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特許7416841電気車両内に取り付けられたセグメント型バッテリーモジュールのための外部冷却システムおよび方法
(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】
(24)【登録日】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】電気車両内に取り付けられたセグメント型バッテリーモジュールのための外部冷却システムおよび方法
(51)【国際特許分類】
B60L 58/26 20190101AFI20240110BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20240110BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20240110BHJP
H01M 10/633 20140101ALI20240110BHJP
H01M 10/6551 20140101ALI20240110BHJP
H01M 10/6556 20140101ALI20240110BHJP
H01M 10/6568 20140101ALI20240110BHJP
B61C 3/02 20060101ALI20240110BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20240110BHJP
B60L 53/14 20190101ALI20240110BHJP
B60L 58/18 20190101ALI20240110BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
B60L58/26
H01M10/613
H01M10/625
H01M10/633
H01M10/6551
H01M10/6556
H01M10/6568
B61C3/02
B60L50/60
B60L53/14
B60L58/18
H02J7/00 P
【請求項の数】
21
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022022980
(22)【出願日】2022-02-17
(65)【公開番号】P2022130327
(43)【公開日】2022-09-06
【審査請求日】2022-06-16
(31)【優先権主張番号】10202101656Q
(32)【優先日】2021-02-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SG
(73)【特許権者】
【識別番号】522044308
【氏名又は名称】マイン モビリティー リサーチ シーオー．，エルティーディー．
【氏名又は名称原語表記】ＭＩＮＥ ＭＯＢＩＬＩＴＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯ．，ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100116687
【弁理士】
【氏名又は名称】田村 爾
(74)【代理人】
【識別番号】100098383
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 純子
(74)【代理人】
【識別番号】100155860
【弁理士】
【氏名又は名称】藤松 正雄
(72)【発明者】
【氏名】ソムポート アーフナイ
(72)【発明者】
【氏名】ウィモルマス ウォンマコーンパン
(72)【発明者】
【氏名】チャレット アカラバンテオンジャイ
(72)【発明者】
【氏名】ジャネサック サドサンティエンチャイ
(72)【発明者】
【氏名】パン プラファンフォイ
(72)【発明者】
【氏名】カーラン ダンシリ
【審査官】井古田 裕昭
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２１／０２５６２９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３４１６６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－１０５２９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｌ ５８／２６
Ｈ０１Ｍ １０／６１３
Ｈ０１Ｍ １０／６２５
Ｈ０１Ｍ １０／６３３
Ｈ０１Ｍ １０／６５５１
Ｈ０１Ｍ １０／６５５６
Ｈ０１Ｍ １０／６５６８
Ｂ６１Ｃ ３／０２
Ｂ６０Ｌ ５０／６０
Ｂ６０Ｌ ５３／１４
Ｂ６０Ｌ ５８／１８
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のセグメント型バッテリーモジュールのための外部冷却システムであって、前記システムは、電力源と対になった電気車両と、
（ａ）前記電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置と、ここで、各エネルギー貯蔵装置は、熱交換器およびセグメント型バッテリーモジュールの１つを含み、
（ｉ）各エネルギー貯蔵装置の前記熱交換器は、
（１）前記熱交換器を通る冷却剤の流れを制御するためのＨＥフローコントローラと、
（２）前記熱交換器内の複数のＨＥ流路に前記冷却剤を受け入れるためのＨＥインレットと、
（３）前記熱交換器の前記ＨＥ流路から前記冷却剤を排出するためのＨＥアウトレットと、を含み、
（ｉｉ）各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールは、
（１）電気接続コネクタと電気的に接続された複数のバッテリーセルと、
（２）複数のセンサーとデータ通信するバッテリー管理モジュール（ＢＭＵ）と、ここで、前記センサーは、前記セグメント型バッテリーモジュール内に配置された少なくとも１つの温度センサーを含み、前記ＢＭＵは、前記センサーからセンサー情報を収集するように構成され、
（３）前記ＢＭＵと有線または無線のデータ通信を行うＢＭＵコネクタと、を含み、
（ｂ）前記電気車両に収容された電気接続部と、ここで、
（ｉ）前記電気接続部は、各エネルギー貯蔵装置のバッテリーコネクタと電気的に接続され、
（ｉｉ）前記電気接続部は、１つまたは複数の電気接続コネクタと電気的に接続され、
（ｉｉｉ）前記１つまたは複数の電気接続コネクタの各々は、各充電セッション中のエネルギー貯蔵装置の１つまたは複数のために、複数の充電セッションの各々の間に前記電力源の１つまたは複数の電力供給装置のうちの１つに接続可能であり、
（ｃ）前記電気車両に収容されたマスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）と、ここで、前記ＭＢＭＳは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵコネクタを介して無線または有線で、各エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵとデータ通信し、
（ｄ）前記電力源に収容された外部冷却ユニットと、ここで、前記外部冷却ユニットは、ＥＣＵインレットおよびＥＣＵアウトレットを含み、
（ｅ）前記電気車両に収容された一対の冷却剤トランクと、ここで、
（ｉ）前記一対の冷却材トランクは、
（１）冷却された冷却剤を受け入れるための冷トランクと、
（２）加温された冷却剤を排出するための温トランクと、を含み、
（ｉｉ）前記冷トランクは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥインレットの各々と流体接続され、
（ｉｉｉ）前記温トランクは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥアウトレットの各々と流体接続され、
（ｉｖ）前記外部冷却ユニットと各熱交換器との間のセグメント型冷却剤経路が、各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられ、
（１）前記セグメント型冷却剤経路は、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラを通過し、
（２）前記セグメント型冷却剤経路は、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラを通るＨＥ流量を有し、
（ｖ）各エネルギー貯蔵装置に対して設けられた前記セグメント型冷却剤経路は、前記ＨＥフローコントローラによって調整されたＨＥ流量を有し、
（ｆ）充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）と、ここで、前記ＳＣＣは、パラメータのセットを含み、
（ｉ）各充電セッション中に、前記充電ＳＣＣは、
（１）前記外部冷却ユニット、
（２）各エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラ、
（３）前記ＭＢＭＳ、および、
（４）前記エネルギー貯蔵装置の前記ＭＢＭＳおよび前記ＢＭＵコネクタを介して各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールの前記ＢＭＵと、有線または無線で、直接または間接的にデータ通信し、
（ｉｉ）各充電セッション中に、前記充電ＳＣＣは、各エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵによって収集された前記センサー情報を、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵコネクタを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、前記センサー情報は、前記エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュール内に配置された少なくとも１つの温度センサーによって測定された温度情報を少なくとも含み、
（ｉｉｉ）前記パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールについての好ましい温度範囲を少なくとも含み、
（ｉｖ）各充電セッション中に、前記充電ＳＣＣは、定期的に、
（１）各エネルギー貯蔵装置の前記熱交換器の前記ＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算し、ここで、前記最適範囲は、
（ａ）前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵを介して前記エネルギー貯蔵装置の前記センサーから前記充電ＳＣＣによって受信されるセンサー情報と、
（ｂ）前記エネルギー貯蔵装置についての前記好ましい温度範囲との関数であり、
（２）前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流量を有線または無線で制御して、前記ＨＥ流量を前記最適範囲内に維持し、
（ｖ）前記充電ＳＣＣは、前記電力源に収容され、各エネルギー貯蔵装置について、前記充電ＳＣＣと前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラとの間のデータ通信は、
（１）電動電気車両の前記ＭＢＭＳ、または、
（２）前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵ、のいずれも経由しない、
を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムにおいて、（ａ）前記冷トランクは、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから冷却された冷却剤を受け入れ、
（ｂ）前記温トランクは、前記ＥＣＵインレットを介して前記外部冷却ユニットに加温された冷却剤を排出し、
（ｃ）各エネルギー貯蔵装置に対する前記セグメント型冷却剤経路は、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから出て、前記冷トランクを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥインレットを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流路を通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥアウトレットを通り、前記温トランクを通り、前記ＥＣＵインレットを介して前記外部冷却ユニットに戻る、
ことを特徴とするシステム。
【請求項3】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記システムは、外内熱交換器および内部冷却ユニットを更に備え、
（ａ）前記内部冷却ユニットは、ＩＣＵインレットおよびＩＣＵアウトレットを含み、
（ｂ）前記冷トランクは、冷却材が前記外内熱交換器を通過した後、前記ＩＣＵアウトレットを介して前記内部冷却ユニットから冷却された冷却剤を受け入れ、
（ｃ）前記温トランクは、前記ＩＣＵインレットを介して前記内部冷却ユニットに加温された冷却液を排出し、
（ｄ）各エネルギー貯蔵装置に対する前記セグメント型冷却剤経路は、前記ＩＣＵアウトレットを介して前記内部冷却ユニットから出て、前記外内熱交換器を通り、前記一対の冷却剤トランクの前記冷トランクを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥインレットを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流路を通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥアウトレットを通り、前記温トランクを通り、前記ＩＣＵインレットを介して前記内部冷却ユニットに戻り、
（ｅ）第２の冷却剤経路は、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから出て、前記外内熱交換器を通過し、前記ＥＣＵインレットを介して前記外部冷却ユニットに戻る、
ことを特徴とするシステム。
【請求項4】
請求項３に記載のシステムにおいて、前記システムは、内部冷却ユニットを更に備え、
（ａ）前記冷トランクは、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから冷却された冷却剤を受け入れ、
（ｂ）前記温トランクは、前記ＩＣＵインレットを介して前記内部冷却ユニットに加温された冷却剤を排出し、
（ｃ）各エネルギー貯蔵装置に対する前記セグメント型冷却剤経路は、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから出て、前記冷トランクを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥインレットを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流路を通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥアウトレットを通り、前記温トランクを通り、前記ＩＣＵインレットを介して前記内部冷却ユニットに入り、前記ＩＣＵアウトレットを介して前記内部冷却ユニットから出て、前記ＥＣＵインレットを介して前記外部冷却ユニットに戻る、
ことを特徴とするシステム。
【請求項5】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記充電ＳＣＣは、制御ループを使用して、
（ａ）前記外部冷却ユニットに供給される電力定格を調整し、
（ｂ）各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールの前記温度センサーからの前記温度情報に従って、前記エネルギー貯蔵装置の少なくとも１つへの冷却剤の供給を優先付けし、
（ｃ）前記ＨＥフローコントローラの１つまたは複数を通過する冷却剤の前記ＨＥ流量を調整する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項6】
請求項１に記載のシステムにおいて、（ａ）各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュール内の前記複数のセンサーは、前記セグメント型バッテリーモジュールの前記バッテリーセルの電流情報を測定し、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵを介して前記充電ＳＣＣに送信するように構成された電流センサーを更に含み、
（ｂ）前記パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置についての熱モデルを含み、
（ｃ）各エネルギー貯蔵装置についての前記最適範囲の前記充電ＳＣＣによる計算または再計算は、
（ｉ）以下からの前記エネルギー貯蔵装置の発熱量推定値と、
（１）前記エネルギー貯蔵装置の前記熱モデル、
（２）前記エネルギー貯蔵装置についての前記電流情報、および、
（３）前記エネルギー貯蔵装置についての前記好ましい温度範囲、
（ｉｉ）前記エネルギー貯蔵装置についての前記発熱量推定値を打ち消すための、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流量についての前記最適範囲と、を計算または再計算することを含む、
ことを特徴とするシステム。
【請求項7】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記冷却剤は、流体、水、ガス、または空気である、
ことを特徴とするシステム。
【請求項8】
請求項１に記載のシステムにおいて、（ａ）各エネルギー貯蔵装置の前記熱交換器と前記セグメント型バッテリーモジュールは、熱伝導のための熱インターフェースを用いて接続されており、
（ｂ）各エネルギー貯蔵装置に対する前記熱交換器は、前記エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールの少なくとも１つの外面領域に対応するヒートシンクを含み、
（ｃ）前記ヒートシンクと各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールとの間の前記熱インターフェースは、熱伝導ペーストである、
ことを特徴とするシステム。
【請求項9】
請求項８に記載のシステムにおいて、各エネルギー貯蔵装置の前記ヒートシンクは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流路を囲むアルミニウムシェルを備える、
ことを特徴とするシステム。
【請求項10】
請求項１に記載のシステムにおいて、（ａ）前記電気車両は、車両制御システムと、前記電気接続部と電気的に接続された少なくとも１つの走行用モーターとを含む電動電気車両であり、
（ｂ）前記少なくとも１つの走行用モーターの動作は、前記車両制御システムによって制御される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項11】
請求項１に記載のシステムにおいて、（ａ）前記電気車両は、前記電気接続部と電気的に接続された１つまたは複数の電源アウトレットを含む動力車であり、
（ｂ）前記１つまたは複数の電源アウトレットは、電動電気車両の１つまたは複数の電源インレットに接続可能である、
ことを特徴とするシステム。
【請求項12】
複数のセグメント型バッテリーモジュールのためのコンピュータで実施される外部冷却方法であって、前記方法は、（ａ）電気車両内に複数のエネルギー貯蔵装置を維持すること、ここで、各エネルギー貯蔵装置は、熱交換器および前記セグメント型バッテリーモジュールの１つを含み、
（ｉ）各エネルギー貯蔵装置の前記熱交換器は、
（１）前記熱交換器を通る冷却剤の流れを制御するためのＨＥフローコントローラと、
（２）前記熱交換器内の複数のＨＥ流路に冷却剤を受け入れるためのＨＥインレットと、
（３）前記熱交換器の前記ＨＥ流路から冷却剤を排出するためのＨＥアウトレットと、を含み、
（ｉｉ）各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールは、
（１）電気接続コネクタと電気的に接続された複数のバッテリーセルと、
（２）複数のセンサーとデータ通信するバッテリー管理モジュール（ＢＭＵ）と、ここで、前記センサーは、前記セグメント型バッテリーモジュール内に配置された少なくとも１つの温度センサーを含み、前記ＢＭＵは、前記センサーからセンサー情報を収集するように構成され、
（３）前記ＢＭＵと有線または無線でデータ通信するＢＭＵコネクタと、を含み、
（ｂ）前記電気車両内に電気接続部を維持すること、ここで、
（ｉ）前記電気接続部は、各エネルギー貯蔵装置のバッテリーコネクタと電気的に接続され、
（ｉｉ）前記電気接続部は、１つまたは複数の電気接続コネクタと電気的に接続され、
（ｉｉｉ）１つまたは複数の電気接続コネクタの各々は、前記エネルギー貯蔵装置の１つまたは複数に対する充電セッション中に電力源の１つまたは複数の電力供給装置のうちの１つに接続可能であり、
（ｃ）前記電気車両内にマスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）を維持すること、ここで、前記ＭＢＭＳは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵコネクタを介して無線または有線で、各エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵとデータ通信し、
（ｄ）前記電力源内に外部冷却ユニットを維持すること、ここで、前記外部冷却ユニットは、ＥＣＵインレットおよびＥＣＵアウトレットを含み、
（ｅ）前記電気車両内に一対の冷却剤トランクを維持すること、ここで、
（ｉ）前記一対の冷却材トランクは、
（１）冷却された冷却剤を受け入れるための冷トランクと、
（２）加温された冷却剤を排出するための温トランクと、を含み、
（ｉｉ）前記冷トランクは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥインレットの各々と流体接続され、
（ｉｉｉ）前記温トランクは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥアウトレットの各々と流体接続され、
（ｉｖ）前記外部冷却ユニットと各熱交換器との間のセグメント型冷却剤経路が、各エネルギー貯蔵装置に対して設けられ、
（１）前記セグメント型冷却剤経路は、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラを通過し、
（２）前記セグメント型冷却剤経路は、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラを通るＨＥ流量を有し、
（ｖ）各エネルギー貯蔵装置に対して設けられた前記セグメント型冷却剤経路は、前記ＨＥフローコントローラによって調整されたＨＥ流量を有し、
（ｆ）充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）を維持すること、ここで、前記充電ＳＣＣは、パラメータのセットを含み、
（ｉ）充電セッション中に、前記充電ＳＣＣは、
（１）前記外部冷却ユニット、
（２）各エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラ、
（３）前記ＭＢＭＳ、および、
（４）前記エネルギー貯蔵装置の前記ＭＢＭＳおよび前記ＢＭＵコネクタを介して各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールのＢＭＵと、有線または無線で、直接または間接的にデータ通信し、
（ｉｉ）各充電セッション中に、前記充電ＳＣＣは、各エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵによって収集された前記センサー情報を、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵコネクタを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、前記センサー情報は、前記エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュール内に配置された前記少なくとも１つの温度センサーによって測定された温度情報を少なくとも含み、
（ｉｉｉ）前記パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールについての好ましい温度範囲を少なくとも含み、
（ｉｖ）前記充電ＳＣＣは、前記電力源に維持され、各エネルギー貯蔵装置について、前記充電ＳＣＣと前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラとの間のデータ通信は、
（１）電動電気車両の前記ＭＢＭＳ、または、
（２）前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵ、のいずれも経由せず、
（ｇ）１つまたは複数のエネルギー貯蔵装置１０に対する前記充電セッションを開始すること、ここで、前記充電セッションを開始するステップは、
（ｉ）前記ＭＢＭＳを前記充電ＳＣＣに接続すること、および、
（ｉｉ）１つまたは複数の電気接続コネクタを介して１つまたは複数の電力源に電気接続部を接続すること、を含み、
（ｈ）前記充電セッション中に、前記充電ＳＣＣを定期的に使用して、各エネルギー貯蔵装置の前記熱交換器の前記ＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算すること、ここで、最適範囲は、
（ｉ）前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵを介して前記エネルギー貯蔵装置の前記センサーから前記充電ＳＣＣによって受信される前記センサー情報と、
（ｉｉ）前記エネルギー貯蔵装置についての前記好ましい温度範囲との関数であり、
（ｉ）前記充電セッション中に、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥフローコントローラとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流量を有線または無線で制御して、前記ＨＥ流量を前記最適範囲内に維持すること、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項13】
請求項１２に記載の方法において、（ａ）前記冷トランクは、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから冷却された冷却剤を受け入れ、
（ｂ）前記温トランクは、前記ＥＣＵインレットを介して前記外部冷却ユニットに加温された冷却剤を排出し、
（ｃ）各エネルギー貯蔵装置に対する前記セグメント型冷却剤経路は、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから出て、前記冷トランクを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥインレットを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流路を通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥアウトレットを通り、前記温トランクを通り、前記ＥＣＵインレットを介して前記外部冷却ユニットに戻る、
ことを特徴とする方法。
【請求項14】
請求項１２に記載の方法において、前記方法は、外内熱交換器および内部冷却ユニットを維持することを備え、
（ａ）前記内部冷却ユニットは、ＩＣＵインレットおよびＩＣＵアウトレットを含み、
（ｂ）前記冷トランクは、冷却材が前記外内熱交換器を通過した後、前記ＩＣＵアウトレットを介して前記内部冷却ユニットから冷却された冷却剤を受け入れ、
（ｃ）前記温トランクは、前記ＩＣＵインレットを介して前記内部冷却ユニットに加温された冷却剤を排出し、
（ｄ）各エネルギー貯蔵装置に対する前記セグメント型冷却剤経路は、前記ＩＣＵアウトレットを介して前記内部冷却ユニットから出て、前記外内熱交換器を通り、前記一対の冷却剤トランクの前記冷トランクを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥインレットを通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流路を通り、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥアウトレットを通り、前記温トランクを通り、前記ＩＣＵインレットを介して前記内部冷却ユニットに戻り、
（ｅ）第２の冷却剤経路は、前記ＥＣＵアウトレットを介して前記外部冷却ユニットから出て、前記外内熱交換器を通過し、前記ＥＣＵインレットを介して前記外部冷却ユニットに戻る、
ことを特徴とする方法。
【請求項15】
請求項１２に記載の方法において、前記充電ＳＣＣは、制御ループを使用して、
（ａ）前記外部冷却ユニットに供給される電力定格を調整し、
（ｂ）各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールの前記温度センサーからの前記温度情報に従って、前記エネルギー貯蔵装置の少なくとも１つへの冷却剤の供給を優先付けし、
（ｃ）前記ＨＥフローコントローラの１つまたは複数を通過する冷却剤の前記ＨＥ流量を調整する、
ことを特徴とする方法。
【請求項16】
請求項１２に記載の方法において、（ａ）各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュール内の前記複数のセンサーは、前記セグメント型バッテリーモジュールの前記バッテリーセルの電流情報を測定し、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＢＭＵを介して前記充電ＳＣＣに送信するように構成された電流センサーを更に含み、
（ｂ）前記パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置についての熱モデルを含み、
（ｃ）前記充電ＳＣＣを定期的に使用して、前記最適範囲を計算または再計算するステップは、
（ｉ）以下からの前記エネルギー貯蔵装置についての発熱量推定値と、
（１）前記エネルギー貯蔵装置の前記熱モデル、
（２）前記エネルギー貯蔵装置についての前記電流情報、および、
（３）前記エネルギー貯蔵装置についての前記好ましい温度範囲、
（ｉｉ）前記エネルギー貯蔵装置についての前記発熱量推定値を打ち消すための、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流量についての前記最適範囲と、を各エネルギー貯蔵装置について計算または再計算することを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項17】
請求項１２に記載の方法において、前記冷却剤は、流体、水、ガス、または空気である、
ことを特徴とする方法。
【請求項18】
請求項１２に記載の方法において、（ａ）各エネルギー貯蔵装置の前記熱交換器と前記セグメント型バッテリーモジュールは、熱伝導のための熱インターフェースを用いて接続されており、
（ｂ）各エネルギー貯蔵装置に対する前記熱交換器は、前記エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールの少なくとも１つの外面領域に対応するヒートシンクを含み、
（ｃ）前記ヒートシンクと各エネルギー貯蔵装置の前記セグメント型バッテリーモジュールとの間の前記熱インターフェースは、熱伝導ペーストである、
ことを特徴とする方法。
【請求項19】
請求項１８に記載の方法において、各エネルギー貯蔵装置の前記ヒートシンクは、前記エネルギー貯蔵装置の前記ＨＥ流路を囲むアルミニウムシェルを備える、
ことを特徴とする方法。
【請求項20】
請求項１２に記載の方法において、（ａ）前記電気車両は、車両制御システムと、前記電気接続部と電気的に接続された少なくとも１つの走行用モーターとを含む電動電気車両であり、
（ｂ）前記少なくとも１つの走行用モーターの動作は、前記車両制御システムによって制御される、
ことを特徴とする方法。
【請求項21】
請求項１２に記載の方法において、（ａ）前記電気車両は、前記電気接続部と電気的に接続された１つまたは複数の電源アウトレットを含む動力車であり、
（ｂ）前記１つまたは複数の電源アウトレットは、電動電気車両の１つまたは複数の電源インレットに接続可能である、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電気車両のバッテリーセルのための冷却システムおよび方法に関する。より具体的には、本開示は、電気車両内に取り付けられたセグメント型バッテリーモジュールの個別の冷却のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
機関車などの大型電気車両に対してバッテリー電源を使用することは、インフラストラクチャの費用を削減する大きな可能性を秘めた新しい開発分野である。機関車に対してバッテリー電源を使用する場合、架空送電線や第三軌条電力システムは必要ない。例えば、ディーゼル機関車用に設計された従来の列車レールは、列車レールを改造することなく、バッテリー駆動の機関車に対して使用することができる。ただし、これらの大型電気車両に対してバッテリー電源を使用すると、バッテリーセルの充電と放電に起因する追加の課題が発生する。
【0003】
大型の電気車両は、通常、電力供給装置を含む電力源で充電される。電気バス、トロリー、および機関車は、多くの場合、電気車両の屋根に配置されたパンタグラフを介して電力源の電力供給装置に接続される。電力供給装置は、電力源と電気車両の間のアンビリカルケーブルを介して受け取ることもできる。
【0004】
機器のダウンタイムを減らすために、電気車両のバッテリーセルは、電動運転中の電気車両の放電電流の３倍である３Ｃ電流などのより高い電流で、短時間で充電することができる。ジュールの第一法則に従い、最大放電電流の３倍で充電中のバッテリーセルの充電電流からの発熱は、システムの他の損失を考慮しないと、バッテリーセルを通過する電流の２乗にほぼ比例する。したがって、バッテリーセルの最大放電電流の３倍で充電すると、充電中に約９倍の発熱が発生する可能性がある。
【0005】
充電セッション中のより高い電流負荷は、急速に熱を発生させて、充電バッテリーセルの温度を好ましい動作温度の許容範囲外に至らせる可能性がある。バッテリーセルの好ましい温度範囲が維持されない場合、バッテリーの寿命が短くなる可能性があり、バッテリーの充電容量が減少する可能性がある。
【0006】
特に充電中は、バッテリーセルの冷却が大型電気車両に対する重要な設計要件である。バッテリーセルについての好ましい充電温度範囲は、通常、同じバッテリーについての好ましい放電温度範囲よりも狭い。例えば、リチウム系バッテリーセルは、約０℃から４５℃の好ましい充電温度範囲と、－２０℃から６０℃の好ましい放電温度範囲を有する。ニッケル系バッテリーセルも同様に、約０℃から４５℃の好ましい充電温度範囲と、－２０℃から６５℃の好ましい放電温度範囲を有する。
【0007】
大型電気車両のバッテリーセルの冷却は、２０２０年１０月２２日に公開された米国特許出願第２０２０／０３３１５０４Ａ１号「軌道系車両、軌道系車両のエネルギー貯蔵装置を冷却するための配置、および配置を制御するための方法」で対処されている。この出版物の開示された設計では、冷却剤が電気車両のエネルギー貯蔵装置を通って移動され、バッテリーセルを冷却する。前記設計には、バッテリーセルの温度を監視して冷却システムを制御するための、エネルギー貯蔵装置内の温度センサーが含まれている。
【0008】
大型電気車両用のバッテリーセルは、多くの場合、バッテリーモジュール内に取り付けられる。各バッテリーモジュールは、密閉型バッテリー管理ユニット（ＢＭＵ）とデータ通信する独自のセンサーセットを含み得る。バッテリーモジュールに対するセンサーは、温度センサー、電流センサー、および電圧センサーを含み得る。各バッテリーモジュールのＢＭＵからのセンサー情報フィードバックは、数十のバッテリーモジュールを有する大型電気車両に対する充電セッションを制御するのに特に役立つ。バッテリーモジュールの各々の充電状態（ＳＯＣ）、電圧要件、および／または電流要件は、バッテリーモジュールの設計、経年、および動作履歴によって異なり得る。
【0009】
各ＢＭＵは、センサー情報をマスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）に送信することができる。次に、ＭＢＭＳは、電気車両に収容されているコントローラとデータ通信を行うことができる。ＭＢＭＳは、温度センサー、電圧センサー、電流センサーなどの独自のセンサーを含み得る。各ＢＭＵとＭＢＭＳの間のデータ通信、およびＭＢＭＳと電気車両のコントローラ間のデータ通信は、様々な独自の通信プロトコルまたは標準化された通信プロトコルを介して実行することができる。データ通信は、有線または無線通信を介して実行することができる。
【0010】
当技術分野で必要とされるのは、最新のＢＭＵによって収集されたセンサー情報を活用し、電気車両内の各バッテリーモジュールの個々の冷却ニーズに対処するセグメント型冷却アーキテクチャである。背景技術では、温度の違い（およびバッテリーモジュールの他の測定可能な条件）は、冷却システムによって利用されない。背景技術では、例えば、冷却剤の等しい流れが、バッテリーモジュール間の温度差に関係なく、電気車両の各バッテリーモジュールに送られる。
【発明の概要】
【0011】
その最も一般的な形態において、電気車両内のセグメント型バッテリーモジュールのための内部冷却システムおよび方法は、電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置の各々に個別の冷却剤の流れを提供する。各エネルギー貯蔵装置は、セグメント型バッテリーモジュールと熱伝導率で結合された熱交換器を含む。セグメント型バッテリーモジュールは、バッテリーセルとセンサーを含む。熱交換器は、ＨＥフローコントローラを含む。各エネルギー貯蔵装置についての個々のセンサー情報は、各セグメント型バッテリーモジュールのＢＭＵを介して収集される。内部ＳＣＣは、この個々のセンサー情報を使用して、エネルギー貯蔵装置のバッテリーセルを冷却するために、各エネルギー貯蔵装置の熱交換器を通じて送り込まれる冷却剤のＨＥ流量を計算する。熱交換器に供給される冷却剤は、各充電セッション中に内部冷却ユニットによって冷却され、電気車両の電動運転中に内部冷却ユニットによって冷却することもできる。
【0012】
内部冷却発明の第１の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュールのための内部冷却システムである。前記システムは、（ａ）複数のエネルギー貯蔵装置と、ここで、各エネルギー貯蔵装置は、熱交換器およびセグメント型バッテリーモジュールの１つを含み、（ｂ）電気接続部と、（ｃ）ＩＣＵインレットとＩＣＵアウトレットを有する内部冷却ユニットと、（ｄ）一対の冷却剤トランクと、（ｅ）パラメータのセットを含む内部セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）と、を備える。内部ＳＣＣは、各エネルギー貯蔵装置のＢＭＵによって収集されたセンサー情報を、エネルギー貯蔵装置のＢＭＵコネクタを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、センサー情報は、エネルギー貯蔵装置のセグメント型バッテリーモジュール内にある少なくとも１つの温度センサーによって測定された温度情報を少なくとも含む。パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置のセグメント型バッテリーモジュールについての好ましい温度範囲を少なくとも含む。内部ＳＣＣは、定期的に、（１）各エネルギー貯蔵装置の熱交換器のＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算し、（２）ＨＥ流量を最適範囲内に維持するために、エネルギー貯蔵装置のＨＥフローコントローラとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置のＨＥ流量を有線または無線で制御するように構成される。最適範囲は、（ａ）エネルギー貯蔵装置のＢＭＵを介してエネルギー貯蔵装置のセンサーから内部ＳＣＣによって受信されるセンサー情報と、（ｂ）エネルギー貯蔵装置についての好ましい温度範囲との関数である。
【0013】
内部冷却発明の第２の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュールのためのコンピュータで実施される内部冷却方法である。前記方法は、（ａ）複数のエネルギー貯蔵装置を維持すること、ここで、各エネルギー貯蔵装置は、熱交換器およびセグメント型バッテリーモジュールの１つを含み、（ｂ）電気接続部を維持すること、（ｃ）ＩＣＵインレットとＩＣＵアウトレットを有する内部冷却ユニットを維持すること、（ｄ）一対の冷却剤トランクを維持すること、（ｅ）パラメータのセットを含む内部セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）を維持すること、（ｆ）内部ＳＣＣを定期的に使用して、各エネルギー貯蔵装置の熱交換器のＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算すること、（ｇ）エネルギー貯蔵装置のＨＥフローコントローラとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置のＨＥ流量を有線または無線で制御して、ＨＥ流量を最適範囲内に維持すること、を備える。内部ＳＣＣは、各エネルギー貯蔵装置のＢＭＵによって収集されたセンサー情報を、エネルギー貯蔵装置のＢＭＵコネクタを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、センサー情報は、エネルギー貯蔵装置のセグメント型バッテリーモジュール内にある少なくとも１つの温度センサーによって測定された温度情報を少なくとも含む。パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵のセグメント型バッテリーモジュールについての好ましい温度範囲を少なくとも含む。最適範囲は、（ｉ）エネルギー貯蔵装置のＢＭＵを介してエネルギー貯蔵装置のセンサーから内部ＳＣＣによって受信されるセンサー情報と、（ｉｉ）エネルギー貯蔵装置についての好ましい温度範囲との関数である。
【0014】
その最も一般的な形態において、電気車両内のセグメント型バッテリーモジュールのための外部冷却システムおよび方法は、電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置の各々に個別の冷却剤の流れを提供する。各エネルギー貯蔵装置は、セグメント型バッテリーモジュールと熱伝導率で結合された熱交換器を含む。セグメント型バッテリーモジュールは、バッテリーセルとセンサーを含む。熱交換器は、ＨＥフローコントローラを含む。各エネルギー貯蔵装置についての個々のセンサー情報は、各セグメント型バッテリーモジュールのＢＭＵを介して収集される。充電ＳＣＣは、この個々のセンサー情報を使用して、エネルギー貯蔵装置のバッテリーセルを冷却するために、各エネルギー貯蔵装置の熱交換器を通じて送り込まれる冷却剤のＨＥ流量を計算する。熱交換器に供給される冷却剤は、各充電セッション中に電力源の外部冷却ユニットによって冷却される。
【0015】
外部冷却発明の第１の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュールのための外部冷却システムである。このシステムは、電力源と対になった電気車両と、（ａ）電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置と、ここで、各エネルギー貯蔵装置は、熱交換器およびセグメント型バッテリーモジュールの１つを含み、（ｂ）電気車両に収容された電気接続部と、（ｃ）電気車両に収容されたマスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）と、（ｄ）電力源に収容された外部冷却ユニットと、ここで、外部冷却ユニットは、ＥＣＵインレットおよびＥＣＵアウトレットを含み、（ｅ）電気車両に収容された一対の冷却剤トランクと、（ｆ）充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）と、ここで、充電ＳＣＣは、パラメータのセットを含み、を備える。各充電セッション中に、充電ＳＣＣは、定期的に、（１）各エネルギー貯蔵装置の熱交換器のＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算し、（２）ＨＥ流量を最適範囲内に維持するために、エネルギー貯蔵装置のＨＥフローコントローラとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置のＨＥ流量を有線または無線で制御するように構成される。最適範囲は、（ａ）エネルギー貯蔵装置のＢＭＵを介してエネルギー貯蔵装置のセンサーから充電ＳＣＣによって受信されるセンサー情報と、（ｂ）エネルギー貯蔵装置についての好ましい温度範囲との関数である。
【0016】
外部冷却発明の第２の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュールのためのコンピュータで実施される外部冷却方法である。前記方法は、（ａ）電気車両内にある複数のエネルギー貯蔵装置を維持すること、ここで、各エネルギー貯蔵装置は、熱交換器およびセグメント型バッテリーモジュールの１つを含み、（ｂ）電気車両の電気接続部を維持すること、（ｃ）電気車両のマスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）を維持すること、（ｄ）電力源内の外部冷却ユニットを維持すること、ここで、外部冷却ユニットは、ＥＣＵインレットおよびＥＣＵアウトレットを含み、（ｅ）電気車両内の一対の冷却剤トランクを維持すること、（ｆ）充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）を維持すること、ここで、充電ＳＣＣは、パラメータのセットを含み、（ｇ）１つまたは複数のエネルギー貯蔵装置に対する充電セッションを開始すること、（ｈ）充電セッション中に、充電ＳＣＣを定期的に使用して、各エネルギー貯蔵装置の熱交換器のＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算すること、（ｉ）充電セッション中に、エネルギー貯蔵装置のＨＥフローコントローラとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置のＨＥ流量を有線または無線で制御して、ＨＥ流量を最適範囲に維持すること、を備える。充電セッションを開始するステップは、（ｉ）マスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）を充電ＳＣＣに接続すること、（ｉｉ）１つまたは複数の電気接続コネクタを介して電気接続部を１つまたは複数の電力供給装置に接続すること、を含む。最適範囲は、（ｉ）エネルギー貯蔵装置のＢＭＵを介してエネルギー貯蔵装置のセンサーから内部ＳＣＣによって受信されるセンサー情報と、（ｉｉ）エネルギー貯蔵装置についての好ましい温度範囲との関数である。
【0017】
本発明のセグメント型冷却アーキテクチャは、内部冷却ユニットを使用するか外部冷却ユニットを使用するかにかかわらず、電気車両のＢＭＵの各々によって収集されたセンサー情報を活用する。このセンサー情報を用いて、ＳＣＣは、セグメント型バッテリーモジュールの個々の冷却ニーズに優先順位を付けることができる。本発明の主な利点は、個々のセグメント型バッテリーモジュールのバッテリーセルが、バッテリーセルを損傷したり、バッテリーセルのライフサイクルを短縮したりする可能性のある不適切な温度制御の影響から保護されることである。
【0018】
二次的な利点は、本発明を使用する場合、冷却剤が最も必要とされる場所に特別に分配されるため、内部冷却ユニットまたは外部冷却ユニットがより低い電力定格で動作できることである。この的を絞ったアプローチにより、冷却ユニットの必要なサイズと冷却ユニットが使用するエネルギー量が削減される。本発明の目標とする冷却剤の分配により、全体的な冷却剤提供の必要性が減少するので、より小さく且つより低い電力の冷却ユニットを電気車両内に設置することができる。
【0019】
第３の利点は、外部冷却ユニットの設計を使用する場合に達成される。ジュールの第一法則に準拠するように、バッテリーセルの充電電流からの発熱は、システム内の他の損失を考慮しないと、バッテリーセルを通過する電流の２乗に比例する。充電電流は、多くの場合、電気車両の電動運転中に使用される最大放電電流の２倍、３倍、または４倍になる可能性がある。したがって、充電セッション中にバッテリーセル内で生成される熱は、例えば、最大放電電流の３倍で行われる場合、バッテリーセルの放電中（例えば、電気車両の電動運転中）に生成される熱よりも９倍大きくなる可能性がある。その結果、例えば、最大放電電流の３倍で充電中に約９倍の発熱が発生する充電場所（例えば、充電セッション中に電気車両が電力供給装置と電気的に接続されている場合の電力源）では、ほとんどの場合、大量の冷却剤が必要になる。
【0020】
電気車両の電動運転中は、水冷よりも安価で低電力の冷却手段（周囲空冷、強制空冷、または空調冷却など）で十分な場合がある。最大放電電流の３倍の充電セッションを想定すると、電動運転中の放電電流は充電電流の約３分の１に過ぎないため、電動運転中の発熱も、３倍の充電セッションの例で発生する熱の約９分の１になる。また、電気車両の電動運転中、高温の単一セグメントのバッテリーモジュールは、電気車両の移動に影響を与えることなく迅速にシャットダウンすることができ、これは、過熱したセグメント型バッテリーモジュールが冷却される間は、より低温の他のセグメント型バッテリーモジュールを使用して電気車両に電力供給できるためである。
【0021】
外部冷却ユニットの設計を使用すると、堅牢な冷却システムを電力源に収容することができる。堅牢な冷却システムの費用は、１年間毎日複数の電気車両を充電するために使用することで償却できる。また、外部冷却ユニットを使用することで、電気車両は、追加の重量負荷、体積スペース、および電気車両内に内部冷却ユニットを設置する費用を節約することができる。大型の内部冷却ユニットの代わりに、追加の重量割り当てと体積スペースを、例えば、電気車両内に追加のセグメント型バッテリーモジュールを設置して充電セッション間の電気車両の移動距離を延長するために、割り当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
本開示の実施形態は、以下の図面を参照して本明細書で説明される。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下の発明の詳細な説明では、その一部を構成する添付の図面を参照する。発明の詳細な説明、図面および特許請求の範囲に記載された例示的な実施形態は、これに限定することを意味するものではない。本明細書に提示される主題の意図または範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。特に明記されていない限り、本明細書で使用される「備える（comprising）」、「備える（comprise）」、「含む（including）」、「含む（include）」という用語、およびそれらの文法上の変形は、引用された要素を含むが、引用されていない要素の追加を含めることもできるように、「オープン」または「包括的」言語を表すことを意図している。データ通信は、有線または無線の手段で行うことができる。データ通信は、コンポーネント間で直接実装することも、コンポーネント間で間接的に実装することもできる。
【0024】
図１は、本発明の一実施形態における、充電セッション中に電力源２０の電力供給装置２３と電気的に接続された、電動電気車両１－００に収容された内部冷却システムを表すブロック図である。電動電気車両１－００は、複数のエネルギー貯蔵装置１０と、一対の冷却剤トランク１４Ｃと、内部冷却ユニット１４と、ＭＢＭＳ１５と、内部セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）１６と、電気接続部１７と、駆動輪１８Ｂに対する少なくとも１つの走行用モーター１８Ａと、を含む。エネルギー貯蔵装置１０は、熱交換器１１とセグメント型バッテリーモジュール１３との間にオプションの熱インターフェース１２を含む。熱交換器１１は、ＨＥインレット１１Ａと、ＨＥアウトレット１１Ｂと、ＨＥフローコントローラ１１Ｃと、複数のＨＥ流路１１Ｄと、を含む。図１にフローバルブとして示されているが、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、フローバルブ、可変速駆動（ＶＳＤ）冷却剤ポンプ、またはこれら２つの組み合わせであり得る。ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、有線または無線通信で内部ＳＣＣ２２によって直接的または間接的に制御され、セグメント型冷却剤経路を通る冷却剤の流れを必要に応じて増加または減少させる。ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、内部ＳＣＣ２２と有線または無線のデータ通信を行う。
【0025】
図１に示されるように、セグメント型バッテリーモジュール１３は、（ｉ）電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続された複数のバッテリーセル１３Ｂと、（ｉｉ）温度センサー１３Ｃ、電圧センサー１３Ｄ、および電流センサー１３Ｅとデータ通信するバッテリー管理ユニット（ＢＭＵ）１３Ａと、を含む。内部ＳＣＣ１６は、パラメータのセットを含む。図１では、簡略化のために、１つのエネルギー貯蔵装置１０のみ（Ｎ個ある中の０１）、およびその構成要素が示されている。
【0026】
図１は、本発明の実施形態の内部冷却システムのためのセグメント型冷却剤経路を示している。各エネルギー貯蔵装置１０について、セグメント型冷却剤経路は、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、一対の冷却剤トランク１４の冷トランク１４Ｃ－１（図１には示されておらず、図３を参照）を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、一対の冷却剤トランク１４Ｃの温トランク１４Ｃ－２（図１には示されておらず、図３を参照）を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。冷却剤が各セグメント型冷却剤経路を通ってポンプ送出されるとき、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量があり、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、このＨＥ流量を調整することができる。この実施形態では、電動電気車両１－００と電力源２０との間に冷却剤の流れはない。
【0027】
図１は、センサー（１３Ｃ、１３Ｅ、および１３Ｅ）から、ＢＭＵ１３Ａへ至り、ＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線でＭＢＭＳ１５へ至り、内部ＳＣＣ１６へ至るデータ通信接続を示している。内部ＳＣＣ１６はまた、内部冷却ユニット１４とデータ通信する。
【0028】
図１は、（ｉ）各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂとエネルギー貯蔵装置１０のバッテリーコネクタ１３Ｇを介した電気接続部１７との間、（ｉｉ）電気接続部１７と車輪１８Ｂを駆動する少なくとも１つの走行用モーター１８Ａとの間、および（ｉｉｉ）電力源２０の電力供給装置２３と電気接続コネクタ１７Ａを介した電気接続部１７との間、の電力接続を示している。
【0029】
図１には示されていないが、本発明は、動力車として実施することもできる。動力車は走行用モーター１８Ａを有しないが、車輪１８Ｂを有する。動力車は、機関車などの電動電気車両１－００の電源インレットに接続できる電源アウトレットを含む。
【0030】
図２は、本発明の一実施形態における、充電セッション中に電力源２０の電力供給装置２３と電気的に接続された、電動電気車両１－００に収容された内部冷却システムの電気接続およびデータ通信接続を表すブロック図である。図２は、それぞれが独自のＢＭＵ１３Ａ（ＢＭＵ01、ＢＭＵ02．．．ＢＭＵN ）を有する、３つのエネルギー貯蔵装置１０（０１、０２．．．Ｎ）を示している。各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂは、電気接続部１７と電気的に接続される。各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａは、ＭＢＭＳ１５とデータ通信する。ＭＢＭＳ１５は、内部ＳＣＣ１６とデータ通信する。内部ＳＣＣ１６は、内部冷却ユニット１４とデータ通信する。電気接続部１７は、電動電気車両１－００の車輪１８Ｂを駆動する少なくとも１つの走行用モーター１８Ａと電気的に接続される。電気接続部１７は、充電セッション中など、電気接続コネクタ１７Ａを介して電力源２０の電力供給装置２３と電気的に接続される。図面を簡単にするために、内部ＳＣＣ１６とＨＥフローコントローラ１１Ｃの各々との間の有線または無線のデータ通信経路を図示していない。
【0031】
図３は、本発明の一実施形態における、電動電気車両１－００に収容された内部冷却システムのセグメント型冷却剤経路に沿った構成要素の流体接続を表すブロック図である。各エネルギー貯蔵装置１０について、セグメント型冷却剤経路は、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、一対の冷却剤トランク１４Ｃの冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。冷却剤が各セグメント型冷却剤経路を通ってポンプ送出されるとき、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量があり、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、このＨＥ流量を調整することができる。この実施形態では、電動電気車両１－００と電力源２０との間に冷却剤の流れはない。図３のブロック図はまた、動力車に収容された内部冷却システムのセグメント型冷却剤経路を表している。図３にフローバルブとして示されているが、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、フローバルブ、可変速駆動（ＶＳＤ）冷却剤ポンプ、またはこれら２つの組み合わせであり得る。ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、内部ＳＣＣ２２によって直接的または間接的に制御され、セグメント型冷却剤経路を通る冷却剤の流れを必要に応じて増加または減少させる。ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、内部ＳＣＣ２２と有線または無線のデータ通信を行う。
【0032】
図４は、本発明の一実施形態における、電動電気車両１－００と電力源２０との間で分割された外部冷却システムを表すブロック図である。電動電気車両１－００は、複数のエネルギー貯蔵装置１０と、一対の冷却剤トランク１４Ｃと、マスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）１５と、電気接続部１７と、駆動輪１８Ｂに対する少なくとも１つの走行用モーター１８Ａと、を含む。電力源２０は、外部冷却ユニット２１と、充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）２２と、電力供給装置２３と、を含む。エネルギー貯蔵装置１０は、熱交換器１１とセグメント型バッテリーモジュール１３との間に、通常は水冷で使用されるオプションの熱インターフェース１２を含む。熱交換器１１は、ＨＥインレット１１Ａと、ＨＥアウトレット１１Ｂと、ＨＥフローコントローラ１１Ｃと、複数のＨＥ流路１１Ｄを含む。図４にフローバルブとして示されているが、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、フローバルブ、可変速駆動（ＶＳＤ）冷却剤ポンプ、またはこれら２つの組み合わせであり得る。ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、充電ＳＣＣ２２によって直接的または間接的に制御され、セグメント型冷却剤経路を通る冷却剤の流れを必要に応じて増加または減少させる。
【0033】
図４に示されるように、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、ＨＥフローコネクタ１１Ｅを介して充電ＳＣＣ２２と有線または無線のデータ通信を行う。図６Ｂおよび６Ｃに詳述される代替の実施形態では、ＨＥフローコントローラ１１Ｃの制御は、電力源２０に取り付けられた充電ＳＣＣ２２、電気車両内に取り付けられた内部ＳＣＣ１６、またはこれら２つの組み合わせのいずれかによって指示され得る。
【0034】
図４に示されるように、セグメント型バッテリーモジュール１３は、（ｉ）電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続された複数のバッテリーセル１３Ｂと、（ｉｉ）温度センサー１３Ｃ、電圧センサー１３Ｄ、および電流センサー１３Ｅとデータ通信するバッテリー管理ユニット（ＢＭＵ）１３Ａと、を含む。充電ＳＣＣ２２は、パラメータのセットを含む充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）２２を含む。図４では、簡略化のために、１つのエネルギー貯蔵装置１０のみ（Ｎ個ある中の０１）、およびその構成要素が示されている。
【0035】
図４は、本発明の実施形態の外部冷却システムのためのセグメント型冷却剤経路を示している。各エネルギー貯蔵装置１０について、セグメント型冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して電力源２０の外部冷却ユニット２１から出て、一対の冷却材トランク１４Ｃの冷トランク１４Ｃ－１（図４には示されておらず、図６Ａを参照）を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、一対の冷却剤トランク１４Ｃの温トランク１４Ｃ－２（図４には示されておらず、図６Ａを参照）を通り、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して電力源２０の外部冷却ユニット２１に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。冷却剤が各セグメント型冷却剤経路を通ってポンプ送出されるとき、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量があり、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、このＨＥ流量を調整することができる。この実施形態では、電動電気車両１－００と電力源２０との間に冷却剤の流れがある。
【0036】
図４は、センサー（１３Ｃ、１３Ｄ、および１３Ｅ）から、ＢＭＵ１３Ａへ至り、ＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線でＭＢＭＳ１５へ至り、ＭＢＭＳコネクタ１５Ａを介して充電ＳＣＣ２２へ至るデータ通信接続を示している。充電ＳＣＣ２２はまた、外部冷却ユニット２１とデータ通信する。
【0037】
図４は、（ｉ）各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂとエネルギー貯蔵装置１０のバッテリーコネクタ１３Ｇを介した電気接続部１７との間、（ｉｉ）電気接続部１７と車輪１８Ｂを駆動する少なくとも１つの走行用モーター１８Ａとの間、および（ｉｉｉ）電力源２０の電力供給装置２３と電気接続コネクタ１７Ａを介した電気接続部１７との間、の電力接続を示している。
【0038】
図５は、本発明の一実施形態における、電動電気車両１－００と電力源２０との間で分割された外部冷却システムの電気接続およびデータ通信接続を表すブロック図である。図５は、それぞれが独自のＢＭＵ１３Ａ（ＢＭＵ01、ＢＭＵ02．．．ＢＭＵN ）を有する、３つのエネルギー貯蔵装置１０（０１、０２．．．Ｎ）を示している。各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂは、電気接続部１７と電気的に接続される。各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａは、ＭＢＭＳ１５とデータ通信する。ＭＢＭＳ１５は、充電ＳＣＣ２２とデータ通信する。充電ＳＣＣ２２は、外部冷却ユニット２１とデータ通信する。電気接続部１７は、電動電気車両１－００の車輪１８Ｂを駆動する少なくとも１つの走行用モーター１８Ａと電気的に接続される。電気接続部１７は、充電セッション中など、電気接続コネクタ１７Ａを介して電力源２０の電力供給装置２３と電気的に接続される。図面を簡単にするために、充電ＳＣＣ２２（または図６Ｂおよび６Ｃの実施形態のような任意の内部ＳＣＣ１６）とＨＥフローコントローラ１１Ｃの各々との間の有線または無線のデータ通信経路を図示していない。
【0039】
図６Ａは、本発明の一実施形態における、外部冷却ユニット２１を通過する外部冷却システムのセグメント型冷却剤経路に沿った構成要素の流体接続を表すブロック図である。セグメント型冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、一対の冷却剤トランク１４Ｃの冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して電力源２０の外部冷却ユニット２１に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。冷却剤が各セグメント型冷却剤経路を通ってポンプ送出されるとき、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量があり、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、このＨＥ流量を調整することができる。この実施形態では、電動電気車両１－００と電力源２０との間に冷却剤の流れがある。図６Ａはまた、動力車に収容された外部冷却システムのセグメント型冷却剤経路を表す。
【0040】
図６Ａの実施形態は、内部冷却ユニット１４を含まない。以下で説明する図６Ｂおよび６Ｃに示されるように、本発明の実施形態は、電気車両の電動運転中および／または充電セッション中にセグメント型バッテリーモジュール１３を冷却するための内部冷却ユニット１４を、オプションで含み得る。
【0041】
図６Ｂは、本発明の一実施形態における、外部冷却ユニット２１に熱伝導率で連結された、内部冷却ユニット１４および外内（ｅｘｔｅｒｎａｌ－ｔｏ－ｉｎｔｅｒｎａｌ）熱交換器１４Ｄを通過する外部冷却システムのセグメント型冷却剤経路に沿った構成要素の流体接続を表すブロック図である。各エネルギー貯蔵装置１０について、セグメント型冷却剤経路は、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、一対の冷却剤トランク１４Ｃの冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。冷却剤が各セグメント型冷却剤経路を通ってポンプ送出されるとき、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量があり、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、このＨＥ流量を調整することができる。この実施形態では、電動電気車両１－００と電力源２０との間に冷却剤の流れがある。図６Ｂはまた、動力車に収容された外部冷却システムのセグメント型冷却剤経路を表す。
【0042】
図６Ｂに示されるように、セグメント型冷却剤経路内の冷却剤は、外内熱交換器１４Ｄにおいて更に冷却される。外内熱交換器１４Ｄは、電力源２０内の外部冷却ユニット２１から第２の冷却剤経路を受け入れる。第２の冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、外内熱交換器１４Ｄを通過し、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に戻る。セグメント型冷却剤経路の冷却剤は、第２の冷却剤経路の冷却剤と混合しない。この冷却剤の分離により、電気車両の内部冷却ユニット１４と電力源の外部冷却ユニット２１との間で異なる冷却剤を使用することが可能になる。このような分離は、汚染された冷却剤、腐食性の冷却剤、または濾過されていない冷却剤の使用から生じる問題も回避する。
【0043】
図６Ｃは、本発明の一実施形態における、内部冷却ユニット１４および外部冷却ユニット２１の両方を通過する外部冷却システムのセグメント型冷却剤経路に沿った構成要素の流体接続を表すブロック図である。セグメント型冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、一対の冷却剤トランク１４Ｃの冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に入り、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して電力源２０の外部冷却ユニット２１に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。冷却剤が各セグメント型冷却剤経路を通ってポンプ送出されるとき、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量があり、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、このＨＥ流量を調整することができる。この実施形態では、電動電気車両１－００と電力源２０との間に冷却剤の流れがある。図６Ｃのブロック図はまた、動力車に収容された外部冷却システムのセグメント型冷却剤経路を表す。
【0044】
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃにフローバルブとして示されているが、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、フローバルブ、可変速駆動（ＶＳＤ）冷却剤ポンプ、またはこれら２つの組み合わせであり得る。これらの図に示されるように、ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、充電セッション中に充電ＳＣＣ２２によって直接的または間接的に制御され、セグメント型冷却剤経路を通る冷却剤の流れを必要に応じて増加または減少させる。ＨＥフローコントローラ１１Ｃは、充電ＳＣＣ２２と有線または無線のデータ通信を行う。充電ＳＣＣ２２（電気車両に収容されている場合）を使用して内部冷却ユニット１４およびＨＥフローコントローラ１１Ｃを制御し、電気車両の電動運転中にセグメント型バッテリーモジュール１３が冷却され得ること、あるいは、内部ＳＣＣ１６を電気車両に追加して内部冷却ユニット１４およびＨＥフローコントローラ１１Ｃを制御し、電気車両の電動運転中にセグメント型バッテリーモジュール１３が冷却され得ることに留意されたい。
【0045】
図７は、本発明の一実施形態における、コンピュータで実施される内部冷却方法で行われるステップのフローチャート７－００である。ステップ７－０１から７－０４を以下に示す。
７－０１ 各エネルギー貯蔵装置１０のセンサーから送信されるセンサー情報であって、各センサーからエネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａに送信され、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線でＭＢＭＳに送信され、内部ＳＣＣ１６へ送信される、センサー情報を収集する。
７－０２ 内部ＳＣＣ１６に記憶されたパラメータのセットの中から、各エネルギー貯蔵装置１０についてのパラメータにアクセスする。
７－０３ エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３を好ましい温度範囲内に維持するために、内部ＳＣＣ１６を使用して、エネルギー貯蔵装置１０についての熱モデルおよび／または制御ループのいずれかを用いて、各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算する。
７－０４ ＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を最適範囲内に調整し、センサー情報を収集し、計算を繰り返す。
７－０１ 各エネルギー貯蔵装置１０のセンサーから送信されるセンサー情報であって、各センサーからエネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａに送信され、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線でＭＢＭＳに送信され、内部ＳＣＣ１６へ送信される、センサー情報を収集する。
７－０２ 内部ＳＣＣ１６に記憶されたパラメータのセットの中から、各エネルギー貯蔵装置１０についてのパラメータにアクセスする。
７－０３ エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３を好ましい温度範囲内に維持するために、内部ＳＣＣ１６を使用して、エネルギー貯蔵装置１０についての熱モデルおよび／または制御ループのいずれかを用いて、各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算する。
７－０４ ＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を最適範囲内に調整し、センサー情報を収集し、計算を繰り返す。
【0046】
図８は、本発明の一実施形態における、コンピュータで実施される外部冷却方法で行われるステップのフローチャートである。ステップ８－０１から８－０９を以下に示す。
８－０１ 電気車両を電力源２０に駐車して、（１）ＥＣＵインレット２１ＢおよびＥＣＵアウトレット２１Ａを冷却剤トランク１４Ｃに接続し、（２）ＭＢＭＳコネクタ１５Ａを介して充電ＳＣＣ２２をＭＢＭＳに接続し、（３）電気接続コネクタ１７Ａを介して電力供給装置２３を電気接続部１７に接続する。
８－０２ センサーからセンサー情報を収集し、ＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線でセンサー情報をＭＢＭＳに送信し、ＭＢＭＳコネクタ１５Ａを介して充電ＳＣＣ２２でセンサー情報を受信する。
８－０３ 充電ＳＣＣ２２に記憶されたパラメータのセットの中から、各エネルギー貯蔵装置１０についてのパラメータにアクセスする。
８－０４ 充電セッションを開始して各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂを充電する。
８－０５ セグメント型バッテリーモジュール１３を好ましい温度範囲内に維持するために、熱モデルおよび／または制御ループのいずれかを用いて、ＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算する。
８－０６ ＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を最適範囲内に調整し、センサー情報を収集し、充電セッションが完了するまで計算を繰り返す。
８－０７ 充電セッションを終了する。
８－０８ ＥＣＵインレット２１ＢおよびＥＣＵアウトレット２１Ａを冷却剤トランク１４Ｃから切り離し、充電ＳＣＣ２２をＭＢＭＳコネクタ１５Ａから切り離し、電力供給装置２３を電気接続コネクタ１７Ａから切り離す。
８－０９ 電気車両を電力源２０から移動させ、オプションで、内部ＳＣＣ１６によって制御される内部冷却ユニット１４を使用して電気車両の電動運転中にセグメント型バッテリーモジュール１３を冷却する。
８－０１ 電気車両を電力源２０に駐車して、（１）ＥＣＵインレット２１ＢおよびＥＣＵアウトレット２１Ａを冷却剤トランク１４Ｃに接続し、（２）ＭＢＭＳコネクタ１５Ａを介して充電ＳＣＣ２２をＭＢＭＳに接続し、（３）電気接続コネクタ１７Ａを介して電力供給装置２３を電気接続部１７に接続する。
８－０２ センサーからセンサー情報を収集し、ＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線でセンサー情報をＭＢＭＳに送信し、ＭＢＭＳコネクタ１５Ａを介して充電ＳＣＣ２２でセンサー情報を受信する。
８－０３ 充電ＳＣＣ２２に記憶されたパラメータのセットの中から、各エネルギー貯蔵装置１０についてのパラメータにアクセスする。
８－０４ 充電セッションを開始して各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂを充電する。
８－０５ セグメント型バッテリーモジュール１３を好ましい温度範囲内に維持するために、熱モデルおよび／または制御ループのいずれかを用いて、ＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算する。
８－０６ ＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を最適範囲内に調整し、センサー情報を収集し、充電セッションが完了するまで計算を繰り返す。
８－０７ 充電セッションを終了する。
８－０８ ＥＣＵインレット２１ＢおよびＥＣＵアウトレット２１Ａを冷却剤トランク１４Ｃから切り離し、充電ＳＣＣ２２をＭＢＭＳコネクタ１５Ａから切り離し、電力供給装置２３を電気接続コネクタ１７Ａから切り離す。
８－０９ 電気車両を電力源２０から移動させ、オプションで、内部ＳＣＣ１６によって制御される内部冷却ユニット１４を使用して電気車両の電動運転中にセグメント型バッテリーモジュール１３を冷却する。
【0047】
その最も一般的な形態において、電気車両内のセグメント型バッテリーモジュール１３のための内部冷却システムおよび方法は、電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置１０の各々に個別の冷却剤の流れを提供する。各エネルギー貯蔵装置１０は、セグメント型バッテリーモジュール１３と熱伝導率で結合された熱交換器１１を含む。セグメント型バッテリーモジュール１３は、バッテリーセル１３Ｂおよびセンサー（１３Ｃ、１３Ｄ、および１３Ｅ）を含む。熱交換器１１は、ＨＥフローコントローラ１１Ｃを含む。各エネルギー貯蔵装置１０についての個々のセンサー情報は、各セグメント型バッテリーモジュール１３のＢＭＵ１３Ａを介して収集される。内部ＳＣＣ１６は、この個々のセンサー情報を使用して、エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂを冷却するために、各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１を通じてポンプ送出される冷却剤のＨＥ流量を計算する。熱交換器１１に供給される冷却剤は、各充電セッション中に内部冷却ユニット１４によって冷却され、電気車両の電動運転中に内部冷却ユニット１４によっても冷却され得る。
【0048】
内部冷却発明の第１の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュール１３のための内部冷却システムである。このシステムは、（ａ）複数のエネルギー貯蔵装置１０と、ここで、各エネルギー貯蔵装置１０は、熱交換器１１およびセグメント型バッテリーモジュール１３の１つを含み、（ｂ）電気接続部１７と、（ｃ）ＩＣＵインレット１４ＢおよびＩＣＵアウトレット１４Ａを有する内部冷却ユニット１４と、（ｄ）一対の冷却剤トランク１４Ｃと、（ｅ）パラメータのセットを含む内部セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）１６と、を備える。各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１は、（１）熱交換器１１を通る冷却剤の流れを制御するためのＨＥフローコントローラ１１Ｃと、（２）熱交換器１１内の複数のＨＥ流路１１Ｄに冷却剤を受け入れるためのＨＥインレット１１Ａと、（３）熱交換器１１のＨＥ流路１１Ｄから冷却剤を排出するためのＨＥアウトレット１１Ｂと、を含む。各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３は、（１）電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続された複数のバッテリーセル１３Ｂと、（２）複数のセンサーとデータ通信するバッテリー管理モジュール（ＢＭＵ）１３Ａと、ここで、センサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃを含み、ＢＭＵ１３Ａは、センサーからセンサー情報を収集するように構成され、（３）ＢＭＵ１３Ａとデータ通信するＢＭＵコネクタ１３Ｆと、を含む。電気接続部１７は、各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーコネクタ１３Ｇと電気的に接続される。電気接続部１７は、１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続される。１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａの各々は、エネルギー貯蔵装置１０の１つまたは複数に対する充電セッション中に電力源２０の１つまたは複数の電力供給装置２３のうちの１つに接続可能である。一対の冷却材トランク１４Ｃは、（１）内部冷却ユニット１４からＩＣＵインレット１４Ａを介して受け入れた冷却された冷却剤を有する冷トランク１４Ｃ－１と、（２）ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に向けられた加温された冷却剤を有する温トランク１４Ｃ－２と、を含む。冷トランク１４Ｃ－１は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａの各々と流体接続される。温トランク１４Ｃ－２は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂの各々と流体接続される。内部冷却ユニット１４と各熱交換器１１との間のセグメント型冷却剤経路が各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられ、セグメント型冷却剤経路は、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を有する。各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられたセグメント型冷却剤経路は、ＨＥフローコントローラ１１Ｃによって調整されたＨＥ流量を有する。内部ＳＣＣ１６は、（１）内部冷却ユニット１４、（２）各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃ、および（３）エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３のＢＭＵ１３Ａと、直接または間接的にデータ通信する。内部ＳＣＣ１６は、各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａによって収集されたセンサー情報を、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、センサー情報は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃによって測定された温度情報を少なくとも含む。パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３についての好ましい温度範囲を少なくとも含む。内部ＳＣＣ１６は、定期的に、（１）各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１のＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算し、（２）エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量を有線または無線で制御して、ＨＥ流量を最適範囲内に維持するように構成される。最適範囲は、（ａ）エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介してエネルギー貯蔵装置１０のセンサーから内部ＳＣＣ１６によって受信されるセンサー情報と、（ｂ）エネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲との関数である。
【0049】
内部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、内部ＳＣＣ１６は、制御ループを使用して、（ａ）内部冷却ユニット１４に供給される電力定格を調整し、（ｂ）各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の温度センサー１３Ｃからの温度情報に従って、エネルギー貯蔵装置１０の少なくとも１つへの冷却剤の送出を優先付けし、（ｃ）ＨＥフローコントローラ１１Ｃの１つまたは複数を通る冷却剤のＨＥ流量を調整する。
【0050】
内部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内の複数のセンサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３のバッテリーセル１３Ｂの電流情報を測定し、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介して内部ＳＣＣ１６に送信するように構成された電流センサー１３Ｅを更に含む。また、パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置１０についての熱モデルを含む。更に、内部ＳＣＣ１６は、（ｉ）エネルギー貯蔵装置１０の熱モデル、エネルギー貯蔵装置１０についての電流情報、およびエネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲からの、エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値と、（ｉｉ）エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値を打ち消すための、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量についての最適範囲とを、各エネルギー貯蔵装置１０について計算または再計算するように更に構成される。
【0051】
内部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、冷却剤は、流体、水、ガス、または空気である。
【0052】
内部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）システムは、マスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）１５を更に含み、（ｂ）内部ＳＣＣ１６と各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆとの間の有線または無線のデータ通信は、ＭＢＭＳ１５を介してルーティングされる。
【0053】
内部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１とセグメント型バッテリーモジュール１３は、熱インターフェース１２を介して熱伝導率が対になっており、（ｂ）各エネルギー貯蔵装置１０に対する熱交換器１１は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の少なくとも１つの外面領域に対応するヒートシンクを含み、（ｃ）ヒートシンクと各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３との間の熱インターフェース１２は、圧縮性の熱伝導性材料または熱伝導性ペーストである。各エネルギー貯蔵装置１０のヒートシンクは、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを囲むアルミニウムシェルを備え得る。
【0054】
セグメント型バッテリーモジュール１３内の熱伝導フレーム構成要素を使用することで、バッテリーセル１３Ｂからセグメント型バッテリーモジュール１３の外面領域への熱伝導を増加させることができる。セグメント型バッテリーモジュール１３の上面にある第１のヒートシンクおよびセグメント型バッテリーモジュール１３の底面にある第２のヒートシンクなど、複数のヒートシンクを使用することも有益である。セグメント型バッテリーモジュール１３とヒートシンクとの間のエアギャップが断熱層として機能するので、圧縮性の熱伝導性材料または熱伝導性ペーストの使用は有益である。セグメント型バッテリーモジュール１３のより広い表面積を冷却するために、ヒートシンク内に多くのＨＥ流路１１Ｄを有することは有用である。
【0055】
内部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、このシステムは、電気車両に収容される。電気車両は、電動電気車両１－００または動力車である可能性がある。電動電気車両１－００の場合、電動車両は、車両制御システムと、電気接続部１７と電気的に接続された少なくとも１つの走行用モーター１８Ａとを含み、少なくとも１つの走行用モーター１８Ａの動作は車両制御システムによって制御され、内部ＳＣＣ１６は車両制御システムとデータ通信する。電動車両において、内部ＳＣＣ１６は、（ｉ）速度マップ、傾斜勾配マップ、移動距離、および移動時間のうちの少なくとも１つを詳述する旅程マップ、または（ｉｉ）電動電気自動車１－００の現在の速度、電動電気自動車１－００の少なくとも１つの走行用モーター１８Ａの現在の電流負荷、および電動電気自動車１－００の現在の傾斜のうちの少なくとも１つを詳述する車両ダッシュボード、のいずれかをダウンロードまたはリンクするように構成され得る。電気車両が動力車である場合、（ａ）動力車は、システムの電気接続部１７と電気的に接続された１つまたは複数の電源アウトレットが含まれ、（ｂ）１つまたは複数の電源アウトレットは、電動電気車両１－００の１つまたは複数の電源インレットに接続可能である。
【0056】
内部冷却発明の第２の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュール１３のためのコンピュータで実施される内部冷却方法である。この方法は、（ａ）複数のエネルギー貯蔵装置１０を維持すること、ここで、各エネルギー貯蔵装置１０は、熱交換器１１およびセグメント型バッテリーモジュール１３の１つを含み、（ｂ）電気接続部１７を維持すること、（ｃ）ＩＣＵインレット１４ＢおよびＩＣＵアウトレット１４Ａを有する内部冷却ユニット１４を維持すること、（ｄ）一対の冷却剤トランク１４Ｃを維持すること、（ｅ）パラメータのセットを含む内部セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）１６を維持すること、（ｆ）内部ＳＣＣ１６を定期的に使用して、各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１のＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算すること、（ｇ）エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量を有線または無線で制御して、ＨＥ流量を最適範囲内に維持すること、を備える。各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１は、（１）熱交換器１１を通る冷却剤の流れを制御するためのＨＥフローコントローラ１１Ｃと、（２）熱交換器１１内の複数のＨＥ流路１１Ｄに冷却剤を受け入れるためのＨＥインレット１１Ａと、（３）熱交換器１１のＨＥ流路１１Ｄから冷却剤を排出するためのＨＥアウトレット１１Ｂと、を含む。各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３は、（１）電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続された複数のバッテリーセル１３Ｂと、（２）複数のセンサーとデータ通信するバッテリー管理モジュール（ＢＭＵ）１３Ａと、ここで、センサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃを含み、ＢＭＵ１３Ａは、センサーからセンサー情報を収集するように構成され、（３）ＢＭＵ１３Ａとデータ通信するＢＭＵコネクタ１３Ｆと、を含む。電気接続部１７は、各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーコネクタ１３Ｇと電気的に接続される。電気接続部１７は、１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続される。１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａの各々は、エネルギー貯蔵装置１０の１つまたは複数に対する充電セッション中に電力源２０の１つまたは複数の電力供給装置２３のうちの１つに接続可能である。一対の冷却材トランク１４Ｃは、（１）内部冷却ユニット１４からＩＣＵインレット１４Ａを介して受け入れた冷却された冷却剤を有する冷トランク１４Ｃ－１と、（２）ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に向けられた加温された冷却剤を有する温トランク１４Ｃ－２と、を含む。冷トランク１４Ｃ－１は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａの各々と流体接続される。温トランク１４Ｃ－２は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂの各々と流体接続される。内部冷却ユニット１４と各熱交換器１１との間のセグメント型冷却剤経路が各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられ、セグメント型冷却剤経路は、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に戻る。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を有する。各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられたセグメント型冷却剤経路は、ＨＥフローコントローラ１１Ｃによって調整されたＨＥ流量を有する。内部ＳＣＣ１６は、（１）内部冷却ユニット１４、（２）各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃ、および（３）エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３のＢＭＵ１３Ａと、直接または間接的にデータ通信する。内部ＳＣＣ１６は、各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａによって収集されたセンサー情報を、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、センサー情報は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃによって測定された温度情報を少なくとも含む。パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置のセグメント型バッテリーモジュール１３についての好ましい温度範囲を少なくとも含む。最適範囲は、（ｉ）エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介してエネルギー貯蔵装置１０のセンサーから内部ＳＣＣ１６によって受信されるセンサー情報と、（ｉｉ）エネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲との関数である。
【0057】
内部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、内部ＳＣＣ１６は、制御ループを使用して、（ａ）内部冷却ユニット１４に供給される電力定格を調整し、（ｂ）各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の温度センサー１３Ｃからの温度情報に従って、エネルギー貯蔵装置１０の少なくとも１つへの冷却剤の送出を優先付けし、（ｃ）ＨＥフローコントローラ１１Ｃの１つまたは複数を通る冷却剤のＨＥ流量を調整する。
【0058】
内部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内の複数のセンサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３のバッテリーセル１３Ｂの電流情報を測定し、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介して内部ＳＣＣ１６に送信するように構成された電流センサー１３Ｅを更に含む。また、パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置１０についての熱モデルを含む。更に、内部ＳＣＣ１６を定期的に使用して最適範囲を計算または再計算するステップは、（ｉ）エネルギー貯蔵装置１０の熱モデル、エネルギー貯蔵装置１０についての電流情報、およびエネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲からの、エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値と、（ｉｉ）エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値を打ち消すための、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量についての最適範囲とを、各エネルギー貯蔵装置１０について計算または再計算することを含む。
【0059】
内部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、冷却剤は、流体、水、ガス、または空気である。
【0060】
内部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）システムは、マスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）１５を更に含み、（ｂ）内部ＳＣＣ１６と各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆとの間の有線または無線のデータ通信は、ＭＢＭＳ１５を介してルーティングされる。
【0061】
内部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）各エネルギー貯蔵装置１０に対する熱交換器１１は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の少なくとも１つの外面領域に対応するヒートシンクを含み、（ｂ）ヒートシンクと各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３との間の熱インターフェース１２は、圧縮性の熱伝導性材料または熱伝導性ペーストである。各エネルギー貯蔵装置１０のヒートシンクは、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを囲むアルミニウムシェルを備え得る。
【0062】
内部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、この方法は、電気車両によって実施される。電気車両は、電動電気車両１－００または動力車である可能性がある。電動電気車両１－００の場合、（ａ）電動電気車両１－００は、車両制御システムと、電気接続部１７と電気的に接続された少なくとも１つの走行用モーター１８Ａとを含み、（ｂ）少なくとも１つの走行用モーター１８Ａの動作は車両制御システムによって制御され、（ｃ）内部ＳＣＣ１６は車両制御システムとデータ通信する。内部ＳＣＣ１６は、（ｉ）速度マップ、傾斜勾配マップ、移動距離、および移動時間のうちの少なくとも１つを詳述する旅程マップ、または（ｉｉ）電動電気自動車１－００の現在の速度、電動電気自動車１－００の少なくとも1つの走行用モーター１８Ａの現在の電流負荷、および電動電気自動車１－００の現在の傾斜のうちの少なくとも１つを詳述する車両ダッシュボード、のいずれかをダウンロードまたはリンクするように構成される。
【0063】
内部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）電気車両は、システムの電気接続部１７と電気的に接続された１つまたは複数の電源アウトレットを含む動力車であり、（ｂ）１つまたは複数の電源アウトレットは、電動電気車両１－００の１つまたは複数の電源インレットに接続可能である。
【0064】
その最も一般的な形態において、電気車両内のセグメント型バッテリーモジュール１３のための外部冷却システムおよび方法は、電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置１０の各々に個別の冷却剤の流れを提供する。各エネルギー貯蔵装置１０は、セグメント型バッテリーモジュール１３と熱伝導率で結合された熱交換器１１を含む。セグメント型バッテリーモジュール１３は、バッテリーセル１３Ｂおよびセンサー（１３Ｃ、１３Ｄ、および１３Ｅ）を含む。熱交換器１１は、ＨＥフローコントローラ１１Ｃを含む。各エネルギー貯蔵装置１０についての個々のセンサー情報は、各セグメント型バッテリーモジュール１３のＢＭＵ１３Ａを介して収集される。充電ＳＣＣ２２は、この個々のセンサー情報を使用して、エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂを冷却するために、各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１を通じてポンプ送出される冷却剤のＨＥ流量を計算する。熱交換器１１に供給される冷却剤は、各充電セッション中に電力源２０の外部冷却ユニット２１によって冷却される。
【0065】
電気車両内に取り付けられたセグメント型バッテリーモジュール１３のための外部冷却システムおよび方法は、電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置１０の各々に個別の冷却剤の流れを提供するシステムおよび方法である。各エネルギー貯蔵装置１０は、セグメント型バッテリーモジュール１３と熱伝導率で結合された熱交換器１１を含む。セグメント型バッテリーモジュール１３は、バッテリーセル１３Ｂおよびセンサー（１３Ｃ、１３Ｄ、および１３Ｅ）を含む。熱交換器１１は、ＨＥフローコントローラ１１Ｃを含む。各エネルギー貯蔵装置１０についての個々のセンサー情報は、各セグメント型バッテリーモジュール１３のＢＭＵ１３Ａを介して収集される。充電ＳＣＣ２２は、この個々のセンサー情報を使用して、エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーセル１３Ｂを冷却するために、各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１を通じて送り込まれる冷却剤のＨＥ流量を計算する。熱交換器１１に供給される冷却剤は、各充電セッション中に電力源２０の外部冷却ユニット２１によって冷却される。
【0066】
外部冷却発明の第１の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュール１３のための外部冷却システムである。このシステムは、電力源２０と対になった電気車両と、（ａ）電気車両に収容された複数のエネルギー貯蔵装置１０と、ここで、各エネルギー貯蔵装置１０は、熱交換器１１およびセグメント型バッテリーモジュール１３の１つを含み、（ｂ）電気車両に収容された電気接続部１７と、（ｃ）電気車両に収容されたマスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）１５と、（ｄ）電力源２０に収容された外部冷却ユニット２１と、ここで、外部冷却ユニット２１は、ＥＣＵインレット２１ＢおよびＥＣＵアウトレット２１Ａを含み、（ｅ）電気車両に収容された一対の冷却剤トランク１４Ｃと、（ｆ）充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）２２と、ここで、充電ＳＣＣ２２は、パラメータのセットを含み、を備える。各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１は、（１）熱交換器１１を通る冷却剤の流れを制御するためのＨＥフローコントローラ１１Ｃと、（２）熱交換器１１内の複数のＨＥ流路１１Ｄに冷却剤を受け入れるためのＨＥインレット１１Ａと、（３）熱交換器１１のＨＥ流路１１Ｄから冷却剤を排出するためのＨＥアウトレット１１Ｂと、を含む。各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３は、（１）電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続された複数のバッテリーセル１３Ｂと、（２）複数のセンサーとデータ通信するバッテリー管理モジュール（ＢＭＵ）１３Ａと、ここで、センサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃを含み、ＢＭＵ１３Ａは、センサーからセンサー情報を収集するように構成され、（３）ＢＭＵ１３Ａとデータ通信するＢＭＵコネクタ１３Ｆと、を含む。電気接続部１７は、各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーコネクタ１３Ｇと電気的に接続される。電気接続部１７は、１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続される。１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａの各々は、各充電セッション中のエネルギー貯蔵装置１０の１つまたは複数のために、複数の充電セッションの各々の間に、電力源２０の１つまたは複数の電力供給装置２３のうちの１つに接続可能である。ＭＢＭＳ１５は、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線で、各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａとデータ通信する。一対の冷却材トランク１４Ｃは、（１）冷却された冷却剤を受け入れるための冷トランク１４Ｃ－１と、（２）加温された冷却剤を排出するための温トランク１４Ｃ－２と、を含む。冷トランク１４Ｃ－１は、エネルギー貯蔵装置のＨＥインレット１１Ａの各々と流体接続される。温トランク１４Ｃ－２は、エネルギー貯蔵装置のＨＥアウトレット１１Ｂの各々と流体接続される。外部冷却ユニット２１と各熱交換器１１との間のセグメント型冷却剤経路が、各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられる。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を有する。各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられたセグメント型冷却剤経路は、ＨＥフローコントローラ１１Ｃによって調整されたＨＥ流量を有する。各充電セッション中に、充電ＳＣＣ２２は、（１）外部冷却ユニット２１、（２）各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃ、（３）ＭＢＭＳ１５、および（４）エネルギー貯蔵装置１０のＭＢＭＳ１５およびＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３のＢＭＵ１３Ａと、有線または無線で、直接または間接的にデータ通信する。各充電セッション中に、充電ＳＣＣ２２は、各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａによって収集されたセンサー情報を、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、センサー情報は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃによって測定された温度情報を少なくとも含む。パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３についての好ましい温度範囲を少なくとも含む。各充電セッション中に、充電ＳＣＣ２２は、定期的に、（１）各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１のＨＥ流量について最適範囲を計算または再計算し、（２）エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量を有線または無線で制御して、ＨＥ流量を最適範囲内に維持するように構成される。最適範囲は、（ａ）エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介してエネルギー貯蔵装置１０のセンサーから充電ＳＣＣ２２によって受信されるセンサー情報と、（ｂ）エネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲との関数である。
【0067】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、充電ＳＣＣ２２は、電気車両、あるいは、電力源２０に収容される。
【0068】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）冷トランク１４Ｃ－１は、ＥＵＣアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から冷却された冷却剤を受け取り、（ｂ）温トランク１４Ｃ－２は、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に加温された冷却剤を排出し、（ｃ）各エネルギー貯蔵装置１０に対するセグメント型冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に戻る。
【0069】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、このシステムは、外内熱交換器１４Ｄおよび内部冷却ユニット１４を更に備える。内部冷却ユニット１４は、ＩＣＵインレット１４ＢおよびＩＣＵアウトレット１４Ａを含む。冷トランク１４Ｃ－１は、冷却剤が外内熱交換器１４Ｄを通過した後、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から冷却された冷却剤を受け入れる。温トランク１４Ｃ－２は、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して加温された冷却剤を内部冷却ユニット１４に排出する。各エネルギー貯蔵装置１０に対するセグメント型冷却剤経路は、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、外内熱交換器１４Ｄを通り、一対の冷却材トランク１４Ｃの冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に戻る。第２の冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、外内熱交換器１４Ｄを通過し、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に戻る。この実施形態は、（ａ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両に収容され、（ｂ）内部冷却ユニット１４は、充電ＳＣＣ２２とデータ通信し、（ｃ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成されるように、オプションで構成することができる。あるいは、この実施形態は、（ａ）システムは、電気車両に収容された内部セグメント型冷却剤コントローラ（ＳＣＣ）１６を更に備え、（ｂ）充電ＳＣＣ２２は、電力源２０に収容され、（ｃ）内部冷却ユニット１４は、内部ＳＣＣ１６とデータ通信し、（ｄ）内部ＳＣＣ１６は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成されるように、オプションで構成することができる。
【0070】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、このシステムは、内部冷却ユニット１４を更に備える。冷トランク１４Ｃ－１は、ＥＵＣアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から冷却された冷却剤を受け入れる。温トランク１４Ｃ－２は、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して加温された冷却剤を内部冷却ユニット１４に排出する。各エネルギー貯蔵装置１０に対するセグメント型冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に入り、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に戻る。この実施形態は、（ａ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両に収容され、（ｂ）内部冷却ユニット１４は、充電ＳＣＣ２２とデータ通信し、（ｃ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成されるように、オプションで構成することができる。あるいは、この実施形態は、（ａ）システムは、電気車両に収容された内部セグメント型冷却剤コントローラ（ＳＣＣ）を更に備え、（ｂ）充電ＳＣＣ２２は、電力源２０に収容され、（ｃ）内部冷却ユニット１４は、内部ＳＣＣ１６とデータ通信し、（ｄ）内部ＳＣＣ１６は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成されるように、オプションで構成することができる。
【0071】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、充電ＳＣＣは、制御ループを使用して、（ａ）外部冷却ユニット２１に供給される電力定格を調整し、（ｂ）各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の温度センサー１３Ｃからの温度情報に従って、エネルギー貯蔵装置１０の少なくとも１つへの冷却剤の送出を優先付けし、（ｃ）ＨＥフローコントローラ１１Ｃの１つまたは複数を通る冷却剤のＨＥ流量を調整する。
【0072】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内の複数のセンサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３のバッテリーセル１３Ｂの電流情報を測定し、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介して充電ＳＣＣに送信するように構成された電流センサー１３Ｅを更に含む。パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置１０についての熱モデルを含む。各エネルギー貯蔵装置１０についての最適範囲の充電ＳＣＣによる計算または再計算は、（ｉ）エネルギー貯蔵装置１０の熱モデル、エネルギー貯蔵装置１０についての電流情報、およびエネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲からの、エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値と、（ｉｉ）エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値を打ち消すための、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量についての最適範囲とを、計算または再計算することを含む。
【0073】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、冷却剤は、流体、水、ガス、または空気である。
【0074】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１とセグメント型バッテリーモジュール１３は、熱インターフェース１２を介して熱伝導率が対になっており、（ｂ）各エネルギー貯蔵装置１０に対する熱交換器１１は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の少なくとも１つの外面領域に対応するヒートシンクを含み、（ｃ）ヒートシンクと各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３との間の熱インターフェース１２は、圧縮性の熱伝導性材料または熱伝導性ペーストである。各エネルギー貯蔵装置１０のヒートシンクは、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを囲むアルミニウムシェルを備え得る。
【0075】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）電気車両は、車両制御システムと、電気接続部１７と電気的に接続された少なくとも１つの走行用モーター１８Ａとを含む電動電気車両１－００であり、（ｂ）少なくとも１つの走行用モーター１８Ａの動作は、車両制御システムによって制御される。
【0076】
外部冷却発明の第１の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）電気車両は、電気接続部１７と電気的に接続された１つまたは複数の電源アウトレットを含む動力車であり、（ｂ）１つまたは複数の電源アウトレットは、電動電気車両１－００の１つまたは複数の電源インレットに接続可能である。
【0077】
外部冷却発明の第２の実施形態は、複数のセグメント型バッテリーモジュール１３のためのコンピュータで実施される外部冷却方法である。この方法は、（ａ）電気車両内に複数のエネルギー貯蔵装置１０を維持すること、ここで、各エネルギー貯蔵装置１０は、熱交換器１１およびセグメント型バッテリーモジュール１３の１つを含み、（ｂ）電気車両内に電気接続部１７を維持すること、（ｃ）電気車両内にマスターバッテリー管理システム（ＭＢＭＳ）１５を維持すること、（ｄ）電力源２０内に外部冷却ユニット２１を維持すること、ここで、外部冷却ユニット２１は、ＥＣＵインレット２１ＢおよびＥＣＵアウトレット２１Ａを含み、（ｅ）電気車両内に一対の冷却剤トランク１４Ｃを維持すること、（ｆ）充電セグメント型冷却コントローラ（ＳＣＣ）２２を維持すること、ここで、充電ＳＣＣ２２は、パラメータのセットを含み、（ｇ）１つまたは複数のエネルギー貯蔵装置１０に対する充電セッションを開始すること、（ｈ）充電セッション中に、充電ＳＣＣ２２を定期的に使用して、各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１のＨＥ流量についての最適範囲を計算または再計算すること、（ｉ）充電セッション中に、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃとの直接または間接のデータ通信を介して、各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量を有線または無線で制御して、ＨＥ流量を最適範囲内に維持すること、を備える。各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１は、（１）熱交換器１１を通る冷却剤の流れを制御するためのＨＥフローコントローラ１１Ｃと、（２）熱交換器１１内の複数のＨＥ流路１１Ｄに冷却剤を受け入れるためのＨＥインレット１１Ａと、（３）熱交換器１１のＨＥ流路１１Ｄから冷却剤を排出するためのＨＥアウトレット１１Ｂと、を含む。各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３は、（１）電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続された複数のバッテリーセル１３Ｂと、（２）複数のセンサーとデータ通信するバッテリー管理モジュール（ＢＭＵ）１３Ａと、ここで、センサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃを含み、ＢＭＵ１３Ａは、センサーからセンサー情報を収集するように構成され、（３）ＢＭＵ１３Ａとデータ通信するＢＭＵコネクタ１３Ｆと、を含む。電気接続部１７は、各エネルギー貯蔵装置１０のバッテリーコネクタ１３Ｇと電気的に接続される。電気接続部１７は、１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａと電気的に接続される。１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａの各々は、エネルギー貯蔵装置１０の１つまたは複数に対する充電セッション中に電力源２０の１つまたは複数の電力供給装置２３のうちの１つに接続可能である。ＭＢＭＳ１５は、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線で、各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａとデータ通信する。一対の冷却材トランク１４Ｃは、（１）冷却された冷却剤を受け入れるための冷トランク１４Ｃ－１と、（２）加温された冷却剤を排出するための温トランク１４Ｃ－２と、を含む。冷トランク１４Ｃ－１は、エネルギー貯蔵装置のＨＥインレット１１Ａの各々と流体接続される。温トランク１４Ｃ－２は、エネルギー貯蔵装置のＨＥアウトレット１１Ｂの各々と流体接続される。外部冷却ユニット２１と各熱交換器１１との間のセグメント型冷却剤経路が、各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられる。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通過する。セグメント型冷却剤経路は、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃを通るＨＥ流量を有する。各エネルギー貯蔵装置１０に対して設けられたセグメント型冷却剤経路は、ＨＥフローコントローラ１１Ｃによって調整されたＨＥ流量を有する。充電セッション中に、充電ＳＣＣ２２は、（１）外部冷却ユニット２１、（２）各エネルギー貯蔵装置１０のＨＥフローコントローラ１１Ｃ、（３）ＭＢＭＳ１５、および（４）エネルギー貯蔵装置１０のＭＢＭＳ１５およびＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３のＢＭＵ１３Ａと、有線または無線で、直接または間接的にデータ通信する。各充電セッション中に、充電ＳＣＣ２２は、各エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａによって収集されたセンサー情報を、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵコネクタ１３Ｆを介して無線または有線で、直接または間接的に受信するように構成され、センサー情報は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内に配置された少なくとも１つの温度センサー１３Ｃによって測定された温度情報を少なくとも含む。パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３についての好ましい温度範囲を少なくとも含む。充電セッションを開始するステップは、（ｉ）ＭＢＭＳ１５を充電ＳＣＣ２２に接続すること、および（ｉｉ）１つまたは複数の電気接続コネクタ１７Ａを介して１つまたは複数の電力源２３に電気接続部１７を接続すること、を含む。最適範囲は、（ａ）エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介してエネルギー貯蔵装置１０のセンサーから充電ＳＣＣ２２によって受信されるセンサー情報と、（ｂ）エネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲との関数である。
【0078】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、充電ＳＣＣ２２は、電気車両内、あるいは、電力源２０内に維持される。
【0079】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）冷トランク１４Ｃ－１は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から冷却された冷却剤を受け入れ、（ｂ）温トランク１４Ｃ－２は、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部クーリングユニット２１に加温された冷却剤を排出し、（ｃ）各エネルギー貯蔵装置１０に対するセグメント型冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＥＵＣインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に戻る。
【0080】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、この方法は、外内熱交換器１４Ｄおよび内部冷却ユニット１４を維持することを更に備える。内部冷却ユニット１４は、ＩＣＵインレット１４ＢおよびＩＣＵアウトレット１４Ａを含む。冷トランク１４Ｃ－１は、冷却剤が外内熱交換器１４Ｄを通過した後、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から冷却された冷却剤を受け入れる。温トランク１４Ｃ－２は、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して加温された冷却剤を内部冷却ユニット１４に排出する。各エネルギー貯蔵装置１０に対するセグメント型冷却剤経路は、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、外内熱交換器１４Ｄを通り、一対の冷却材トランク１４Ｃの冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に戻る。第２の冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、外内熱交換器１４Ｄを通過し、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に戻る。この実施形態は、（ａ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両内に維持され、（ｂ）内部冷却ユニット１４は、充電ＳＣＣ２２とデータ通信し、（ｃ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成されるように、オプションで構成することができる。あるいは、この実施形態は、内部セグメント型冷却剤コントローラ（ＳＣＣ）を更にオプションで維持することができ、ここで、（ａ）充電ＳＣＣ２２は、電力源２０内に維持され、（ｂ）内部冷却ユニット１４は、内部ＳＣＣ１６とデータ通信し、（ｃ）内部ＳＣＣ１６は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成される。
【0081】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、この方法は、内部冷却ユニット１４を維持することを更に備える。冷トランク１４Ｃ－１は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から冷却された冷却剤を受け入れる。温トランク１４Ｃ－２は、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して加温された冷却剤を内部冷却ユニット１４に排出する。各エネルギー貯蔵装置１０に対するセグメント型冷却剤経路は、ＥＣＵアウトレット２１Ａを介して外部冷却ユニット２１から出て、冷トランク１４Ｃ－１を通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥインレット１１Ａを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを通り、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥアウトレット１１Ｂを通り、温トランク１４Ｃ－２を通り、ＩＣＵインレット１４Ｂを介して内部冷却ユニット１４に入り、ＩＣＵアウトレット１４Ａを介して内部冷却ユニット１４から出て、ＥＣＵインレット２１Ｂを介して外部冷却ユニット２１に戻る。この実施形態は、（ａ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両内に維持され、（ｂ）内部冷却ユニット１４は、充電ＳＣＣ２２とデータ通信し、（ｃ）充電ＳＣＣ２２は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成されるように、オプションで構成することができる。あるいは、この実施形態は、内部セグメント型冷却剤コントローラ（ＳＣＣ）を更にオプションで維持することができ、ここで、（ａ）充電ＳＣＣ２２は、電力源２０内に維持され、（ｂ）内部冷却ユニット１４は、内部ＳＣＣ１６とデータ通信し、（ｃ）内部ＳＣＣ１６は、電気車両の電動運転中に各エネルギー貯蔵装置１０を通る冷却剤の流れを制御するように構成される。
【0082】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、充電ＳＣＣは、制御ループを使用して、（ａ）外部冷却ユニット２１に供給される電力定格を調整し、（ｂ）各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の温度センサー１３Ｃからの温度情報に従って、エネルギー貯蔵装置１０の少なくとも１つへの冷却剤の送出を優先付けし、（ｃ）ＨＥフローコントローラ１１Ｃの１つまたは複数を通る冷却剤のＨＥ流量を調整する。
【0083】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３内の複数のセンサーは、セグメント型バッテリーモジュール１３のバッテリーセル１３Ｂの電流情報を測定し、エネルギー貯蔵装置１０のＢＭＵ１３Ａを介して充電ＳＣＣに送信するように構成された電流センサー１３Ｅを更に含む。また、パラメータのセットは、各エネルギー貯蔵装置１０についての熱モデルを含む。更に、充電ＳＣＣを定期的に使用して最適範囲を計算または再計算するステップは、（ｉ）エネルギー貯蔵装置１０の熱モデル、エネルギー貯蔵装置１０についての電流情報、およびエネルギー貯蔵装置１０についての好ましい温度範囲からの、エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値と、（ｉｉ）エネルギー貯蔵装置１０についての発熱量推定値を打ち消すための、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流量についての最適範囲とを、各エネルギー貯蔵装置１０について計算または再計算することを含む。
【0084】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、冷却剤は、流体、水、ガス、または空気である。
【0085】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）各エネルギー貯蔵装置１０の熱交換器１１とセグメント型バッテリーモジュール１３は、熱インターフェース１２を介して熱伝導率が対になっており、（ｂ）各エネルギー貯蔵装置１０に対する熱交換器１１は、エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３の少なくとも１つの外面領域に対応するヒートシンクを含み、（ｃ）ヒートシンクと各エネルギー貯蔵装置１０のセグメント型バッテリーモジュール１３との間の熱インターフェース１２は、圧縮性の熱伝導性材料または熱伝導性ペーストである。各エネルギー貯蔵装置１０のヒートシンクは、エネルギー貯蔵装置１０のＨＥ流路１１Ｄを囲むアルミニウムシェルを備え得る。
【0086】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）電気車両は、車両制御システムと、電気接続部１７と電気的に接続された少なくとも１つの走行用モーター１８Ａとを含む電動電気車両１－００であり、（ｂ）少なくとも１つの走行用モーター１８Ａの動作は、車両制御システムによって制御される。
【0087】
外部冷却発明の第２の実施形態に代わる実施形態において、（ａ）電気車両は、電気接続部１７と電気的に接続された１つまたは複数の電源アウトレットを含む動力車であり、（ｂ）１つまたは複数の電源アウトレットは、電動電気車両１－００の１つまたは複数の電源インレットに接続可能である。
【0088】
様々な態様および実施形態が本明細書に開示されているが、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、前述の開示を読んだ後、本発明の様々な他の修正および改造が当業者に明らかになることは明白であり、そのような全ての修正および改造が添付の特許請求の範囲内に入ることが意図されている。本明細書に開示された様々な態様および実施形態は、例示を目的とするものであり、限定することを意図するものではなく、本発明の真の範囲および意図が添付の特許請求の範囲によって示される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】