(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-02
(54)【発明の名称】電池及び電力消費機器
(51)【国際特許分類】
H01M 10/6556 20140101AFI20230526BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20230526BHJP
H01M 10/615 20140101ALI20230526BHJP
H01M 10/633 20140101ALI20230526BHJP
【ＦＩ】
H01M10/6556
H01M10/613
H01M10/615
H01M10/633
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022558483
(86)(22)【出願日】2022-02-11
(85)【翻訳文提出日】2022-09-27
(86)【国際出願番号】 CN2022076043
(87)【国際公開番号】W WO2022206188
(87)【国際公開日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】202110357856.4
(32)【優先日】2021-04-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513196256
【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００
(74)【代理人】
【識別番号】100106220
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 正悟
(72)【発明者】
【氏名】王 偉
(72)【発明者】
【氏名】洪 家栄
(72)【発明者】
【氏名】侯 躍攀
(72)【発明者】
【氏名】銭 木
(72)【発明者】
【氏名】王 鵬
【テーマコード（参考）】
5H031
【Ｆターム（参考）】
5H031KK08
(57)【要約】
本発明は、電池エネルギーの技術分野に関し、電池及び電力消費機器を提供する。電池は、第１の電池モジュール、第２の電池モジュール、及びサーマルマネジメント部材を含む。第１の電池モジュールは複数の第１の電池セルを含み、第２の電池モジュールは複数の第２の電池セルを含み、複数の第２の電池セルは複数の第１の電池セルの外周に位置する。サーマルマネジメント部材は、第１の流路と、第２の流路と、第１の流路に流体を導入する第１の入口と、第２の流路に流体を導入する第２の入口とを含む。第１の流路と第２の流路のそれぞれは、第１の流路が複数の第１の電池セルに対して温度を調節し、第２の流路が複数の第２の電池セルに対して温度を調節するように、独立して流れることが可能な２本の流路を形成することで、異なる領域の電池セルの温度制御を実現し、各電池セル間の温度差が過大になることを避けるとともに、サーマルマネジメントシステムのエネルギー利用率を向上させることができる。
【選択図】図５
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の第１の電池セルを含む第１の電池モジュールと、前記複数の第１の電池セルの外周に位置する複数の第２の電池セルを含む第２の電池モジュールと、
前記複数の第１の電池セルに対して温度を調節するように流体を収容するための第１の流路と、前記複数の第２の電池セルに対して温度を調節するように流体を収容するための第２の流路とを含むサーマルマネジメント部材とを含み、
ここで、前記サーマルマネジメント部材は、前記第１の流路に流体を導入するための第１の入口と、前記第２の流路に流体を導入するための第２の入口とをさらに含み、且つ前記第１の入口と前記第２の入口は互いに隔離されている、電池。
【請求項2】
前記サーマルマネジメント部材は、前記第１の流路内の流体を排出するための第１の出口と、
前記第２の流路内の流体を排出するための第２の出口とをさらに含み、
ここで、前記第１の出口と前記第２の出口は互いに連通している、請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記第１の流路と前記第２の流路は互いに隔離されている、請求項１又は２に記載の電池。
【請求項4】
前記電池は、前記第１の流路内に流体を導入するように前記第１の入口と接続されるための第１の入口ダクトと、
前記第２の流路内に流体を導入するように前記第２の入口と接続されるための第２の入口ダクトとをさらに含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。
【請求項5】
前記電池は、前記第１の入口ダクトに設けられ、前記第１の入口ダクトと前記第１の流路との間のオンオフを制御するための第１のスイッチと、
前記第２の入口ダクトに設けられ、前記第２の入口ダクトと前記第２の流路との間のオンオフを制御するための第２のスイッチとをさらに含む、請求項４に記載の電池。
【請求項6】
前記電池は、少なくとも１つの前記第１の電池セルの温度を検出するための第１の温度センサと、
少なくとも１つの前記第２の電池セルの温度を検出するための第２の温度センサと、
前記第１の温度センサ、前記第２の温度センサ、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと電気的に接続するためのコントローラであって、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサが検出した温度に基づいて、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチのオンオフをそれぞれ制御するように構成されるコントローラとをさらに含む、請求項５に記載の電池。
【請求項7】
前記サーマルマネジメント部材は、前記第１の電池モジュール及び前記第２の電池モジュールと熱交換を行うための熱交換板を含み、前記熱交換板の内部には、前記第１の流路と前記第２の流路が設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池。
【請求項8】
前記熱交換板は、前記第１の電池モジュール及び前記第２の電池モジュールと熱交換するための熱交換上板と、
前記熱交換上板の前記第１の電池モジュール及び前記第２の電池モジュールから離れた側に配置される熱交換下板とを含み、
ここで、前記第１の流路と前記第２の流路は、流体がその中を流れるように、前記熱交換上板と前記熱交換下板との間に形成される、請求項７に記載の電池。
【請求項9】
前記熱交換板と前記第１の電池モジュールとの間は、熱伝導構造用接着剤により接続されており、及び/又は前記熱交換板と前記第２の電池モジュールとの間は、熱伝導構造用接着剤により接続されている、請求項７に記載の電池。
【請求項10】
前記第１の流路は湾曲状に設けられており、及び/又は前記第２の流路はＵ字状に設けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載の電池。
【請求項11】
電気エネルギーを供給するための、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池を含む、電力消費機器。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は、２０２１年０４月０１日に中国で提出された「電池及び電力消費機器」と称される中国特許出願２０２１１０３５７８５６.４の優先権を主張しており、同出願の内容の全ては、ここに参照として取り込まれる。
【技術分野】
【0002】
本願は、電池エネルギー技術分野に関し、特に電池及び電力消費機器に関する。
【背景技術】
【0003】
新エネルギー技術の発展に伴い、電池のエネルギー密度はますます高くなり、その応用の範囲もますます広くなっている。一方、電池は温度に非常に敏感であり、温度が低すぎたり高すぎたりすると、電池の充放電能力及び使用寿命が低下する。電池の温度を制御するために、通常、サーマルマネジメントアセンブリを設置して電池に対して降温処理又は昇温処理をすることで、電池が所定の温度範囲内で作動することが保証され、電池の温度が高すぎたり低すぎたりすることが防止される。
【発明の概要】
【0004】
上記技術的課題を解決するために、本発明の実施例は、異なる領域の電池セルをそれぞれ温度管理する電池及び電力消費機器を提供する。
【0005】
本発明の実施例は、その技術的課題を解決するために以下の技術案を用いる。
【0006】
第１の電池モジュール、第２の電池モジュール、及びサーマルマネジメント部材を含む電池を提供する。前記第１の電池モジュールは複数の第１の電池セルを含み、前記第２の電池モジュールは複数の第２の電池セルを含み、前記複数の第２の電池セルは前記複数の第１の電池セルの外周に位置する。前記サーマルマネジメント部材は、複数の第１の電池セルに対して温度を調節するように流体を収容するための第１の流路と、複数の第２の電池セルに対して温度を調節するように流体を収容するための第２の流路とを含む。前記サーマルマネジメント部材は、前記第１の流路に流体を導入するための第１の入口と、前記第２の流路に流体を導入するための第２の入口とをさらに含み、かつ前記第１の入口と前記第２の入口は互いに隔離されている。
【0007】
いくつかの実施例では、前記サーマルマネジメント部材は、前記第１の流路内の流体を排出するための第１の出口と、前記第２の流路内の流体を排出するための第２の出口とをさらに含む。ここで、前記第１の出口と前記第２の出口とは互いに連通している。
【0008】
いくつかの実施例では、第１の流路と第２の流路は互いに隔離されている。
【0009】
いくつかの実施例では、前記電池は、第１の流路内に流体を導入ように前記第１の入口と接続されるための第１の入口ダクトと、第２の流路内に流体を導入するように前記第２の入口と接続される第２の入口ダクトとをさらに含む。
【0010】
いくつかの実施例では、電池は、第１のスイッチ及び第２のスイッチをさらに含む。前記第１のスイッチは、前記第１の入口ダクトに設けられており、前記第１のスイッチは、前記第１の入口ダクトと前記第１の流路との間のオンオフを制御するためのものである。前記第２のスイッチは、前記第２の入口ダクトに設けられており、前記第２のスイッチは、前記第２の入口ダクトと前記第２の流路との間のオンオフを制御するためのものである。
【0011】
いくつかの実施例では、電池は、第１の温度センサ、第２の温度センサ、及びコントローラをさらに含む。前記第１の温度センサは、少なくとも１つの前記第１の電池セルの温度を検出するために用いられ、前記第２の温度センサは、少なくとも１つの前記第２の電池セルの温度を検出するために用いられる。前記コントローラは、前記第１の温度センサ、前記第２の温度センサ、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと電気的に接続するために用いられ、前記コントローラは、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサが検出した温度に基づいて、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチのオンオフをそれぞれ制御するように構成される。
【0012】
いくつかの実施例では、前記サーマルマネジメント部材は、第１の電池モジュール及び第２の電池モジュールと熱交換するための熱交換板を含み、熱交換板の内部には、第１の流路及び第２の流路が設けられている。
【0013】
いくつかの実施例では、熱交換板は、前記第１の電池モジュール及び前記第２の電池モジュールと熱交換するための熱交換上板と、熱交換上板の前記第１の電池モジュール及び前記第２の電池モジュールから離れた側に配置される熱交換下板とを含む。ここで、前記第１の流路と前記第２の流路は、流体がその中を流れるように、前記熱交換上板と前記熱交換下板との間に形成される。
【0014】
いくつかの実施例では、前記熱交換板と前記第１の電池モジュールとの間は熱伝導構造用接着剤により接続され、及び／又は、前記熱交換板と前記第２の電池モジュールとの間は、熱伝導構造用接着剤により接続されている。
【0015】
いくつかの実施例では、前記第１の流路は湾曲状に設けられており、及び／又は、前記第２の流路はＵ字状に設けられている。
【0016】
第２の側面によれば、電気エネルギーを供給するための上記のいずれか１つに記載の電池を含む電力消費機器を提供する。
【0017】
従来技術と比較すると、本発明の実施例における電池は、複数の第１の電池セルと、複数の第１の電池セルの外周に設けられた複数の第２の電池セルとを含み、サーマルマネジメント部材は、第１の流路、第２の流路、前記第１の流路に流体を導入する第１の入口、及び第２の流路に流体を導入する第２の入口を含み、前記第１の流路及び第２の流路のそれぞれは、前記第１の流路が前記複数の第１の電池セルに対して温度を調節し、前記第２の流路が前記複数の第２の電池セルに対して温度を調節するように、独立して流れることが可能な２本の流路を形成することで、異なる領域の電池セルの温度制御を実現し、各電池セル間の温度差が大きすぎることを回避し、同時にサーマルマネジメントシステムのエネルギー利用率を高める。
【図面の簡単な説明】
【0018】
１つ又は複数の実施例は、それに対応する図面を通じて例示的に説明され、これらの例示的な説明は実施例の限定を構成するものではなく、図面中の同じ符号を持つ要素は、類似の要素として表され、特に記載がない限り、図面中の図は縮尺を限定するものではない。
【図1】本発明の一実施例による電池の構造概略図である。
【図3】本発明の別の実施例による電池の電池モジュールの構造概略図である。
【図6】本発明の別の実施例による電池のサーマルマネジメント部材の構造概略図である。
【図7】本発明の別の実施例による電池のサーマルマネジメント部材の構造概略図である。
【図9】本発明の別の実施例による電池のサーマルマネジメント部材の構造概略図である。
【図11】本発明の別の実施例による電池の機能モジュール図である。
【図12】本発明の別の実施例による電池の構造概略図である。
【0019】
図面は実際のスケールで描かれていない。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の理解を容易にするために、以下に図面と具体的な実施例を結び付けて、本発明をより詳細に説明する。説明すべきことは、要素が他の要素に「固定されている」と表現される場合、要素は他の要素上に直接存在するか、又はそれらの間に１つ又は複数の介在要素が存在してもよい。一つの要素が他の要素に「接続されている」と表現される場合、その要素はもう一つの要素に直接接続されているか、又はそれらの間に１つ又は複数の介在要素が存在してもよい。本明細書で使用される用語「垂直」、「水平」、「左」、「右」、「内」、「外」及び類似している表現は、説明のみを目的としている。
【0021】
特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての科学技術用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本発明の明細書で使用される用語は、具体的な実施例を記述するためにのみ用いられ、本発明を制限することを意図するものではない。本明細書で使用される「及び／又は」という用語は、関連するリストされたアイテムの１つ又は複数のあらゆる組み合わせを含む。
【0022】
なお、以下に記述する本発明の異なる実施例に係る技術的特徴は、互いの間に衝突がなければ互いに結合することができる。
【0023】
本発明の発明者らは、本発明を実現する過程で、電池作動時に、電池セルの配置の影響を受けることにより、エッジ領域に近い電池セルは一般的に温度が低い、ということを発見した。同時に、電池の伝熱は電池中心からエッジに伝達され、中間領域の電池セルは熱蓄積により放熱が遅いため、エッジ領域の電池セルと中間領域の電池セルとの間には大きな温度差が形成される。そのため、電池の性能を保証するためには、それぞれ異なる領域の電池セルに対して温度管理をする必要がある。
【0024】
図１を参照すると、本発明の一実施例は、電池１００を提供し、電池１００は、電池モジュール１０と、サーマルマネジメント部材２０とを含み、電池モジュール１０は、サーマルマネジメント部材２０に設けられており、サーマルマネジメント部材２０は、電池モジュール１０の温度を調節するために用いられる。ここでの温度調節は、昇温又は降温のいずれを指してもよい。
【0025】
図１及び図２を併せて参照すると、電池モジュール１０は、順に積み重ねられて配列される複数の第１の電池セル１１０を含む第１の電池モジュール１１と、第２の電池モジュール１２とを含む。第２の電池モジュール１２は、複数の第１の電池セル１１０の外周に設けられた複数の第２の電池セル１２０を含む。ここで、電池１００が作動しているときに、第１の電池セル１１０の温度は、第２の電池セル１２０の温度よりも高い。
【0026】
複数の第２の電池セル１２０は、電池モジュール１０の第１の側縁Ａ１に位置する少なくとも１列の電池セル、電池モジュール１０の第２の側縁Ａ２に位置する少なくとも１列の電池セル、及び電池モジュール１０の第３の側縁Ａ３に位置する少なくとも１列の電池セルを含み、複数の第２の電池セル１２０はＵ字状に配列されている。ここで、第１の側縁Ａ１と第２の側縁Ａ２は、対向して設けられた２辺である。図２に示すように、第１の電池モジュール１１と第２の電池モジュール１２との間は、破線で示すフレームＸ１によって仕切るように例示的に説明され、第１の電池モジュール１１は、破線で示すフレームＸ１の内側に位置する複数の第１の電池セル１１０を含み、第２の電池モジュール１２は、破線で示すフレームＸ１の外側に位置する複数の第２の電池セル１２０を含む。
【0027】
図３を参照すると、いくつかの他の実施例では、複数の第２の電池セル１２０は、電池モジュール１０の第４の側縁Ａ４に位置する少なくとも１列の電池セルを含んでもよく、複数の第２の電池セル１２０は、「口」字状を形成するように配列されている。ここで、第４の側縁Ａ４と第３の側縁Ａ３とは、対向して設けられた２辺である。図３に示すように、第１の電池モジュール１１と第２の電池モジュール１２との間は、破線で示すフレームＸ２によって仕切るように例示的に説明され、第１の電池モジュール１１は、破線で示すフレームＸ２の内側に位置する複数の第１の電池セル１１０を含み、第２の電池モジュール１２は、破線で示すフレームＸ２の外側に位置する複数の第２の電池セル１２０を含む。
【0028】
いくつかの他の実施例では、複数の第２の電池セルは、電池モジュール１０の第１の側縁部に位置する少なくとも１つの電池セルと、電池モジュール１０の第２の側縁部に位置する少なくとも１つの電池セルとのみを含んでもよく、又は、他の低温領域の電池セルとを含んでもよく、ここでは限定されない。
【0029】
図２及び図４を併せて参照すると、サーマルマネジメント部材２０は、第１の流路２０１及び第２の流路２０２を含む。第１の流路２０１は湾曲状に設けられており、第１の流路２０１の位置は、第１の電池モジュール１１の位置に対応する。第１の流路２０１は、複数の第１の電池セル１１０に対して温度を調節するように流体を収容するために用いられる。第２の流路２０２はＵ字状に設けられており、第２の流路２０２は第１の流路２０１の外周に設けられており、第２の流路２０２の位置は第２の電池モジュール１２の位置に対応する。第２の流路２０２は、複数の第２の電池セル１２０に対して温度を調節するように流体を収容するために用いられる。第１の流路２０１及び第２の流路２０２に収容される流体は、水、ガス、水及びエチレングリコールの混合液等であり、且つ循環して流れてもよい。理解できるように、いくつかの他の実施例では、第２の流路２０２の形状は、実際の需要に応じて設定することができ、例えば「口」字状、Ｌ字状などに設定することができる。第２の流路２０２の形状は、第２の電池モジュール１２の熱交換需要を満たすように第２の電池モジュール１２の形状に対応する必要がある。好ましくは、第２の流路２０２は、熱交換効率を高めるために、各第２の電池セル１２０を被覆するように設けることができる。
【0030】
サーマルマネジメント部材２０は、互いに隔離された第１の入口２０３及び第２の入口２０４をさらに含む。第１の入口２０３は、第１の流路２０１に流体を導入するための第１の流路２０１の一端と連通している。第２の入口２０４は、第２の流路２０２に流体を導入するための第２の流路２０２の一端と連通している。
【0031】
サーマルマネジメント部材２０は、第１の出口２０５と第２の出口２０６とをさらに含む。第１の出口２０５は、第１の流路２０１の他端と連通しており、流体は、第１の入口２０３を介して第１の流路２０１に導入され、第１の出口２０５から排出されることができる。第２の出口２０６は第２の流路２０２の他端と連通しており、流体は第２の入口２０４を介して第２の流路２０２に導入され、第２の出口２０６から排出されることができる。
【0032】
図４及び図５を併せて参照すると、サーマルマネジメント部材２０は、熱交換板２１を含み、第１の流路２０１と第２の流路２０２は、それぞれ熱交換板２１の内部に設けられる。電池モジュール１０は、熱交換板２１の上に設けられており、熱交換板２１は、第１の電池モジュール１１及び第２の電池モジュール１２と熱交換するためのものである。熱交換板２１と第１の電池モジュール１１又は第２の電池モジュール１２との間は、熱交換板２１と電池モジュール１０との間の接続を固定するように、熱伝導構造用接着剤（図示せず）により接続されていることができ、かつ熱交換板２１の熱交換効果を強化するように、熱伝導構造用接着剤は熱交換板２１と電池モジュール１０との間の隙間を充填できる。
【0033】
熱交換板２１は、熱交換上板２１０と熱交換下板２１２とを含む。熱交換上板２１０の一方の面は熱交換下板２１２に接続され、熱交換上板２１０の他方の面は第１の電池モジュール１１と第２の電池モジュール１２に接続されている。第１の流路２０１と第２の流路２０２は、熱交換上板２１０と熱交換下板２１２との間に形成されている。ここで、熱交換上板２１０及び熱交換下板２１２の材質は金属アルミニウム又は他のアルミニウム合金を採用することができ、熱交換上板２１０及び熱交換下板２１２はろう付け又は他の溶接方式により固定することができる。
【0034】
熱交換下板２１２の、熱交換上板２１０に向かう面に、第１の溝２０１ａと第２の溝２０２ａが設けられ、熱交換上板２１０は熱交換下板２１２に被覆されて第１の溝２０１ａと第２の溝２０２ａを閉鎖し、それによって第１の流路２０１と第２の流路２０２を形成する。理解できるように、いくつかの他の実施例では、第１の溝及び第２の溝は、熱交換上板に設けられてもよく、熱交換下板は、熱交換上板に被覆されて第１の流路及び第２の流路を形成する、又は、熱交換上板と熱交換下板には、それぞれ位置が対応する第１の溝及び第２の溝が設けられ、熱交換上板と熱交換下板は合わせて第１の流路及び第２の流路を形成するが、ここでは限定されない。
【0035】
熱交換上板２１０には、熱交換上板２１０をそれぞれ貫通する第１の入口２０３と第２の入口２０４が設けられている。第１の入口２０３は第１の流路２０１を外部と連通し、第２の入口２０４は第２の流路２０２を外部と連通する。
【0036】
熱交換上板２１０には、熱交換上板２１０を貫通する第１の出口２０５と第２の出口２０６がさらに設けられている。第１の出口２０５は第１の流路２０１を外部に連通し、第２の出口２０６は第２の流路２０２を外部に連通する。ここで、第１の出口２０５と第２の出口２０６とは互いに連通せず、第１の流路２０１と第２の流路２０２とは互いに隔離されている。
【0037】
図６を参照すると、いくつかの実施例では、第１の出口２０５と第２の出口２０６とは、相互に連通してもよく、第１の流路２０１と第２の流路２０２内の流体が総出口を通って排出される。例えば、第２の出口２０６は総出口とすることができ、第１の流路２０１の第１の出口２０５は第２の流路２０２と連通し、流体は第１の入口２０３から第１の流路２０１に導入された後、第１の出口２０５を通じて第２の流路２０２に導入され、また第２の出口２０６から排出されるようにできる。又は、第１の出口２０５は総出口（図示せず）とすることができ、第２の流路２０２の第２の出口２０６は第１の流路２０１と連通し、流体は第２の入口２０４から第２の流路２０２に導入された後、第２の出口２０６を通じて第１の流路２０１に導入され、また第１の出口２０５から排出されるようにできる。又は、第１の流路２０１と第２の流路２０２はそれぞれ総出口に連通するようにできる。ここでは限定されない。
【0038】
図５、図７及び図８を併せて参照する。さらに、サーマルマネジメント部材２０は、熱交換上板２１０に取り付けられた入口ダクトをさらに含み、入口ダクトは、第１の入口ダクト２２０及び第２の入口ダクト２２２を含む。第１の入口ダクト２２０の一端は、第１の流路２０１内に流体を導入するように第１の入口２０３に接続されている。第２の入口ダクト２２２は、第２の流路２０２内に流体を導入するように第２の入口２０４に接続されている。ここで、第１の入口ダクト２２０と第２の入口ダクト２２２は互いに隔離されており、第１の入口ダクト２２０と第２の入口ダクト２２２はそれぞれ外部の熱交換器（図示せず）に接続されており、この熱交換器は流体の熱交換処理に用いられる。ここで、第１の入口ダクト２２０及び第２の入口ダクト２２２の材質は、ダクトの密封性を保証するために、それぞれ金属合金又はナイロン等であってもよい。
【0039】
さらに、サーマルマネジメント部材２０は、入口ダクトに設けられたダクトスイッチをさらに含む。ダクトスイッチは、第１のスイッチ２３０と第２のスイッチ２３２とを含む。第１のスイッチ２３０は、第１の入口ダクト２２０に設けられており、第１のスイッチ２３０は、第１の入口ダクト２２０と第１の流路２０１との間のオンオフを制御するために用いられる。第２のスイッチ２３２は、第２の入口ダクト２２２に設けられており、第２のスイッチ２３２は、第２の入口ダクト２２２と第２の流路２０２との間のオンオフを制御するために用いられる。このうち、ダクトスイッチは、第１の入口ダクト２２０と第１の入口２０３との間に設けられ、かつ第２の入口ダクト２２２と第２の入口２０４との間に設けられたクイックジョイントを採用することができる。又は、ダクトスイッチは、第１の入口ダクト２２０と熱交換器との間に設けられ、かつ第２の入口ダクト２２２と熱交換器との間に設けられた制御弁を用いてもよい。
【0040】
図９及び図１０を併せて参照すると、いくつかの実施例では、第１の入口ダクト２２０と第２の入口ダクト２２２は、総入口ダクト２２４を介して接続され、総入口ダクト２２４は、外部の熱交換器に接続され、流体は、それぞれ総入口ダクト２２４から第１の入口ダクト２２０と第２の入口ダクト２２２に導入される。ここで、第１のスイッチ２３０は、第１の入口ダクト２２０と総入口ダクト２２４との間に設けられており、第１のスイッチ２３０は、第１の入口ダクト２２０と総入口ダクト２２４との間のオンオフを制御することによって、第１の流路２０１と第１の入口ダクト２２０との間のオンオフを制御する。第２のスイッチ２３２は、第２の入口ダクト２２２と総入口ダクト２２４との間に設けられており、第２の入口ダクト２２２は、第２の入口ダクト２２２と総入口ダクト２２４との間のオンオフを制御ことによって、第２の流路２０２と第２の入口ダクト２２２との間のオンオフを制御する。
【0041】
図１１を参照すると、さらに、サーマルマネジメント部材２０は、温度センサと、コントローラ２５とをさらに含み、コントローラ２５は、それぞれ温度センサ、ダクトスイッチに電気的に接続される。温度センサは、電池モジュール１０に設けられており、温度センサは、電池モジュール１０の温度変化を検出し、コントローラ２５と通信接続するために用いられる。温度センサが第１の電池モジュール１１又は第２の電池モジュール１２の温度が所定温度より高いことを検出すると、コントローラ２５は、熱交換器を制御して流体を冷却し、ダクトスイッチをオンにして、流体が第１の電池モジュール１１又は第２の電池モジュール１２を冷却するように第１の流路２０１又は第２の流路２０２に導入されるようにし、温度センサが第１の電池モジュール１１又は第２の電池モジュール１２の温度が所定温度未満であることを検出すると、コントローラ２５は、熱交換器を制御して流体を加熱し、ダクトスイッチをオンにして、流体が第１の電池モジュール１１又は第２の電池モジュール１２を加熱するように第１の流路２０１又は第２の流路２０２に導入されるようにする。それによってサーマルマネジメント部材２０は、電池モジュール１０に対して自動化された温度管理機能を実現する。
【0042】
温度センサは、第１の温度センサ２４０と第２の温度センサ２４２とを含む。第１の温度センサ２４０は、第１の電池モジュール１１に設けられており、第１の温度センサ２４０は、少なくとも１つの第１の電池セル１１０に接続されており、第１の温度センサ２４０は、少なくとも１つの第１の電池セル１１０の温度を検出するために用いられる。第２の温度センサ２４２は、第２の電池モジュール１２に設けられており、第２の温度センサ２４２は、少なくとも１つの第２の電池セル１２０に接続されており、第２の温度センサ２４２は、少なくとも１つの第２の電池セル１２０の温度を検出するために用いられる。
【0043】
コントローラ２５は、第１の温度センサ２４０、第１のスイッチ２３０にそれぞれ電気的に接続され、コントローラ２５は、第１の温度センサ２４０が検出した温度に基づいて第１のスイッチ２３０のオンオフを制御する。コントローラ２５はまた、第２の温度センサ２４２、第２のスイッチ２３２にそれぞれ電気的に接続され、コントローラ２５は、第２の温度センサ２４２が検出した温度に基づいて第２のスイッチ２３２のオンオフを制御する。いくつかの実施例では、コントローラは、それぞれ、第１のスイッチ２３０及び第２のスイッチ２３２を制御するための２つのコントローラであってもよいことを理解できる。
【0044】
図１２を参照すると、いくつかの実施例では、電池１００は、電池モジュール１０及びサーマルマネジメント部材２０の外部に設けられたハウジング３０をさらに含む。ハウジング３０は、箱体３１と、蓋体３２とを備え、蓋体３２は箱体３１に接続され、箱体３１内には収容空間が設けられており、電池モジュール１０とサーマルマネジメント部材２０はともに収容空間内に設けられており、蓋体３２は箱体３１上に設けられて収容空間を閉鎖する。ここで、前記箱体３１及び前記蓋体３２は、電池モジュール１０又はサーマルマネジメント部材２０の熱をさらに外部に伝達するために、それぞれ熱伝導性材料で構成されていてもよい。
【0045】
上述の図面を併せて参照する。電池１００が作動すると、電池モジュール１０で発生した熱がサーマルマネジメント部材２０に伝導され、電池セルの配置の影響を受けて、中間領域の複数の第１の電池セル１１０は熱蓄積により放熱が遅く、エッジ領域の複数の第２の電池セル１２０は一般的に温度が低い。高温で作動する場合、第１の流路２０１を開いて第１の電池モジュール１１を冷却し、電池内部の温度差を低減し、電池温度差の効果的な制御を実現することができる。電池が低温で作動する場合、第２の流路２０２を開いて第２の電池モジュール１２を加熱し、外縁電池セルの温度を急速に上昇させ、エネルギー利用の最適化を保証することができる。第１の流路２０１と第２の流路２０２は、同時に開いて、第１の電池モジュール１１と第２の電池モジュール１２を冷却又は加熱して、電池モジュール１０の温度均一性を保証することも理解できる。
【0046】
本発明の別の実施例は、電気エネルギーを提供するための上記のいずれかの実施例の電池１００を含む電力消費機器を提供する。ここで、電力消費機器は車両、汽船、航空機、エネルギー貯蔵設備、手持ち電動工具などの電池を使用する設備であってもよい。
【0047】
最後に説明すべきこととして、上記実施例は、本発明の技術案を説明するためにのみ使用され、それを限定するものではない。本発明の考え方の下で、上記実施例又は異なる実施例における技術的特徴の間で組み合わせてもよく、ステップは任意の順序で実現でき、上述したような本発明の異なる面での多くの他の変化が存在し、簡明化のために詳細には提供されていない。前述の実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、前述の各実施例に記載された技術案を修正したり、その一部の技術的特徴を同等のものに置き換えたりすることができ、これらの変更又は置き換えは、相応な技術案の本質を本発明の各実施例の技術案の範囲から逸脱させるものではない。
【符号の説明】
【0048】
１００、電池
１０、電池モジュール
１１、第１の電池モジュール
１１０、第１の電池セル
１２、第２の電池モジュール
１２０、第２の電池セル
２０、サーマルマネジメント部材
２０１、第１の流路
２０２、第２の流路
２０３、第１の入口
２０４、第２の入口
２０５、第１の出口
２０６、第２の出口
２１、熱交換板
２１０、熱交換上板
２１２、熱交換下板
２０１a、第１の溝
２０２a、第２の溝
２２０、第１の入口ダクト
２２２、第２の入口ダクト
２２４、総入口ダクト
２３０、第１のスイッチ
２３２、第２のスイッチ
２４０、第１の温度センサ
２４２、第２の温度センサ
２５、コントローラ
３０、ハウジング
３１、箱体
３２、蓋体
１０、電池モジュール
１１、第１の電池モジュール
１１０、第１の電池セル
１２、第２の電池モジュール
１２０、第２の電池セル
２０、サーマルマネジメント部材
２０１、第１の流路
２０２、第２の流路
２０３、第１の入口
２０４、第２の入口
２０５、第１の出口
２０６、第２の出口
２１、熱交換板
２１０、熱交換上板
２１２、熱交換下板
２０１a、第１の溝
２０２a、第２の溝
２２０、第１の入口ダクト
２２２、第２の入口ダクト
２２４、総入口ダクト
２３０、第１のスイッチ
２３２、第２のスイッチ
２４０、第１の温度センサ
２４２、第２の温度センサ
２５、コントローラ
３０、ハウジング
３１、箱体
３２、蓋体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】