特表 2024-533555 冷却プレート冷却剤マニホルドのインターフェース

(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】2024-09-12

(54)【発明の名称】冷却プレート冷却剤マニホルドのインターフェース

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6568 20140101AFI20240905BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240905BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240905BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240905BHJP

   H01M 10/617 20140101ALI20240905BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20240905BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6568

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/625

H01M10/617

B60K11/04 G

B60K1/04 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024516789

(86)(22)【出願日】2022-08-24

(85)【翻訳文提出日】2024-05-09

(86)【国際出願番号】 EP2022073585

(87)【国際公開番号】W WO2023041297

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】2109698

(32)【優先日】2021-09-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524017168

【氏名又は名称】アンペア エス．ア．エス．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ルクヴルール， フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】ロビン， クリストフ

【テーマコード（参考）】

3D038

3D235

5H031

【Ｆターム（参考）】

3D038AB01

3D038AC22

3D235AA01

3D235BB36

3D235BB45

3D235CC14

3D235FF43

3D235HH02

3D235HH04

3D235HH42

5H031AA09

5H031KK08

(57)【要約】

本発明は、冷却プレート（３）の冷却剤マニホルド（２）のインターフェース（１）に関し、インターフェース（１）は、冷却剤マニホルド（２）に接続されるように構成された第１の主面（ＦＰ１１）と、冷却剤を循環させるための少なくとも２つの流路（３１、３３）を有する冷却プレート（３）に接続されるように構成された第２の主面（ＦＰ１２）であって、冷却剤マニホルド（２）と冷却プレート（３）の少なくとも２つの流路（３１、３３）それぞれとの間で冷却剤が循環することをそれぞれ可能にする、異なる幾何学形状の少なくとも２つの穴（１０１、１０３）を備える第２の主面（ＦＰ１２）とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却プレート（３）冷却剤マニホルド（２）のインターフェース（１）であって、
冷却剤マニホルド（２）に接続されるように構成された第１の主面（ＦＰ１１）と、
冷却剤を循環させるための少なくとも２つの通路（３１、３３）を有する冷却プレート（３）に接続されるように構成された第２の主面（ＦＰ１２）であって、前記冷却剤マニホルド（２）と前記冷却プレート（３）の前記少なくとも２つの通路（３１、３３）それぞれとの間で冷却剤が循環することをそれぞれ可能にする、異なる幾何学形状の少なくとも２つの穴（１０１、１０３）を備える第２の主面（ＦＰ１２）と
を備える、インターフェース（１）。

【請求項2】

バッテリー（５）を冷却するために前記バッテリー（５）の面の付近に位置付けられた冷却プレートに、接続されるように構成されたインターフェース（１）であって、
バッテリーの前記面が、前記バッテリーの動作中に第１のゾーンの温度が第２のゾーンの温度よりも大幅に高くなるような、少なくとも第１のゾーンおよび第２のゾーンを備え、
前記冷却プレートが、冷却剤を循環させる少なくとも２つの通路（３１、３３）を有し、前記少なくとも２つの通路（３１、３３）のうち第１の通路が前記第１のゾーンに最も近く、前記少なくとも２つの通路（３１、３３）のうち第２の通路が前記第２のゾーンに最も近く、前記第１および第２の通路にはそれぞれ、異なる幾何学形状の前記少なくとも２つの穴（１０１、１０３）のうち２つの別個の穴を介して冷却剤が供給され、
前記第１の通路に冷却剤を供給する前記穴が、前記第２の通路に冷却剤を供給する前記穴よりも大きい断面積を有することを特徴とする、請求項１に記載のインターフェース（１）。

【請求項3】

冷却プレートにおける冷却剤の循環方向（４４）に対して、冷却プレートの上流側または下流側で冷却プレート（３）に接続されるように構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のインターフェース（１）。

【請求項4】

アルミニウムで作られることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のインターフェース（１）。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の少なくとも１つのインターフェース（１）と、
２つの水マニホルド（２）と、
冷却プレート（３）と
を備える、アセンブリ（６）。

【請求項6】

前記冷却プレート（３）が、少なくとも１つのバッテリーモジュール（５１）を備えるバッテリー（５）を冷却するように構成され、前記少なくとも１つのバッテリーモジュールが所与の長さＸのものであり、前記冷却プレート（３）がＹ個の冷却剤循環通路を備えること、および前記冷却プレート（３）の前記Ｙ個の通路が距離Ｘ／（Ｙ＋１）だけ互いから離隔されることを特徴とする、請求項５に記載のアセンブリ（６）。

【請求項7】

前記少なくとも１つのインターフェース（１）がＹ個の穴を有することを特徴とする、請求項６に記載のアセンブリ（６）。

【請求項8】

請求項１から４のいずれか一項に記載のインターフェース（１）、または請求項５から７のいずれか一項に記載のアセンブリ（６）を少なくとも備える、電池（５）の熱管理のシステム（４）。

【請求項9】

電池（５）と、請求項８に記載の熱管理システム（４）とを備える、自動車（１０）。

【発明の詳細な説明】

【発明の概要】

【0001】

本発明は、冷却プレート冷却剤マニホルドのインターフェースに関する。本発明はまた、かかるインターフェースを装備した冷却プレートを備えるアセンブリに関する。本発明はさらに、かかるインターフェースまたはかかるアセンブリを備えるバッテリーの熱管理システムに関する。本発明はまた、かかるインターフェース、かかるアセンブリ、またはかかる熱管理システムを装備した車両に関する。

【0002】

自動車業界では、既存の構成要素の再使用は、新車両モデルの設計および生産コストを低減することを目的とする戦略に役立つ。

【0003】

これは特に、冷却剤を電池の冷却プレート、つまり水プレートに循環させるのに使用される冷却剤マニホルドに当てはまる。しかしながら、「標準」と呼ばれる、つまり多数の車両モデルに共通のものである水マニホルドの使用は、バッテリーの熱管理を犠牲にして行われるものであってはならない。具体的には、バッテリーの熱管理要件は車両ごとに異なることがあり、標準の冷却剤マニホルドの使用によって、これらの違いに対する考慮事項が制限されてはならない。

【0004】

文献ＣＮ１０９７２８３８１Ａは、放熱要件が最大であるプレートの領域にフローを集中させるような形でカスタマイズされた、流体通路断面を採用した水プレートを設計する方法を開示している。この解決策によって、同じ水プレートを、したがって同じ水マニホルドを使用して、異なる熱管理要件を満たすことが可能になる。

【0005】

しかしながら、この解決策には欠点がある。特に、かかるプレートは、全てのバッテリーの熱管理要件に合うようにカスタマイズすることができない。特定のバッテリーが、異なる水プレート、特に異なる寸法の水プレートの使用を必要とすることがある。したがって、このデバイスは、標準の水マニホルドの使用を可能にするために必要なカスタマイズ要件を満たしていない。

【0006】

本発明の目的は、上述の欠点を克服し、従来技術によって知られているデバイスを改善する、デバイスを提供することである。特に、本発明は、単純で信頼性が高く、また標準の水マニホルドを異なる水プレートと一緒に使用すると同時にバッテリーの熱管理を最適化することを可能にする、デバイスを作成することを可能にする。

【0007】

この目的のため、本発明は、冷却プレート冷却剤マニホルドのインターフェースに関し、インターフェースは、
冷却剤マニホルドに接続されるように構成された第１の主面と、
冷却剤を循環させるための少なくとも２つの通路を有する冷却プレートに接続されるように構成された第２の主面であって、冷却剤マニホルドと冷却プレートの少なくとも２つの通路それぞれとの間で冷却剤が循環することをそれぞれ可能にする、異なる幾何学形状の少なくとも２つの穴を備える第２の主面とを備える。

【0008】

一実施形態では、インターフェースは、バッテリーを冷却するためにバッテリーの面の付近に位置付けられた、冷却プレートに接続されるように構成され、
バッテリーの前記面は、バッテリーの動作中に第１のゾーンの温度が第２のゾーンの温度よりも大幅に高くなるような、少なくとも第１のゾーンおよび第２のゾーンを備え、
冷却プレートは、冷却剤を循環させる少なくとも２つの通路を有し、少なくとも２つの通路のうち第１の通路は第１のゾーンに最も近く、少なくとも２つの通路のうち第２の通路は第２のゾーンに最も近く、第１および第２の通路にはそれぞれ、異なる幾何学形状の少なくとも２つの穴のうち２つの別個の穴を介して冷却剤が供給され、
第１の通路に冷却剤を供給する穴は、第２の通路に冷却剤を供給する穴よりも大きい断面積を有する。

【0009】

一実施形態では、インターフェースは、冷却プレートにおける冷却剤の循環方向に対して、冷却プレートの上流側または下流側で冷却プレートに接続されるように構成される。

【0010】

一実施形態では、インターフェースはアルミニウムで作られる。

【0011】

本発明はまた、
少なくとも、本発明によるインターフェースと、
２つの水マニホルドと、
冷却プレートと
を備える、アセンブリに関する。

【0012】

アセンブリの第１の実施形態では、冷却プレートは、少なくとも１つのバッテリーモジュールを備えるバッテリーを冷却するように構成され、少なくとも１つのバッテリーモジュールは所与の長さＸのものであり、
冷却プレートは、Ｙ個の冷却剤循環通路を備え、
冷却プレートのＹ個の通路は、距離Ｘ／（Ｙ＋１）だけ互いから離隔される。

【0013】

アセンブリの第１の実施形態では、少なくとも１つのインターフェースはＹ個の穴を有してもよい。

【0014】

本発明はまた、本発明によるインターフェースまたは本発明によるアセンブリを少なくとも備える、電池の熱管理のシステムに関する。

【0015】

本発明はさらに、電池と本発明による熱管理システムとを備える自動車に関する。

【0016】

添付図面は、例として、本発明による水マニホルドインターフェースの一実施形態、本発明によるインターフェースを装備した冷却プレートを備えるアセンブリの一実施形態、およびかかるインターフェースまたはかかるアセンブリを備える、バッテリーの熱管理システムの一実施形態を示す。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明による水マニホルドインターフェースを装備した自動車の一実施形態を示す図である。

【図2】冷却プレートの一実施形態を示す図である。

【図3】標準の水マニホルドの一実施形態を示す図である。

【図4】水マニホルドインターフェースを装備した標準の水マニホルドの一実施形態を示す図である。

【図5】第１の実施形態による、続いて第２の実施形態による、インターフェース１の冷却プレートの各通路においてそれぞれ得られる冷却剤流量を示す図である。

【図6】水マニホルドインターフェースの一実施形態を示す図である。

【図7】第１の実施形態および第２の実施形態それぞれによる、水マニホルドにインターフェースを装備することによって得られる、第１および第２の冷却プレート温度分布を示す図である。

【図8】インターフェース１を校正するために実施されるシミュレーションの全てを表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明による自動車１０の一実施形態について、図１を参照して以下に記載する。自動車１０は、電気自動車またはハイブリッドタイプの自動車であり、特に乗用車または特定用途車である。

【0019】

自動車１０は、リチウムまたはリチウムイオンタイプの、本発明によるバッテリー５を装備している。バッテリー５は、同様に、全固体または固体電解質タイプと呼ばれるバッテリーであり得る。バッテリー５はいくつかのバッテリーモジュール５１を備え、モジュール５１はリチウムイオンバッテリーセル５１１を備える。

【0020】

自動車１０はまた、バッテリーモジュール５１の近傍で冷却剤を循環させるのに必要な要素を備える、バッテリー熱管理システム４を装備している。

【0021】

一実施形態では、システム４は、
有利には、バッテリーモジュール５１と接触して、またはその近傍に配置される冷却プレート３と、
２つの水マニホルド２または冷却剤マニホルドと、
ポンプ４１と、
冷却手段４２と、
ポンプ４１、冷却手段４２、およびプレート３を接続する回路４３と
を備える。

【0022】

本文書の残りの部分において、「マニホルド」または「水マニホルド」という用語は、冷却剤マニホルドを指すのに使用される。同様に、「プレート」または「冷却プレート」という用語は、水プレート、または冷却剤プレート、または液体冷却剤プレートを指すのに使用される。

【0023】

このようにして、システム４は、冷却剤が冷却方向４４に循環することを可能にする。ポンプ４１は、冷却剤を特に、
ポンプ４１とプレート３との間であって、冷却剤の循環の方向４４に対してプレート３の上流側にある地点Ａと、
プレート３と冷却手段４２との間であって、冷却剤の循環の方向４４に対してプレート３の下流側にある地点Ｂと
の間で移動させる。

【0024】

地点Ａと地点Ｂとの間で、冷却剤はプレート３を通過し、その結果、バッテリーモジュール５１を冷却するためにその近くを循環する。したがって、地点Ｂで測定される冷却剤温度は、地点Ａで測定される冷却剤温度よりも大幅に高い。

【0025】

地点Ｂの下流側で、流体は次に冷却手段４２によって冷却されるが、この冷却手段は、例えば、回路４３を冷却するための、特に回路４３の冷やされた部分に巻かれたサーペンタインコイルの形態の、フロンガスが循環する回路であってもよい。ポンプ４１は、回路４３を循環する冷却剤の流量を調整することができる。流体流量は、特に、バッテリーモジュールと冷却剤との間の伝熱の量に影響する。

【0026】

冷却プレートの一実施形態が図２に記載される。冷却プレート３は、長さＬ３１、幅Ｌ３２、高さＨの直方体形状のものであって、次のものを有する。
寸法Ｌ３１×Ｌ３２の２つの対向する長方形の主面ＦＰ３１、ＦＰ３２であって、一方がバッテリーモジュール５１の近傍に、またはそれと接触して配置されるように構成される、主面ＦＰ３１、ＦＰ３２、
寸法Ｌ３１×Ｈの２つの側面ＦＬ３１、ＦＬ３３、ならびに、
寸法Ｌ３２×Ｈの２つの側面ＦＬ３２、ＦＬ３４であって、冷却剤の循環方向４４に対して側面ＦＬ３２が側面ＦＬ３４の上流側に載置される、側面ＦＬ３２、ＦＬ３４。

【0027】

この実施形態では、プレート３は、冷却剤が冷却プレートの内部で入口面と呼ばれる側面ＦＬ３２から出口面と呼ばれる側面ＦＬ３４まで循環することを可能にする、直線であって長さＬ３１の８つの通路３１～３８を有する。このようにして、８つの通路は、冷却プレート内に８つの別個の流体フローを作り出す。

【0028】

一実施形態では、冷却プレート３の通路３１～３８は、押出しによって作成され、一般に「マルチポート押出し成形チャネル」と呼ばれる。例えば鋳造を使用する、通路の他の実施形態が想到可能である。

【0029】

冷却剤がプレート３を循環するのを可能にするために、回路４３は、有利には、２つの水マニホルド２を介してプレート３に接続される。特に、入口面ＦＬ３２および出口面ＦＬ３４は、第１および第２のマニホルドにそれぞれ（直接または間接的に）接続される。

【0030】

図３は、水マニホルド２の一実施形態を示している。水マニホルドは、回路４３に接続できるようにされたパイプ形状の端部２３と、特にプレート３の入口面または出口面ＦＬ３２、ＦＬ３４の一方に接続できるようにされた、好ましくは細長い形状の、幅広の開放端２４とを備える。

【0031】

図４に示される本発明の実施形態では、２つのマニホルドの少なくとも一方は、マニホルドインターフェース１をさらに装備し、インターフェースはマニホルドと冷却プレート３との間に差し挟まれる。

【0032】

マニホルドインターフェース１は中空部品であり、その外形は直方体であって、水マニホルド２の開放端２４の寸法に合う長さおよび幅を有する。インターフェース１は、第１および第２の主面ＦＰ１１、ＦＰ１２と、４つの側面とを有する。

【0033】

インターフェース１はアルミニウムで作られてもよい。一実施形態では、その長さは２５０ミリメートルであってもよく、その幅は３０～４０ミリメートルであってもよく、その厚さは５ミリメートルであってもよい。インターフェース１の寸法および形状は、マニホルド２およびプレート３の寸法および形状にしたがって異なってもよい。

【0034】

インターフェース１の第１の主面ＦＰ１１は、水マニホルド２に接続されるように構成される。一実施形態では、有利にはマニホルド２の幅広の開放端２４の寸法に合った、幅広の開口部Ｏ１を有する。このようにして、インターフェース１の開口部Ｏ１はマニホルド２の開口部２４に面して固定され、端部２３を介してマニホルド２に入る冷却剤は全てインターフェース１によって回収される。

【0035】

第２の主面ＦＰ１２は、冷却プレート３に接続されるように構成される。第２の主面ＦＰ１２は、冷却剤が通過する少なくとも２つの穴１０１、１０２を有する。第２の主面は、冷却プレート３の入口側面または出口側面ＦＬ３２、ＦＬ３４の一方に固定されるように構成される。有利には、第２の主面ＦＰ１２が、プレート３の入口側面または出口側面ＦＬ３２、ＦＬ３４の一方に固定されたとき、少なくとも２つの穴１０１、１０２は、少なくともプレート３の第１および第２の通路にそれぞれ面する。

【0036】

したがって、インターフェース１の第２の主面ＦＰ１２がプレート３の入口側面ＦＬ３２に密閉されて固定された場合、開口部Ｏ１を介してインターフェース１に入る冷却剤は全て、少なくとも２つの穴１０１、１０２に面して載置される少なくとも２つの通路の間で分配される。換言すれば、冷却剤は、
パイプ形状の端部２３を介してマニホルド２に入り、
マニホルド２およびインターフェース１を通過し、
少なくとも２つの穴１０１、１０２を介して冷却プレートの少なくとも２つの通路に入る。

【0037】

同様に、インターフェース１の第２の主面ＦＰ１２がプレート３の出口側面ＦＬ３４に密閉されて固定された場合、少なくとも２つの穴１０１、１０２を介してインターフェース１に入る冷却剤は全て、マニホルド２の幅広の開放端２４に面して載置される開口部Ｏ１に向かって収束する。換言すれば、冷却剤は、
プレート３の少なくとも２つの通路に面して載置される少なくとも２つの穴を介して冷却プレート３を出て、
インターフェース１を通過し、次に、
マニホルド２を通過して、端部２３を介して回路４３内に再び出てくる。

【0038】

したがって、インターフェース１は、水マニホルドおよび冷却プレートがともに働くように具体的に設計される必要なしに、水マニホルド２が冷却プレート３に接続されることを可能にする。具体的には、インターフェース１の幾何学形状、特にその主面ＦＰ１１、ＦＰ１２の幾何学形状は、冷却剤が所与の水マニホルドと所与の冷却プレートとの間を循環することを可能にするように簡単に適合させることができる。

【0039】

さらに、インターフェースは、流体の循環を、バッテリーモジュール５１によって発生する熱の空間分布に合わせることを、水マニホルド２またはプレート３に対する修正を必要とすることなく行うように、適合させることを可能にする。冷却剤の循環を合わせるように適合する目的は、バッテリーの所与のゾーンにおける温度スパイクを制限するために、バッテリー温度をより均一にすることである。

【0040】

この目的のため、インターフェース１の少なくとも２つの穴１０１、１０３は、異なる幾何学形状を有してもよい。Ｎ個の通路を有する冷却プレートの場合、本発明によるインターフェース１は２～Ｎ個の穴を有してもよく、Ｎ個の穴のうち少なくとも２つは異なる幾何学形状を有し、穴はそれぞれ冷却プレート３の別個の通路に面して位置付けられる。

【0041】

例えば、図６に示される実施形態では、インターフェース１は８個の穴１０１～１０８を有し、それにより、インターフェース１の端部に載置される穴１０１、１０２、１０８は、インターフェースの中央部に載置される穴１０３～１０７よりも大きい直径のものであり、特に、円形穴１０１、１０２、１０８の直径は６ミリメートルであり、円形穴１０３～１０７の直径は４ミリメートルである。

【0042】

図６に示されるインターフェース１は、図２に示されるプレート３の上流側および／または下流側で使用されてもよい。この実施形態では、インターフェース１は、プレート３の各通路に対して１つの穴を提供し、穴１０１～１０８はそれぞれプレートの通路３１～３８に供給する。これらの直径はインターフェースの他の穴よりも大きいので、穴１０１、１０２、１０８は、通路３１、３２、および３８において、プレート３の他の通路３３～３７よりも多い冷却剤流量を発生させる。

【0043】

このようにして、本発明によるインターフェース１は、バッテリーモジュール５１の冷却を最適化するように、冷却プレートの各通路における流体流量を独立して校正することを可能にする。換言すれば、インターフェースの穴それぞれの直径は、冷却プレートの各通路において、バッテリー温度が低減され、より均一にされるのが可能になるように、冷却剤流量を調整するように計算される。

【0044】

図５および図７は、
インターフェースの穴の直径を最適化する前の最初の実施形態Ｍｏｄ＿ｉ、
インターフェースの穴の直径を最適化した後の最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆ
というインターフェース１の２つの実施形態を通して、本発明によるインターフェース１の効果を示している。

【0045】

図５は、最初の実施形態Ｍｏｄ＿ｉによるインターフェース１、続いて最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆによるインターフェース１が装備される、冷却プレート３の８つの通路３１～３８それぞれにおいて、それぞれ得られる冷却剤流量（毎時キログラム単位）を示している。

【0046】

最初の実施形態Ｍｏｄ＿ｉでは、最初の流量値Ｄ１＿ｉ～Ｄ８＿ｉは１００～１４０ｋｇ／時で構成され、流量Ｄ１＿ｉ～Ｄ３＿ｉは１００～１２０ｋｇ／時で構成され、流量Ｄ４＿ｉ～Ｄ８＿ｉは１２０～１４０ｋｇ／時で構成される。

【0047】

最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆでは、最後の流量値Ｄ１＿ｆ～Ｄ８＿ｆは９０～１７５ｋｇ／時で構成され、流量Ｄ３＿ｆ～Ｄ７＿ｆは９０～１１０ｋｇ／時で構成され、流量Ｄ１＿ｆ、Ｄ２＿ｆ、およびＤ８＿ｆは１４０～１７５ｋｇ／時で構成される。

【0048】

図５の例では、最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆによるインターフェース１は、横方向通路３１、３２、および３８において、他の通路３３～３７における流量よりも５０％多い流量を付与することを見ることができる。加えて、最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆにおける最大流量は、最初の実施形態Ｍｏｄ＿ｉにおける最大流量よりも５０％多い。

【0049】

図７は、バッテリーの熱管理に対する、本発明によるインターフェース１の効果を示している。具体的には、図Ｖ１およびＶ２はそれぞれ、第１および第２の冷却プレート温度分布を示しており、これらの分布は、最初の実施形態Ｍｏｄ＿ｉにしたがって、次に最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆにしたがって、水マニホルド２にインターフェース１を装備することによって得られる。

【0050】

第１の図Ｖ１は、最初の実施形態Ｍｏｄ＿ｉによるインターフェース１を使用しており、温度がプレート３の残りよりも大幅に高い、２つのゾーン３０１＿ｉ、３０２＿ｉを明らかにしている。第２の図Ｖ２は、最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆによるインターフェース１を使用しており、これら同じ２つのゾーン３０１＿ｆ、３０２＿ｆが、プレート３の中央の温度により近い温度を有することを明らかにしている。

【0051】

したがって、本発明は、インターフェースの穴の幾何学形状を調節することによって、冷却プレートの性能を改善することを可能にする。改善は、プレート３上で測定される最高温度Ｔｍａｘ＿ｉ、Ｔｍａｘ＿ｆと、熱が通るのを防ぐ材料（この例では、プレート）の能力を示す、プレートの熱抵抗係数Ｒｔｈ＿ｉ、Ｒｔｈ＿ｆという、２つの指標を通して見ることができる。これら２つのパラメータは、最初の実施形態Ｍｏｄ＿ｉと最後の実施形態Ｍｏｄ＿ｆとの間で大幅に改善される。
最後の実施形態で測定される最高温度Ｔｍａｘ＿ｆ（２９．５℃）は、最初の実施形態で測定される温度Ｔｍａｘ＿ｉ（３１．２℃）よりも約２℃低い。
最後の実施形態で測定される熱抵抗（Ｒｔｈ＿ｆ＝８．１０^－３Ｋ／Ｗ）は、最初の実施形態で測定される熱抵抗（Ｒｔｈ＿ｉ＝９．１０^－３Ｋ／Ｗ）よりも１０％低い。

【0052】

このようにして、本発明の実現は、冷却プレート３の幾何学形状、およびバッテリーモジュール５１によって発生する熱の空間分布にしたがって、インターフェース１の最適な構成を、つまり、インターフェース１の第２の主面ＦＰ１２に配置される穴の数、位置、および幾何学形状を、決定することを必然的に伴う。

【0053】

例えば、異なる幾何学形状の少なくとも２つの穴１０１、１０３を備え、バッテリーを冷却するために、その面の近傍に載置される冷却プレートに接続されるように構成される、本発明によるインターフェースでは、
バッテリーの面が、バッテリーの動作中に第１のゾーンの温度が第２のゾーンの温度よりも大幅に高くなるような、少なくとも第１のゾーンおよび第２のゾーンを備える場合、
また、冷却プレートが、冷却剤を循環させる少なくとも２つの通路３１、３３を有し、少なくとも２つの通路３１、３３のうち第１の通路が第１のゾーンに最も近く、少なくとも２つの通路３１、３３のうち第２の通路が第２のゾーンに最も近く、第１および第２の通路にそれぞれ、異なる幾何学形状の少なくとも２つの穴１０１、１０３のうち２つの別個の穴を介して冷却剤が供給される場合、
一実施形態では、第１の通路に冷却剤を供給する穴は、第２の通路に冷却剤を供給する穴よりも大きい断面積（冷却剤のフローの方向に対して垂直に測定される）を有するようになる。

【0054】

インターフェース１の最適な構成を決定するために、インターフェース１の多数の構成（インターフェースにおける穴の数、位置、および幾何学形状）は、３－Ｄ演算ソフトウェアを使用してシミュレートされる。インターフェースの所与の構成それぞれに対して、ソフトウェアは、バッテリー温度の空間分布、特にバッテリーの最高温点に達する最高温度を決定する。

【0055】

図８のグラフＧ１は、図６に示されるインターフェース１を校正するために実施されるシミュレーションの全てを表しており、グラフＧ１の各点は１つのシミュレーションを表す。横軸は、インターフェース１およびプレート３で構成されるアセンブリの透過性をｍｍ^２で表す。透過性が高いほど、ポンプ４１の動作に必要な電力は低くなる。それにより、グラフの右側部分にある点は、グラフの左側部分にある点よりも、ポンプ４１に給電するのに要するエネルギーが少なくなる、インターフェース１を表す。縦軸は、バッテリーのあるゾーンにおいて達する最高温度を表す。

【0056】

地点Ｍｏｄ＿ｉは、例えば、バッテリーの所与のゾーンにおいて、７４ｍｍ^２の透過性および３２．１℃の最高温度を生み出すインターフェース１の構成を表す。地点Ｍｏｄ＿ｉに対応する構成は、温度および透過性の高値内にある。換言すれば、地点Ｍｏｄ＿ｉと関連付けられる実施形態では、バッテリーの熱調整は最適ではないが、インターフェース１の使用には、ポンプ４１において大幅な追加のエネルギーを要しない。

【0057】

対照的に、地点Ｍｏｄ＿１は、バッテリーの所与のゾーンにおいて、６０ｍｍ^２の透過性および３０．１℃の最高温度を生み出すインターフェース１の構成を表す。地点Ｍｏｄ＿１に対応する構成は、温度および透過性の低値内にある。換言すれば、地点Ｍｏｄ＿１と関連付けられる実施形態では、インターフェース１の使用にはポンプ４１において追加のエネルギーを要するが、バッテリーの熱調整は最適である。

【0058】

例えば最適ゾーンＺ１にある、中間の実施形態は、バッテリー温度を調整すると同時に、ポンプ４１を動作させるための追加の消費エネルギーに関してインターフェース１が有する影響を最小限に抑えることができる。実施形態Ｍｏｄ＿ｆは、最適ゾーンＺ１内から選択されている。

【0059】

グラフＧ１に示される例では、最適ゾーンは、インターフェース１の透過性が減少する間、最高バッテリー温度が一定のままである、一連のシミュレーションに対応するプラトーによって決定される。代替実施形態では、インターフェース１の最適化は他の判断基準を考慮に入れる場合がある。

【0060】

３－Ｄシミュレーションによってインターフェース１の設計を最適化するプロセスに続いて、インターフェース１に採用される構成（インターフェースにおける穴の数、位置、および幾何学形状）を迅速かつ簡単に作成することができる。

【0061】

したがって、バッテリー５の冷却を最適化するプロセスは、一部には、インターフェース１の設計に依存する。インターフェース１の設計および作成が単純であることは、プロジェクトの期間の後の方までこの構成要素を修正する必要がなく、システム４の他の部分、特に冷却プレート３またはマニホルド２の設計に柔軟性が与えられることを意味する。

【0062】

最後に、本発明によるインターフェース１は、
プレートにおける通路の寸法および数を変更できるため、標準の水マニホルド２を冷却プレート３に接続することを可能にし、同時に、
前記プレート３における冷却剤の循環を、バッテリー温度の最適な空間分布を担保するように最適化することを可能にし、また同時に、
バッテリーの冷却を最適化する可能性を、車両開発プロセスの後の方まで維持することを可能にする。

【0063】

本発明はまた、インターフェース１および一般的な冷却プレートから成るアセンブリに関する。

【0064】

一実施形態では、冷却すべきバッテリー５の寸法にしたがって寸法が決定されるように、一般的な冷却プレートを設計することができる。

【0065】

例えば、各バッテリーモジュール５１が長さＸである、１つまたは複数のバッテリーモジュール５１を備えるバッテリーの場合、関連する一般的なプレートは、モジュールの長さに沿って延在するＹ個の通路を備えるプレートであることができ、Ｙ個の通路は距離Ｘ／（Ｙ＋１）だけ互いから離隔される。

【0066】

それにより、プレートと関連付けられるインターフェース１は、バッテリー温度の空間分布にしたがって幾何学形状が最適化される、Ｙ個の穴を有する。全体として、インターフェース１は、単独でまたは一般的なプレートと組み合わせて、自動車１０の開発プロセスを単純化し、開発のコストを低減することを可能にする。

【0067】

本明細書全体を通して、「水」という用語は、冷却剤が水系である場合が多いことを所与として、同じ概念を表すのに「冷却剤」の代わりに使用されている場合がある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】