特許 6019212 電池システム及びその冷却方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6019212

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】電池システム及びその冷却方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6569 20140101AFI20161020BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 10/633 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20161020BHJP

   H01M 10/6552 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20161020BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/6569

   H01M10/613

   H01M10/625

   H01M10/633

   H01M10/6568

   H01M10/6551

   H01M10/647

   H01M2/10 S

   H01M2/10 E

   H01M10/6552

   H01M10/6554

   H01M10/48 301

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-501604(P2015-501604)

(86)(22)【出願日】2013年3月28日

(65)【公表番号】特表2015-515093(P2015-515093A)

(43)【公表日】2015年5月21日

(86)【国際出願番号】KR2013002597

(87)【国際公開番号】WO2013147531

(87)【国際公開日】20131003

【審査請求日】2014年9月19日

(31)【優先権主張番号】13/433,649

(32)【優先日】2012年3月29日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・ジェイ・ガダウスキー

(72)【発明者】

【氏名】サティシュ・ケトカー

(72)【発明者】

【氏名】マイケル・ニールソン

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１８９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２３７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３８６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１５０９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／６０ − １０／６６７

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導管を含む蒸発式冷却部材と、
電池セル、ハウジング及び固体冷却フィンを含む電池モジュールであって、前記ハウジングは電池セルを収容するように構成されており、前記固体冷却フィンは第１及び第２パネル部を有しており、前記第１パネル部は、前記電池セルに対向して位置し、前記第２パネル部は、前記ハウジングを通じて延びており、前記蒸発式冷却部材上に位置しており、前記固体冷却フィンは、前記電池セルから前記蒸発式冷却部材に熱エネルギーを伝導するように構成されている電池モジュールと、
前記蒸発式冷却部材及び前記電池モジュールを収容するように構成され、下端密封部位を有する外装部材と、
前記下端密封部位と前記蒸発式冷却部材の第１の面との間に位置し、これらと接触する絶縁層と、
を含んでおり、
前記蒸発式冷却部材は、ガス体の液体冷媒を前記導管の内部に収容し、前記固体冷却フィンから収容された熱エネルギーを用いて、ガス体の液体冷媒をガス冷媒に転移するように構成され、
前記外装部材が、前記下端密封部位に結合される第１及び第２内壁と、第１及び第２上端密封部位とを有し、
前記第１上端密封部位は、前記第１及び第２内壁と前記下端密封部位とに連結されて、第１密封部位を設定し、前記電池モジュールは、前記第１密封部位内に位置している、電池システム。

【請求項2】

前記蒸発式冷却部材は、プレート部及び導管を含んでおり、前記プレート部は、第１及び第２の面を有しており、前記第１の面から前記プレート部内に延びたチャネルをさらに備えており、前記導管は、チャネルに位置し、前記プレート部に熱的に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池システム。

【請求項3】

前記チャネルは蛇行チャネルであり、前記導管は蛇行導管であることを特徴とする、請求項２に記載の電池システム。

【請求項4】

前記プレート部はアルミニウムからなり、前記導管は銅からなることを特徴とする、請求項２に記載の電池システム。

【請求項5】

前記第１密封部位は気密の密封部位であることを特徴とする、請求項１に記載の電池システム。

【請求項6】

前記第２上端密封部位は、前記第１内壁と前記下端密封部位に連結されて、圧縮機及び凝縮器を収容するための第２密封部位を設定することを特徴とする、請求項１に記載の電池システム。

【請求項7】

前記電池システムは、
前記蒸発式冷却部材に流動的に連結されており、ガス冷媒を凝縮器にポンピングするように構成された圧縮機と、
前記圧縮機及び前記蒸発式冷却部材に流動的に連結されており、前記圧縮機からガス冷媒を受け取るように構成された凝縮器とをさらに含んでおり、
前記凝縮器は、ガス冷媒から熱エネルギーを抽出することによって、ガス冷媒を液体冷媒に転移するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池システム。

【請求項8】

前記電池システムは、前記凝縮器と前記蒸発式冷却部材との間に連結されている膨張弁をさらに含んでおり、前記膨張弁は、前記凝縮器から液体冷媒を受け取り、液体冷媒がガス体液体冷媒に転移するように液体冷媒の圧力水準を降下し、前記ガス体液体冷媒は、前記膨張弁から前記蒸発式冷却部材に流れることを特徴とする、請求項７に記載の電池システム。

【請求項9】

前記電池システムは、
１番目に、電池モジュールの第１温度を示す第１信号を発生させるように構成された温度センサと、
前記温度センサに作動可能に連結されており、前記第１信号に対応して、前記圧縮機が第１作動速度で作動するように誘導する第２信号を発生させるように構成されたマイクロプロセッサとをさらに含んでおり、
前記温度センサは、２番目に、前記電池モジュールの前記第１温度よりも高い第２温度を示す第３信号を発生させるように構成されており、
前記マイクロプロセッサは、前記第２信号に対応して、前記圧縮機が前記第１作動速度よりも速い第２作動速度で作動するように誘導する第４信号を発生させるように構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の電池システム。

【請求項10】

電池セル、ハウジング及び固体冷却フィンを含む電池モジュール及び蒸発式冷却部材を含む電池システムであって、前記電池モジュールは、ハウジング、電池セル及び固体冷却フィンを有しており、前記蒸発式冷却部材は導管を含んでおり、前記固体冷却フィンは第１及び第２パネル部を有しており、前記第１パネル部は、前記電池セルに対向して位置し、第２パネル部は、前記ハウジングを通じて延びており、前記蒸発式冷却部材上に位置しており、
前記電池システムはさらに、前記蒸発式冷却部材及び前記電池モジュールを収容するための外装部材を含み、前記外装部材は下端密封部位を有しており、前記電池システムは、前記下端密封部位と前記蒸発式冷却部材の第１の面との間に位置し、これらと接触する絶縁層をさらに含んでいる、電池システムを冷却する方法であって、
ガス体液体冷媒を前記蒸発式冷却部材の前記導管に収容するステップと、
前記固体冷却フィンを用いて、前記電池セルから蒸発式冷却部材に熱エネルギーを伝導して、電池モジュールを冷却するステップと、
固体冷却フィンから前記蒸発式冷却部材によって収容された熱エネルギーを用いて、前記蒸発式冷却部材内のガス体の液体冷媒をガス冷媒に転移するステップとを含み、
前記外装部材が、前記下端密封部位に結合される第１及び第２内壁と、第１及び第２上端密封部位とを有し、
前記第１上端密封部位は、前記第１及び第２内壁と前記下端密封部位とに連結されて、第１密封部位を設定し、前記電池モジュールは、前記第１密封部位内に位置していることを特徴とする、方法。

【請求項11】

前記電池システムは、前記蒸発式冷却部材に流動的に連結された圧縮機、前記圧縮機と前記蒸発式冷却部材に流動的に連結された凝縮器、マイクロプロセッサ、及び温度センサをさらに含み、
前記温度センサを用いて、１番目に、前記電池セルの第１温度を示す第１信号を発生させるステップと、
前記マイクロプロセッサを用いて、前記第１信号に対応して、前記圧縮機が第１作動速度で作動するように誘導する第２信号を発生させるステップと、
前記温度センサを用いて、２番目に、前記電池モジュールの前記第１温度よりも高い第２温度を示す第３信号を発生させるステップと、
前記マイクロプロセッサを用いて、前記第２信号に対応して、前記圧縮機が前記第１作動速度よりも速い第２作動速度で作動するように誘導する第４信号を発生させるステップとを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電池システムの冷却方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池システム及びその冷却方法に係り、より詳細には、導管を含む蒸発式冷却部材と；電池セル、ハウジング及び固体冷却フィンを含む電池モジュールであって、前記ハウジングは電池セルを収容するように構成されており、前記固体冷却フィンは第１及び第２パネル部を有しており、前記第１パネル部は電池セルに対向して位置し、前記第２パネル部はハウジングを通じて延びており、蒸発式冷却部材上に位置しており、前記固体冷却フィンは、電池セルから蒸発式冷却部材に熱エネルギーを伝導するように構成されている電池モジュールと；を含んでおり、前記蒸発式冷却部材は、ガス体の液体冷媒を導管の内部に収容し、固体冷却フィンから収容された熱エネルギーを用いて、ガス体の液体冷媒をガス冷媒に転移するように構成されている電池システム、及びその冷却方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電池システムを構成する電池は充放電過程で発熱をもたらし、このような熱が除去されずに蓄積される場合には、電池が劣化して性能の低下が発生し、安全性の面でも深刻な問題を誘発することがある。

【0003】

これによって、電池システムには必ず冷却が要求されるが、従来の電池システムは、所望の水準の冷却を達成できていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、本出願の発明者らは、向上した電池システム及びその冷却方法に対する必要性を認識した。

【0005】

本出願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、後述するような特定の構造の蒸発式冷却部材及び電池モジュールで構成された電池システムを開発するに至った。このような電池システムは、所望の水準の冷却を達成できることを見出した。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一つの例示的な実施例に係る電池システムを提供する。前記電池システムは、導管を含んでいる蒸発式冷却部材を含んでいる。前記電池システムは、ハウジング、電池セル及び固体冷却フィンを有する電池モジュールをさらに含んでいる。前記ハウジングは、電池セルを収容するように構成されている。前記固体冷却フィンは第１及び第２パネル部を有している。前記第１パネル部は、電池セルに対向して位置している。前記第２パネル部は、ハウジングを通じて延びており、蒸発式冷却部材上に位置している。前記固体冷却フィンは、電池セルから蒸発式冷却部材に熱エネルギーを伝導するように構成されている。前記蒸発式冷却部材は、ガス体の液体冷媒を導管の内部に収容し、固体冷却フィンから収容された熱エネルギーを用いて、ガス体の液体冷媒をガス冷媒に転移するように構成されている。

【0007】

一つの例示的な実施例に係る電池システムの冷却方法を提供する。前記電池システムは、電池モジュール及び蒸発式冷却部材を含んでいる。前記電池モジュールは、ハウジング、電池セル、及び固体冷却フィンを有している。前記蒸発式冷却部材は導管を含んでいる。前記固体冷却フィンは第１及び第２パネル部を有している。前記第１パネル部は、電池セルに対向して位置している。前記第２パネル部は、ハウジングを通じて延びており、蒸発式冷却部材上に位置している。前記電池システムの冷却方法は、ガス体液体冷媒を蒸発式冷却部材の導管の内部に装着する過程を含んでいる。前記方法は、電池モジュールを冷却するために、固体冷却フィンを用いて、電池セルから蒸発式冷却部材に熱エネルギーを伝導する過程をさらに含んでいる。前記方法は、固体冷却フィンから蒸発式冷却部材によって収容された熱エネルギーを用いて、蒸発式冷却部材内のガス体の液体冷媒をガス冷媒に転移する過程をさらに含んでいる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例に係る電池システムのブロック図である。

【図2】図１の電池システムに使用される外装部材の模式図である。

【図3】図１の電池システムの一部の模式図である。

【図4】図１の電池システムの一部の拡大模式図である。

【図5】図１の電池システムの一部の断面模式図である。

【図6】図１の電池システムの一部の拡大断面模式図である。

【図7】図１の電池システムの一部の他の拡大断面模式図である。

【図8】図１の電池システムの一部の模式図である。

【図9】図１の電池システムの一部の更に他の模式図である。

【図10】図１の電池システムの一部の更に他の模式図である。

【図11】図１の電池システムの一部の断面模式図である。

【図12】本発明の他の実施例に係る図１の電池システムを冷却するための方法のフローチャートである。

【図13】本発明の他の実施例に係る図１の電池システムを冷却するための方法のフローチャートである。

【図14】本発明の他の実施例に係る図１の電池システムを冷却するための方法のフローチャートである。

【図15】図１の電池システムに使用される圧縮機と関連する作動曲線のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１乃至図６を参照すると、本発明の実施例に係る電力を生産するための電池システム１０が示されている。電池システム１０は、圧縮機２２、凝縮器２３、膨張弁２４、蒸発式冷却部材２６、絶縁層２８、電池モジュール４０，４２，４４，４６，４８，４９、導管５０，５１，５２，５３、温度センサ６０、固体冷却フィン７０，７１、マイクロプロセッサ８０及び外装部材９０を含んでいる。電池システム１０の長所は、以下に詳細に説明するように、システム１０が電池モジュール４０〜４９を冷却するために蒸発式冷却部材２６を使用することである。

【0010】

理解の目的で、“冷媒”という用語は、熱循環過程で液体とガスとの間に可逆的に転移することができる物質に対応する。例示的な冷媒はＲ−１１、Ｒ−１２、Ｒ−２２、Ｒ−１３４Ａ、Ｒ−４０７Ｃ及びＲ−４１０Ａを含む。また、“ガス体液体冷媒”という用語は、ガス及び液体の混合物を含む冷媒に対応する。

【0011】

圧縮機２２は、マイクロプロセッサ８０の制御信号に対応して、ガス冷媒９１を導管５１を介して凝縮器２３へポンピングし、圧縮するように構成されている。図示のように、導管５１は、圧縮機２２と凝縮器２３との間に流動的に連結されている。

【0012】

凝縮器２３は、導管５１を経由して、圧縮機２２からガス冷媒９１を受け取って、ガス冷媒９１から熱エネルギーを抽出することによって、ガス冷媒９１を液体冷媒９２に転移させるために提供される。図示のように、導管５２は、凝縮器２３と膨張弁２４との間に流動的に連結されている。液体冷媒９２は、凝縮器２３を抜け出た後、導管５２を介して膨張弁２４へさらにポンピングされる。

【0013】

膨張弁２４は、導管５２，５３を経由して、凝縮器２３と蒸発式冷却部材２６との間に流動的に連結されている。膨張弁２４は、凝縮器２３から液体冷媒９２を受け取り、液体冷媒９２がガス体液体冷媒９３に転移するように液体冷媒９２の圧力水準を降下するように構成されている。ガス体液体冷媒９３は、導管５３を経由して、膨張弁２４から蒸発式冷却部材２６の導管１１０に流れるようになる。

【0014】

図１、図５及び図７乃至図１１を参照すると、蒸発式冷却部材２６は、ガス体の液体冷媒９３を収容し、電池モジュール４０〜４９内の固体冷却フィン２３０〜２４４から収容された熱エネルギーを用いて、ガス体液体冷媒９３をガス冷媒９１に転移するように構成されている。結果的に、蒸発式冷却部材２６は、電池モジュール４０〜４９から蒸発式冷却部材２６に熱エネルギーを伝導する固体冷却フィン２３０〜２４４を通じて電池モジュール４０〜４９を冷却する。蒸発式冷却部材２６はプレート部１００及び導管１１０を含んでいる。プレート部１００は第１の面１２０及び第２の面１２２を有している。プレート部１００は、第１の面１２０からプレート部１００内に延びているチャネル１２３をさらに備えている（図１１参照）。導管１１は、チャネル１２３内に位置し、プレート部１００に熱的に連結されている。一つの実施例において、チャネル１２３は蛇行チャネルであり、導管１１０は蛇行導管である。導管１００は、圧縮機２２にさらに流動的に連結されている導管５０に流動的に連結されている。作動中に、蒸発式冷却部材２６からのガス冷媒９１は、導管５０を介して圧縮機２２に流れる。一つの実施例において、プレート部１００はアルミニウムからなり、導管１１０は銅からなっている。他の実施例において、プレート部１００及び導管１１０は、当業界で公知の他の熱伝導性素材からなってもよいことは勿論である。図示のように、蒸発式冷却部材２６は絶縁層２８上に位置している。絶縁層２８は、下端密封部位３５０上に位置しており、蒸発式冷却部材２６を支持する。絶縁層２８は、下端密封部３５０から蒸発式冷却部材２６を熱的に断熱する。

【0015】

図５乃至図７を参照すると、電池モジュール４０，４２，４４，４６，４８，４９は、電気自動車またはハイブリッド自動車に対して作動電圧を生成するために提供される。一つの実施例において、電池モジュール４０〜４９は互いに直列に接続されている。電池モジュール４０〜４９の各構造は互いに同一である。したがって、簡素化の目的で、電池モジュール４０の構造のみを、以下にさらに詳細に説明する。電池モジュール４０は、電池セル１８０，１８２，１８４，１８６，１８８，１９０，１９２，１９６，１９８，２００，２０２，２０４，２０６，２０８、固体冷却フィン２３０，２３２，２３４，２３６，２３８，２４０，２４２，２４４、及びハウジング２７０を含んでいる。

【0016】

電池モジュール４０のそれぞれの電池セル１８０〜２０８は同じ構造を有するので、電池セル１８０の構造のみをより詳細に説明する。図示のように、電池セル１８０は、ボディー部２７１と、第１及び第２電極（図示せず）を含んでいる。ボディー部２７１は全般的に長方形であり、第１及び第２電極はボディー部２７１の上部から延びている。一つの実施例において、それぞれの電池セル１８０〜２０８は、リチウム−イオン電池セルまたはニッケル金属ハイブリッド電池セルであってもよい。勿論、当業界で公知の他の形態の電池セルが使用されてもよい。

【0017】

電池モジュール４０内の固体冷却フィン２３０〜２４４は、電池セル１８０〜２０８から蒸発式冷却部材２６に熱エネルギーを伝導するために提供される。それぞれの固体冷却フィン２３０〜２４０の構造は互いに同一である。したがって、固体冷却フィン２３０の構造のみを、以下にさらに詳細に説明する。固体冷却フィン２３０は、第１パネル部２８０及び第２パネル部２８２を含んでいる。第１パネル部２８０は、全般的に長方形の構造であり、電池セル１８０，１８２の隣接した長方形の表面に対向して位置するように形成されている。第１パネル部２８０は、電池セル１８０の全ての隣接した長方形の表面を覆い、電池セル１８２の全ての隣接した長方形の表面を覆うように十分な大きさを有している。作動中に、第１パネル部２８０は、電池セル１８０，１８２から第２パネル部２８２に熱エネルギーを伝導する。第２パネル部２８２は、第１パネル部２８０に実質的に垂直な第１パネル部２８０から延びている。第２パネル部２８２は、蒸発式冷却部材２６のプレート部１００の第２の面１２２上に位置している。作動中に、第２パネル部２８２は、電池セル１８０，１８２の第１パネル部２８０から蒸発式冷却部材２６のプレート部１００に熱エネルギーを伝導する。一つの実施例において、固体冷却フィン２３０〜２４４は黒鉛からなっている。他の実施例において、固体冷却フィン２３０〜２４４は、アルミニウム、銅、またはこれらの組み合わせのような他の熱伝導性物質からなることができる。

【0018】

電池モジュール４０のハウジング２７０が、電池セル１８０〜２０８及び固体冷却フィン２３０〜２４４の第１パネル部２８０を収容するために提供される。固体冷却フィン２３０〜２４４の第２パネル部２８２はハウジング２７０から延びており、蒸発式冷却部材２６上に位置している。ハウジング２７０は、互いに固定結合されているハウジング部３００，３０２，３０４，３０６，３０８，３１０，３１２からなっている。一つの実施例において、ハウジング部３００〜３１２はプラスチックからなっている。勿論、当業界で公知の他の素材がハウジング部３００〜３１２を形成するために使用されてもよい。

【0019】

図１を参照すると、温度センサ６０は、マイクロプロセッサ８０によって受信される電池モジュール４０〜４９のうち少なくとも一つの温度レベルを示す信号を発生させるために提供される。

【0020】

凝縮器ファン７０，７１が、マイクロプロセッサ８０からの制御信号に応答して、凝縮器２３を冷却するために凝縮器２３を通る空気を送風するために提供される。図示のように、凝縮器ファン７０，７１は凝縮器２３の近くに位置している。

【0021】

マイクロプロセッサ８０が、電池システム１０の作動を制御するために提供される。特に、マイクロプロセッサ８０は、以下にさらに詳細に説明するように、温度センサ６０の信号に応答して、凝縮器ファン７０，７１及び圧縮機２２の作動を制御するための制御信号を発生させるように構成されている。マイクロチップ８０は、ソフトウェア命令及び後述する方法を実行するための関連データを格納する記憶装置８１を使用する。

【0022】

図１、図２、図４、図５及び図１１を参照すると、外装部材９０が、電池システム１０の残りの構成部材を収容するために提供される。外装部材９０は、下端密封部位３５０、第１及び第２内壁３５４，３５６、第１上部密封部位３６０、第２上部密封部位３６２及び第３上部密封部位３６４を含んでいる。

【0023】

第１上部密封部位３６０は、第１及び第２内壁３５４，３５６と下端密封部３５０に連結されて、第１の密閉された密封部位３７０を設定する。電池モジュール４０，４２，４４，４６，４８，４９及び温度センサ６０は、第１の密閉された密封部位３７０内に位置している。

【0024】

前記第２上部密封部位３６２は、第１内壁３５４及び下端密封部位３５０と連結されて、第２密封部位３７２を設定する。圧縮機２２、凝縮器２３、膨張弁２４、及び凝縮器ファン７０，７１は第２密封部位内に位置している。

【0025】

第３上部密封部位３６４は、第２内壁３６５及び下部密封部位３５０に連結されて、第３密封部位３７４を設定する。マイクロプロセッサは第３密封部位３７４内に位置している。

【0026】

図１、図１０及び図１２乃至図１４を参照して、本発明の更に他の例に係る電池システム１０を冷却するための方法のフローチャートを説明する。次の方法は、簡素化の目的で、単一の電池モジュールを用いて述べる。しかし、前記方法は、多数の電池モジュールを用いて実行できるものと解釈しなければならない。

【0027】

ステップ４５０において、電池システム１０は、電池モジュール４０、蒸発式冷却部材２６、圧縮機２２、凝縮器２３、膨張弁２４、温度センサ６０、凝縮器ファン７０、及びマイクロプロセッサ８０を備えている。圧縮機２２は、凝縮器２３、膨張弁２４、及び蒸発式冷却部材２６に流動的に連結されている。電池モジュール４０は、ハウジング２７０、電池セル１８０及び固体冷却フィン２３０を備えている。蒸発式冷却部材２６は導管１１０を備えている。固体冷却フィン２３０は第１及び第２パネル部２８０，２８２を備えている。第１パネル部２８０は、電池セル１８０に対向して位置している。第２パネル部は、ハウジング２７０を通じて延びており、蒸発式冷却部材２６上に位置している。ステップ４５０の後に、前記方法はステップ４５２に進行する。

【0028】

ステップ４５２において、温度センサ６０は、１番目に、電池モジュール４０の第１温度を示す第１信号を発生させる。ステップ４５２の後に、前記方法はステップ４５４に進行する。

【0029】

ステップ４５４において、マイクロプロセッサ８０は、第１信号に対応して、圧縮機２２が第１作動速度で作動するように誘導する第２信号を発生させる。圧縮機２２は、ガス冷媒９１を凝縮器２３内にポンピングする。ステップ４５４の後に、前記方法はステップ４５６に進行する。

【0030】

ステップ４５６において、マイクロプロセッサ８０は、凝縮器ファン７０が凝縮器２３側に空気を送風するように誘導する第３信号を発生させる。ステップ４５６の後に、前記方法はステップ４５８に進行する。

【0031】

ステップ４５８において、凝縮器２３は、ガス冷媒９１から熱エネルギーを抽出することによって、ガス冷媒９１を液体冷媒９２に転移させ、液体冷媒９２を膨張弁２４に流れるようにする。ステップ４５８の後に、前記方法はステップ４６０に進行する。

【0032】

ステップ４６０において、膨張弁２４は、液体冷媒９２がガス体液体冷媒９３に転移するように圧力水準を降下し、ガス体液体冷媒９３が蒸発式冷却部材２６に流れるようにする。ステップ４６０の後に、前記方法はステップ４６２に進行する。

【0033】

ステップ４６２において、固体冷却フィン２３０は、電池セル１８０から蒸発式冷却部材２６に熱エネルギーを伝導して、電池セル１８０を冷却させる。ステップ４６２の後に、前記方法はステップ４６４に進行する。

【0034】

ステップ４６４において、蒸発式冷却部材２６は、固体冷却フィン２３０から受け取った熱エネルギーを用いて、ガス体液体冷媒９３をガス冷媒９１に転移させ、ガス冷媒９１を圧縮機２２に流れるようにする。ステップ４６４の後に、前記方法はステップ４６６に進行する。

【0035】

ステップ４６６において、温度センサ６０は、２番目に、電池セル４０の第２温度を示す第４信号を発生させる。第２温度は第１温度よりも高い。ステップ４６６の後に、前記方法はステップ４６８に進行する。

【0036】

ステップ４６８において、マイクロプロセッサ８０は、第４信号に対応して、圧縮機２２が第２作動速度で作動するように誘導する第５信号を発生させる。第２作動速度は第１作動速度よりも速い。ステップ４６８の後に、前記方法はステップ４７０に進行する。

【0037】

ステップ４７０において、マイクロプロセッサ８０は、凝縮器ファン７０が凝縮器２３側に空気を送風するように誘導する第６信号を発生させる。ステップ４７０の後に、前記方法はステップ４７２に進行する。

【0038】

ステップ４７２において、圧縮機２３は、ガス冷媒９１から熱エネルギーを抽出することによって、ガス冷媒９１を液体冷媒９２に転移させ、液体冷媒９２を膨張弁２４に流れるようにする。ステップ４７２の後に、前記方法はステップ４７４に進行する。

【0039】

ステップ４７４において、膨張弁２４は、液体冷媒９２がガス体液体冷媒９３に転移するように圧力水準を降下し、ガス体液体冷媒９３が蒸発式冷却部材２６に流れるようにする。ステップ４７４の後に、前記方法はステップ４７６に進行する。

【0040】

ステップ４７６において、固体冷却フィン２３０は、電池セル１８０から蒸発式冷却部材２６に熱エネルギーを伝導して、電池セル１８０を冷却させる。ステップ４７６の後に、前記方法はステップ４７８に進行する。

【0041】

ステップ４７８において、蒸発式冷却部材２６は、固体冷却フィン２３０から受け取った熱エネルギーを用いて、ガス体液体冷媒９３をガス冷媒９１に転移させ、ガス冷媒９１を圧縮機２２に流れるようにする。

【0042】

図１５を参照して、電池システム１０に使用された圧縮機２２（図１参照）と関連する作動曲線５００が示されたグラフを説明する。マイクロプロセッサ８０が電池モジュール４０の温度を温度レベルＴｅｍｐ１と決定するとき、マイクロプロセッサ８０は、圧縮機２２が作動速度Ｓ１で作動するように誘導する制御信号を発生させる。また、マイクロプロセッサ８０が電池モジュール４０の温度を温度レベルＴｅｍｐ１よりも高い温度レベルＴｅｍｐ２と決定するとき、マイクロプロセッサ８０は、圧縮機２２が作動速度Ｓ１よりも速い作動速度Ｓ２で作動するように誘導する制御信号を発生させる。また、マイクロプロセッサ８０が電池モジュール４０の温度を温度レベルＴｅｍｐ２よりも高い温度レベルＴｅｍｐ３と決定するとき、マイクロプロセッサ８０は、圧縮機２２が作動速度Ｓ２よりも速い作動速度Ｓ３で作動するように誘導する制御信号を発生させる。

【0043】

たとえ、本発明は、ただ、制限された数の例示にのみ関連して具体的に記述されたが、本発明が上記に表現された例示にのみ限定されるものではないという点を認識しなければならない。より正確には、本発明は、変形、変更、交替、またはここに表現されたものだけでなく、本発明の意図と範疇に適するように相応する組み合わせでいくらでも符合するように修正することができる。さらに、たとえ、本発明の様々な例示が表現されたが、本発明の様相は、ただ、表現された例示の一部のみを含むことができるという点を認識しなければならない。したがって、本発明は、上記の表現によって限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0044】

以上のように、本発明の電池システム及びそれを冷却させる方法は、他の電池システム及び方法に比べて相当な利点を提供する。特に、前記電池システムは、電池システム内の電池モジュールを効果的に冷却させるために蒸発式冷却部材を使用する。

【符号の説明】

【0045】

１０ 電池システム
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ 膨張弁
２６ 蒸発式冷却部材
２８ 絶縁層
４０、４２、４４、４６、４８、４９ 電池モジュール
５０、５１、５２、５３ 導管
６０ 温度センサ
７０、７１ 冷却フィン
８０ マイクロプロセッサ
９０ 外挿部材
９１ ガス冷媒
９２ 液体冷媒
９３ ガス対液体冷媒
１００ プレート部
１１０ 導管
１２３ チャネル
１８０、１８２、１８４、１８６、１８８、１９０、１９２、１９６、１９８、２００、２０２、２０４、２０６、２０８ 電池セル
２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０、２４２、２４４ 固体冷却フィン
２７０ ハウジング
２８０ 第１パネル部
２８２ 第２パネル部
３００、３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２ ハウジング部
３５０ 下端密封部位
３５４ 第１内壁
３５６ 第２内壁
３６０ 第１上部密封部位
３６２ 第２上部密封部位
３６４ 第３上部密封部位
３７０ 第１の密封された密封部位
３７２ 第２密封部位
３７４ 第３密封部位
４５０、４５２、４５４、４５６、４５８、４６０、４６２、４６４、４６６、４６８、４７０、４７２、４７４、４７６、４８０ 電池システムを冷却するための方法の各ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】