the planar linear-extension separator 532.
  • the ridge 534 is also located between the planar linear-extended separator 532 and the planar linear-extended separator 560.
  • the planar circular separators 540, 542, 544, 546, 548 are also located between the planar linear-extended separator 532 and the planar linear-extended separator 560.
  • the ridges 570, 572 and the planar center 580 are located proximate to the bent edge 56 of the heat exchanger 40.
  • the inlet port 52 is configured to allow fluid to flow into the inner region 51 of the heat exchanger 40.
  • the inlet port 52 includes a tubular portion 600 and a ring-shaped portion 601 that is coupled to the end of the tubular portion 600.
  • the ring shaped portion 601 is welded to the bent edge 56 through the opening 82.
  • the discharge port 54 is configured to allow fluid to flow from the inner region 51 of the heat exchanger 40.
  • the discharge port 54 has the same structure as the inlet port 52.
  • the ring shape of the outlet port 54 is welded to the bent edge 56 over the opening 84.
  • the bending device 950 may use the rectangular sheet portions () at the bent edge 56 of the rectangular sheet 50 so that opposite edges 112 and 114 of the rectangular sheet portions 70 and 72 are adjacent to each other.
  • the rectangular sheet 50 having 70 and 72 is bent.
  • the welding device 950 welds the outer edges of the rectangular sheet portions 70 and 72 so that an inner region 51 is formed between the rectangular sheet portions 70 and 72.
  • the bend edge 56 includes openings 82 and 84 extending therethrough.
  • the welding device 950 forms a weld seam 714 along outer edges of the rectangular sheet portions 70 and 72 located adjacent to each other.
  • the welding device 950 forms a weld seam 732 along the planar linear-extension separator 132, 432 located adjacent to each other.
  • the welding device 950 forms a weld seam 760 along the planar linear-extension separator 260, 560 located adjacent to each other.
  • the welding device 950 forms a weld seam 832 along the planar linear-extension separators 232, 532 located adjacent to each other.
  • the welding device 950 welds on the planar circular separators 140, 142, 144, 146, and 148, which are positioned adjacent to each other.
  • the welding device 950 welds on the planar circular separators 240, 242, 244, 246 and 248, which are positioned adjacent to each other.
  • step 904 the welding device 950 welds the inlet port 52 on the bent edge 56 at the opening 82.
  • step 906 the welding device 950 welds the discharge port 54 on the bent edge 56 at the opening 84.
  • fluid 960 flows through inlet port 542 in interior region 51 of heat exchanger 40.
  • the fluid flows along the flow path in the heat exchanger 40 and then out of the outlet port 54 of the heat exchanger 40.
  • Thermal energy is transferred from the sheet portions 70 and 72 to the battery cells 30 and 32.
  • heat energy in the seat portions 70, 72 is transferred to the fluid flowing through the heat exchanger 40. That is, when the fluid is discharged from the heat exchanger 40, heat energy from the battery cells 30, 32 is removed from the battery cell assembly 10.

Abstract

본 발명은 전지셀 어셈블리, 열 교환기, 및 열 교환기를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 열 교환기는 제 1 및 제 2 장방형 시트부들(rectangular-shaped sheet portions)이 서로 인접하게 위치하고 서로 평행하도록 장방형 시트(rectangular-shaped sheet)는 장방형 시트의 절곡 모서리(bent edge)에서 상호 결합된 제 1 및 제 2 장방형 시트부들을 포함한다. 내부 영역이 제 1 및 제 2 장방형 시트부들 사이에 형성되도록 제 1 및 제 2 장방형 시트부들의 외측 모서리들이 상호 결합되어 있다. 상기 절곡 모서리는 그것을 통해 연장되어 있는 제 1 및 제 2 개구를 포함하고 있다. 상기 열 교환기는 또한, 상기 제 1 개구에서 절곡 모서리 상에 위치되는 제 1 유입 포트(first inlet port)를 포함한다.

Description

전지셀 어셈블리, 열 교환기, 및 열 교환기를 제조하는 방법
본 출원은 전지셀 어셈블리, 열 교환기, 및 열 교환기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
열 교환기는 절곡 모서리를 밀봉하기 위해 용접 관절이 요구되었다. 그러나, 열 교환기가 장방형 시트를 절곡하기가 매우 어렵다.
열 교환기가, 절곡 모서리를 밀봉하기 위해 용접 관절이 요구하지 않는 절곡 모서리를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 열 교환기가 제공된다. 상기 열 교환기는 제 1 및 제 2 장방형 시트부들(rectangular-shaped sheet portions)이 서로 인접하게 위치하고 서로 평행하도록 장방형 시트(rectangular-shaped sheet)는 장방형 시트의 절곡 모서리(bent edge)에서 상호 결합된 제 1 및 제 2 장방형 시트부들을 포함한다. 내부 영역이 제 1 및 제 2 장방형 시트부들 사이에 형성되도록 제 1 및 제 2 장방형 시트부들의 외측 모서리들이 상호 결합되어 있다. 상기 절곡 모서리는 그것을 통해 연장되어 있는 제 1 및 제 2 개구를 포함하고 있다. 상기 열 교환기는 또한, 상기 제 1 개구에서 절곡 모서리 상에 위치되는 제 1 유입 포트(first inlet port)를 포함한다. 상기 열 교환기는 또한, 유체가 상기 제 1 유입 포트를 통해 내부 영역으로 흐른 다음 배출 포트를 통해 흐를 수 있도록, 제 2 배출 포트(second outlet port)가 상기 제 2 개구에서 절곡 모서리 상에 위치한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀 어셈블리가 제공된다. 상기 전지셀 어셈블리는 제 1 프레임 부재와 상기 제 1 프레임 부재와 결합되도록 구성된 제 2 프레임 부재를 포함한다. 상기 전지셀 어셈블리는 또한, 상기 제 1 및 제 2 프레임 부재들 사이에 위치하는 전지셀을 포함한다. 상기 전지셀 어셈블리는 또한, 상기 제 1 및 제 3 프레임 부재 사이에서 상기 전지셀에 인접하게 위치하는 열 교환기를 포함한다. 상기 열 교환기는 제 1 및 제 2 장방형 시트부들이 서로 인접하게 위치하고 서로 평행하도록 장방형 시트는 장방형 시트의 절곡 모서리에서 상호 결합된 제 1 및 제 2 장방형 시트부들을 포함하고 있다. 내부 영역이 제 1 및 제 2 장방형 시트부들 사이에 형성되도록 제 1 및 제 2 장방형 시트부들의 외측 모서리들이 상호 결합되어 있다. 상기 절곡 모서리는 그것을 통해 연장되어 있는 제 1 및 제 2 개구를 포함하고 있다. 상기 열 교환기는 또한, 제 1 유입 포트가 상기 제 1 개구에서 절곡 모서리 상에 위치된다. 상기 열 교환기는 또한, 유체가 상기 제 1 유입 포트를 통해 내부 영역으로 흐른 다음 배출 포트를 통해 흐를 수 있도록, 제 2 배출 포트가 상기 제 2 개구에서 절곡 모서리 상에 위치한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열 교환기를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 및 제 2 장방형 시트부들이 서로 인접하게 위치하도록, 절곡 장치를 이용하여, 장방형 시트의 절곡 모서리에서 제 1 및 제 2 장방형 시트부들을 가진 장방형의 시트를 절곡하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 내부 영역이 제 1 및 제 2 장방형 시트부들 사이에 형성되고, 절곡 모서리가 그것을 통해 연장된 제 1 및 제 2 개구를 포함하도록, 용접 장치를 이용하여, 제 1 및 제 2 장방형 시트부들의 외측 모서리들을 함께 용접하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 용접장치를 이용하여, 제 1 개구에서 절곡 모서리 상에 제 1 유입 포트를 용접하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 용접장치를 이용하여, 제 2 개구에서 절곡 모서리 상에 제 2 배출 포트를 용접하는 단계를 포함한다.
상기 열 교환기의 장점은 열 교환기가, 절곡 모서리를 밀봉하기 위해 용접 관절이 요구하지 않는 절곡 모서리를 사용하는 것이다. 더욱이, 열 교환기를 이용한 또 다른 장점은, 열 교환기가 장방형 시트를 단순하게 절곡하여 쉽게 제조되고, 상기 시트에 다수의 용접 관절을 형성하는 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지셀 어셈블리에 이용되는 열 교환기의 사시도이다;
도 3은 도 2의 열 교환기 구성에 이용되는 장방형 시트의 사시도이다;
도 4는 다른 방향으로 절곡되는 제 1 및 제 2 장방형 시트부를 도시한 측면도이다;
도 5는 도 2의 열 교환기 일부의 횡단면도이다;
도 6은 도 3의 장방형 시트부의 횡단면도이다;
도 7은 도 3의 또 다른 장방형 시트부의 횡단면도이다;
도 8은 도 1의 전지셀 어셈블리가 이용된 유입구의 모식도이다;
도 9는 도 1의 전지셀 어셈블리의 일부 모식도이다;
도 10은 도 1의 전지셀 어셈블리 일부의 횡단면도이다;
도 11은 도 1의 전지셀 어셈블리의 상면도이다;
도 12는 도 2의 열 교환기를 제조하기 위한 방법의 흐름도이다;
도 13은 도 2의 열 교환기를 제조하기 위한 시스템의 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리(10)가 도시되어 있다. 상기 전지셀 어셈블리(10)는 차량의 주요한 드라이브 트레인 또는 차량의 보조 드라이브 트레인 중 하나에 전력을 제공하도록 구성되어 있다. 상기 전지셀 어셈블리(10)는 프레임 부재들(20, 22), 전지셀들(30, 32) 및 열 교환기(40)를 포함한다.
상기 프레임 부재들(20, 22)은 전지셀들(30, 32) 및 열 교환기(40)의 사이에서 유지하기 위해 상호 결합되도록 구성되어 있다. 하나의 실시예에 따르면, 상기 프레임 부재들(20, 22)은 플라스틱과 장방형으로 구성되어 있다.
상기 전지셀들(30, 32)은 각각 제 1 및 제 2 출력 전압을 생성하기 위해 구성된다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 전지셀들(30, 32)은 장방형의 파우치 형상의 리튬 이온 전지셀들이다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 전지셀들이 사용될 수 있다.
도 2, 3 및 5를 참조하면, 상기 열 교환기(40)는 전지셀들(30, 32)에서 열 에너지를 추출하는 열 교환기(40)를 통해 흐르는 냉각수 또는 유체를 수령하도록 구성되어 있다. 하나의 실시예에 따르면, 상기 열 교환기(40)는 상기 전지셀들(30, 32) 사이에 배치된다. 상기 열 교환기(40)는 장방형 시트(50), 유입 포트(52) 및 배출 포트(54)를 포함한다.
상기 장방형 시트(50)는 그 안에 유체를 수령하도록 내부 영역(51)을 나타내기 위해 그 자체가 절곡된다. 하나의 실시예에 따르면, 상기 장방형 시트(50)는 알루미늄으로 이루어져 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 장방형 시트(50)는 스테인레스 스틸로 이루어져 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 물질들은 시트(50)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 상기 장방형 시트(50)는 장방형 시트부(70, 72)를 포함한다. 상기 장방형 시트(50)는 상호 통합되고, 상기 시트부들(70, 72)이 서로 인접하게 위치하고 서로 평행하도록 장방형 시트(50)는 장방형 시트(50)의 절곡 모서리(56)에서 상호 결합된 장방형 시트부들(70, 72)을 포함한다. 내부 영역(51)이 장방형 시트부들(70, 72) 사이에 형성되도록 상기 장방형 시트부들(70, 72)의 외측 모서리들이 상호 결합되어 있다. 상기 절곡 모서리(56)는 그것을 통해 연장되어 있는 개구들(82, 84)을 포함한다.
도 2, 3, 및 도 내지 7을 참조하면, 상기 장방형 시트부(70)는 제 1 외주변 평면 시트부(100), 내부 시트부(102) 및 외측 모서리들(110, 112, 114)을 포함한다. 상기 내부 시트부(102)는 외측 모서리들(110, 112, 114)와 절곡 모서리(56)에 의해 둘러 쌓여 있으며, 적어도 부분적으로 열 교환기(40)를 통해 흐르는 유체의 유동 경로를 형성하도록 구성된다.
상기 내부 시트부(102)는 융기부(130), 평면 선형-연장 분리부(132), 융기부(132), 평면 선형-연장 분리부(132), 평면 원형 분리부(140, 142, 144, 146, 148), 융기부(230), 평면 선형-연장 분리부(232), 융기부(234), 평면 원형 분리부(240, 242, 244, 246, 248), 평면 선형-연장 분리부(260), 융기부들(270, 272) 및 평면 중앙부(280)를 포함한다. 공동 평면부들은 평면 선형-연장 분리부(132), 평면 원형 분리부(140, 142, 144, 146, 148), 평면 선형-연장 분리부(232), 평면 원형 분리부(240, 242, 244, 246, 248), 평면 선형-연장 분리부(260), 및 평면 중앙부(280)를 포함한다.
상기 융기부(130)는 외측 모서리(114) 및 평면 선형-연장 분리부(132) 사이에 위치된다. 또한, 상기 융기부(134)는 평면 선형-연장 분리부(132) 및 평면 선형-연장 분리부(260) 사이에 위치된다. 상기 평면 원형 분리부(140, 142, 144, 146, 148)는 또한, 평면 선형-연장 분리부(132)와 평면 선형-연장 분리부(260) 사이에 위치된다.
상기 융기부(230)는 외측 모서리(110)와 평면 선형-연장 분리부(232) 사이에 위치된다. 또한, 상기 융기부(234)는 평면 선형-연장 분리부(232)와 평면 선형-연장 분리부(260) 사이에 위치된다. 상기 평면 원형 분리부(240, 242, 244, 246, 248)는 또한, 평면 선형-연장 분리부(232)와 평면 선형-연장 분리부(260) 사이에 위치된다. 마지막으로, 상기 융기부들(270, 272)과 상기 평면 중앙부(280)는 상기 열 교환기(40)의 절곡 모서리(56)에 근접하여 위치된다.
상기 장방형 시트부(72)는 외주변 평면 시트부(400), 내부 시트부(402), 및 외측 모서리들(410, 412, 414)을 포함한다. 상기 내부 시트부(402)는 외측 모서리들(410, 412, 414)와 절곡 모서리(56)에 의해 둘러 쌓여 있고, 적어도 부분적으로 열 교환기(40)를 통해 흐르는 유체의 유동 경로를 형성하도록 구성된다.
상기 내부 시트부(402)는 융기부(430), 평면 선형-연장 분리부(432), 융기부(434), 평면 원형 분리부(440, 442, 444, 446, 448), 융기부(530), 평면 선형-연장 분리부(532), 융기부(534), 평면 원형 분리부(540, 542, 544, 546, 548), 평면 선형-연장 분리부(560), 융기부들(570, 572) 및 평면 중앙부(580)를 포함한다. 공동 평면부들은 평면 선형-연장 분리부(532), 평면 원형 분리부(540, 542, 544, 546, 548), 평면 선형-연장 분리부(560), 및 평면 중앙부(580)를 포함한다.
상기 융기부(430)는 외측 모서리(414) 및 평면 선형-연장 분리부(432) 사이에 위치된다. 또한, 상기 융기부(434)는 평면 선형-연장 분리부(432) 및 평면 선형-연장 분리부(560) 사이에 위치된다. 상기 평면 원형 분리부(440, 442, 444, 446, 448)는 또한, 평면 선형-연장 분리부(432)와 평면 선형-연장 분리부(560) 사이에 위치된다.
상기 융기부(530)는 외측 모서리(414)와 평면 선형-연장 분리부(532) 사이에 위치된다. 또한, 상기 융기부(534)는 평면 선형-연장 분리부(532)와 평면 선형-연장 분리부(560) 사이에 위치된다. 상기 평면 원형 분리부(540, 542, 544, 546, 548)는 또한, 평면 선형-연장 분리부(532)와 평면 선형-연장 분리부(560) 사이에 위치된다. 마지막으로, 상기 융기부들(570, 572)과 상기 평면 중앙부(580)는 상기 열 교환기(40)의 절곡 모서리(56)에 근접하여 위치된다.
도 10을 참조하면, 상기 유입 포트(52)는 열 교환기(40)의 내부 영역(51)으로 유체가 흐르도록 구성되어 있다. 상기 유입 포트(52)는 관상부(600) 및 상기 관상부(600)의 단부와 결합되는 링 형상부(601)를 포함한다. 상기 링 형상부(601)는 상기 개구(82)를 통해 절곡 모서리(56)에 용접된다.
상기 배출 포트(54)는 열 교환기(40)의 내부 영역(51)으로부터 유체가 흐르도록 구성되어 있다. 상기 배출 포트(54)는 상기 유입 포트(52)와 동일한 구조이다. 상기 배출 포트(54)의 링 형상은 상기 개구(84) 위에 절곡 모서리(56)에 용접된다.
도 8 내지 10 및 12 내지 13을 참조하면, 제조 시스템(949)를 이용한 상기 열 교환기(40)를 제조하는 방법의 흐름도가 하기에 설명될 것이다.
900 단계에서, 절곡 장치(950)는 장방형 시트부들(70, 72)의 반대 모서리들(112, 114)이 서로 인접하게 위치하도록, 장방형 시트(50)의 절곡 모서리(56)에서 장방형 시트부들(70, 72)을 가진 장방형의 시트(50)를 절곡한다.
902 단계에서, 상기 용접 장치(950)는 내부 영역(51)이 장방형 시트부들(70, 72) 사이에 형성되도록, 상기 장방형 시트부들(70, 72)의 외측 모서리부를 용접한다. 상기 절곡 모서리(56)는 그것을 통해 연장되어 있는 개구들(82, 84)을 포함한다. 특히, 도 11을 참조하면, 상기 용접 장치(950)는 상호 인접하게 위치하는 상기 장방형 시트부들(70, 72)의 외측 모서리부들을 따라 용접 이음부(714)를 형성한다. 또한, 상기 용접 장치(950)는 상호 인접하게 위치하는 상기 평면 선형-연장 분리부(132, 432)를 따라 용접 이음부(732)를 형성한다. 또한, 상기 용접 장치(950)는 상호 인접하게 위치하는 상기 평면 선형-연장 분리부(260, 560)를 따라 용접 이음부(760)를 형성한다. 또한, 상기 용접 장치(950)는 상호 인접하게 위치하는 상기 평면 선형-연장 분리부(232, 532)를 따라 용접 이음부(832)를 형성한다. 또한, 상기 용접 장치(950)는 상기 평면 원형 분리부(440, 442, 444, 446, 448) 각각을 상호 인접하게 위치하는 상기 평면 원형 분리부(140, 142, 144, 146, 148) 위에서 용접 이음부들(740, 742, 744, 746, 748)을 형성한다. 또한, 상기 용접 장치(950)는 상기 평면 원형 분리부(540, 542, 544, 546, 548) 각각을 상호 인접하게 위치하는 상기 평면 원형 분리부(240, 242, 244, 246, 248) 위에서 용접 이음부들(840, 842, 844, 846, 848)을 형성한다.
904 단계에서, 상기 용접 장치(950)는 상기 개구(82)에서 절곡 모서리(56) 상에 유입 포트(52)를 용접한다.
906 단계에서, 상기 용접 장치(950)는 상기 개구(84)에서 절곡 모서리(56) 상에 배출 포트(54)를 용접한다.
도 11을 참조하면, 상기 열 교환기(40)의 작동은 하기에 설명될 것이다. 보는 바와 같이, 유체(960)는 열 교환기(40)의 내부 영역(51)에서 유입 포트(542)를 통하여 흐른다. 상기 유체는 열 교환기(40) 내에서 유동 경로를 따라 흐른 후, 열 교환기(40)의 배출 포트(54) 밖으로 흐른다. 열 에너지는 각각의 시트부들(70, 72)에서 전지셀들(30, 32)로 전달된다. 또한, 시트부들(70, 72)에 있는 열 에너지는 열 교환기(40)를 통해 흐르는 유체에 전달된다. 즉, 상기 유체가 열 교환기(40)에서 배출될 때, 전지셀들(30, 32)로부터 열 에너지는 전지셀 어셈블리(10)로부터 제거된다.
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.

Claims (9)

  1. 제 1 및 제 2 장방형 시트부들(rectangular-shaped sheet portions)이 서로 인접하게 위치하고 서로 평행하도록 장방형 시트(rectangular-shaped sheet)는 장방형 시트의 절곡 모서리(bent edge)에서 상호 결합된 제 1 및 제 2 장방형 시트부들을 포함하고 있고, 내부 영역이 제 1 및 제 2 장방형 시트부들 사이에 형성되도록 제 1 및 제 2 장방형 시트부들의 외측 모서리들이 상호 결합되어 있으며, 상기 절곡 모서리는 그것을 통해 연장되어 있는 제 1 및 제 2 개구를 포함하고 있고;
    제 1 유입 포트(first inlet port)가 상기 제 1 개구에서 절곡 모서리 상에 위치되며; 및
    유체가 상기 제 1 유입 포트를 통해 내부 영역으로 흐른 다음 배출 포트를 통해 흐를 수 있도록, 제 2 배출 포트(second outlet port)가 상기 제 2 개구에서 절곡 모서리 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 장방형 시트부는 제 1 외주변 평면 시트부(first outer peripheral flat sheet portion), 제 1 내부 시트부(first interior sheet portion), 및 제 1, 제 2 및 제 3 외측 모서리들(first, second, and third outer edges)을 포함하고 있고;
    상기 제 1 외주변 평면 시트부는 상기 제 1 장방형 시트부의 제 1, 2, 및 3 외측 모서리에 인접하게 위치하며; 및
    상기 제 1 내부 시트부는 제 1 외주변 평면 시트부와 절곡 모서리에 의해 둘러 쌓여 있으며, 적어도 제 1 내부 시트부의 제 1 부위(first portion)는 제 1 외주변 평면 시트부로부터 외측으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 장방형 시트부는 제 2 외주변 평면 시트부, 제 2 내부 시트부, 및 제 1, 제 2 및 제 3 외측 모서리를 포함하고 있고;
    상기 제 2 외주변 평면 시트부는 상기 제 2 장방형 시트부의 제 1, 2, 및 3 외측 모서리에 인접하게 위치하며;
    상기 제 2 내부 시트부는 제 2 외주변 평면 시트부와 절곡 모서리에 의해 둘러 쌓여 있으며, 적어도 제 2 내부 시트부의 제 2 부위는 제 2 외주변 평면 시트부로부터 외측으로 연장되어 있고; 및
    제 2 외주변 평면 시트부는 제 1 외주면 시트부에 인접하여 위치하고, 제 1 외주변 평면 시트부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 내부 시트부는 절곡 모서리로부터 제 1 장방형 시트부의 제 2 모서리 쪽으로 연장된 제 1 외주변 평면 시트부와 실질적으로 공동 평면(co-planar)인 제 3 부위를 포함하고; 및
    제 2 내부 시트부는 절곡 모서리로부터 제 2 장방형 시트부의 제 2 모서리 쪽으로 연장된 제 2 외주변 평면 시트부와 실질적으로 공동 평면인 제 4 부위를 포함하며, 상기 내부 영역이 적어도 부분적으로 제 3 부위와 제 4 부위에 의해 분할되도록, 상기 제 1 내부 시트부의 제 3 부위는 제 2 내부 시트부의 제 4 부위와 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 부위들은 선형으로 연장된 부위들인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 부위들은 원형 형상의 부위들인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 장방형 시트는 적어도 알루미늄 및 스테인리스 스틸로 이루어진 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  8. 제 1 프레임 부재;
    상기 제 1 프레임 부재와 결합되도록 구성된 제 2 프레임 부재;
    상기 제 1 및 제 2 프레임 부재들 사이에 위치하는 전지셀; 및
    상기 제 1 및 제 3 프레임 부재 사이에서 상기 전지셀에 인접하게 위치하는 열 교환기를 포함하고 있으며,
    상기 열 교환기는 제 1 및 제 2 장방형 시트부들이 서로 인접하게 위치하고 서로 평행하도록 장방형 시트는 장방형 시트의 절곡 모서리에서 상호 결합된 제 1 및 제 2 장방형 시트부들을 포함하고 있고, 내부 영역이 제 1 및 제 2 장방형 시트부들 사이에 형성되도록 제 1 및 제 2 장방형 시트부들의 외측 모서리들이 상호 결합되어 있으며, 상기 절곡 모서리는 그것을 통해 연장되어 있는 제 1 및 제 2 개구를 포함하고 있고,
    상기 열 교환기는 또한, 제 1 유입 포트가 상기 제 1 개구에서 절곡 모서리 상에 위치되며,
    상기 열 교환기는 또한, 유체가 상기 제 1 유입 포트를 통해 내부 영역으로 흐른 다음 배출 포트를 통해 흐를 수 있도록, 제 2 배출 포트가 상기 제 2 개구에서 절곡 모서리 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
  9. 열 교환기를 제조하는 방법으로서,
    제 1 및 제 2 장방형 시트부들이 서로 인접하게 위치하도록, 절곡 장치를 이용하여, 장방형 시트의 절곡 모서리에서 제 1 및 제 2 장방형 시트부들을 가진 장방형의 시트를 절곡하는 단계;
    내부 영역이 제 1 및 제 2 장방형 시트부들 사이에 형성되고, 절곡 모서리가 그것을 통해 연장된 제 1 및 제 2 개구를 포함하도록, 용접 장치를 이용하여, 제 1 및 제 2 장방형 시트부들의 외측 모서리들을 함께 용접하는 단계;
    상기 용접장치를 이용하여, 제 1 개구에서 절곡 모서리 상에 제 1 유입 포트를 용접하는 단계; 및
    상기 용접장치를 이용하여, 제 2 개구에서 절곡 모서리 상에 제 2 배출 포트를 용접하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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