(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】2025-07-25
(54)【発明の名称】熱交換用プレート、バッテリーパック、および車両
(51)【国際特許分類】
H01M 10/6556 20140101AFI20250717BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20250717BHJP
H01M 10/615 20140101ALI20250717BHJP
H01M 10/6554 20140101ALI20250717BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20250717BHJP
【FI】
H01M10/6556
H01M10/613
H01M10/615
H01M10/6554
H01M10/625
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2025504751
(86)(22)【出願日】2023-07-27
(85)【翻訳文提出日】2025-03-19
(86)【国際出願番号】 CN2023109649
(87)【国際公開番号】W WO2024022453
(87)【国際公開日】2024-02-01
(31)【優先権主張番号】202210911342.3
(32)【優先日】2022-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202222893863.9
(32)【優先日】2022-10-31
(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】510177809
【氏名又は名称】ビーワイディー カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】BYD Company Limited
【住所又は居所原語表記】No. 3009, BYD Road, Pingshan, Shenzhen, Guangdong 518118, P. R. China
(74)【代理人】
【識別番号】100118843
【氏名又は名称】赤岡 明
(72)【発明者】
【氏名】リエン、ユイポー
(72)【発明者】
【氏名】リン、ホーピン
(72)【発明者】
【氏名】ホアン、ウェイ
(72)【発明者】
【氏名】マー、ルイ
(72)【発明者】
【氏名】チュエ、イェンション
【テーマコード(参考)】
5H031
【Fターム(参考)】
5H031KK01
5H031KK08
(57)【要約】
熱交換用プレート、バッテリーパック、および車両。熱交換用プレートは、流路と、第1の終端部と、第2の終端部とを備えており、流路が熱交換用プレート内に配置されており、流路は、熱交換作動媒体が流路内を流れることを可能にするように構成されており、流路の一端部が第1の終端部に連通されており、流路の他端部が第2の終端部に連通されており、第1の終端部および第2の終端部は、熱交換作動媒体が熱交換用プレートに入ることを可能にするように構成されており、熱交換用プレートが第1タイプ領域を備えており、第1タイプ領域がバッテリー電極領域に対応して配置されるように構成されており、流路が流れ分割点を備えており、流れ分割点が第1段流れ分割点を備えており、少なくとも1つの第1段流れ分割点が第1タイプ領域内に配置され、第1段流れ分割点が第1の終端部または第2の終端部に近接して配置され、流れ分割点が流路を分割する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリーに対して適用される熱交換用プレートであって、
流路
(21)であって、前記流路(21)が前記熱交換用プレート内に配置されており、前記流路(21)は、熱交換作動媒体が前記流路(21)内を流れることを可能にするように構成されている、流路(21)と、
第1の終端部(221)および第2の終端部(222)であって、前記流路(21)の一端部が前記第1の終端部(221)に接続されており、前記流路(21)の他端部が前記第2の終端部(222)に接続されており、前記第1の終端部(221)および前記第2の終端部(222)は、前記熱交換作動媒体が前記熱交換用プレートに流入することを可能にするように構成されている、第1の終端部(221)および第2の終端部(222)と、を備えており、
前記熱交換用プレートが第1タイプ領域(26)を備えており、前記第1タイプ領域(26)がバッテリーポスト領域に対応して配置され、前記流路(21)が流れ分岐点(2120)を備えており、前記流れ分岐点(2120)が第1段流れ分岐点(21210)を備えており、少なくとも1つの第1段流れ分岐点(21210)が前記第1タイプ領域(26)内に配置され、前記第1段流れ分岐点(21210)が前記第1の終端部(221)または前記第2の終端部(222)に近接して配置され、前記流れ分岐点(2120)が前記流路(21)を分岐させる、熱交換用プレート。
【請求項2】
前記熱交換用プレートが第1の熱交換モジュール(201)および第2の熱交換モジュール(202)を備えており、前記第1の熱交換モジュール(201)および前記第2の熱交換モジュール(202)の両方が前記第1タイプ領域(26)を備えており、
前記第1の熱交換モジュール(201)の前記第1タイプ領域(26)が第3のサブ領域(2621)および第1のサブ領域(2611)を備えており、前記第2の熱交換モジュール(202)の前記第1タイプ領域(26)が第4のサブ領域(2622)および第2のサブ領域(2612)を備えており、
前記第1段流れ分岐点(21210)が前記第3のサブ領域(2621)内に配置されており、前記流れ分岐点(2120)が第2段流れ分岐点(21220)をさらに備えており、前記第2段流れ分岐点(21220)が前記第1のサブ領域(2611)、前記第3のサブ領域(2621)、および前記第4のサブ領域(2622)の少なくとも1つに位置する、請求項1に記載の熱交換用プレート。
【請求項3】
前記流れ分岐点(2120)が少なくとも2つの第1段流れ分岐点(21210)を備えており、前記第1段流れ分岐点(21210)のうちのいくつかに対応する2つの第2段流れ分岐点(21220)が両方ともに前記第2のサブ領域(2612)に位置しており、別の第1段流れ分岐点(21210)に対応する2つの第2段流れ分岐点(21220)が前記第1のサブ領域(2611)および前記第4のサブ領域(2622)内にそれぞれ位置する、請求項2に記載の熱交換用プレート。
【請求項4】
前記流路(21)が第3段流れ分岐点をさらに備えており、前記第3段流れ分岐点が前記第1のサブ領域(2611)および前記第2のサブ領域(2612)のうちの少なくとも1つに位置する、請求項2に記載の熱交換用プレート。
【請求項5】
前記流れ分岐点(2120)が第4段流れ分岐点をさらに備えており、前記第4段流れ分岐点が前記第3のサブ領域(2621)および前記第2のサブ領域(2612)のうちの少なくとも1つに位置する、請求項4に記載の熱交換用プレート。
【請求項6】
前記熱交換用プレートが前記バッテリーを冷却するように構成されているとき、前記作動媒体が前記第1の終端部(221)から流入し、前記第1段流れ分岐点(21210)、前記第2段流れ分岐点(21220)、および前記第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、前記第2の終端部(222)を通って流出する、請求項5に記載の熱交換用プレート。
【請求項7】
前記流路(21)が幹部および枝部を備えており、前記幹部が前記第1の終端部(221)または前記第2の終端部(222)に接続されており、前記幹部が前記枝部を前記第1の終端部(221)および前記第2の終端部(222)に接続しており、
前記枝部が、第1段枝部、第2段枝部、第3段枝部、および第4段枝部を備えており、
前記第1段流れ分岐点(21210)が前記幹部と前記第1段枝部との間で接続されており、
前記第2段流れ分岐点(21220)が前記第1段枝部と前記第2段枝部との間で接続されており、
前記第3段流れ分岐点が前記第2段枝部と前記第3段枝部との間で接続されており、
前記第4段流れ分岐点が前記第3段枝部と前記第4段枝部との間で接続されている、請求項5または6に記載の熱交換用プレート。
【請求項8】
前記流路が流れ収束点をさらに備えており、前記流れ収束点が、第1段流れ収束点、第2段流れ収束点、第3段流れ収束点、および第4段流れ収束点を備えており、
前記第4段枝部の2つの端部が前記第4段流れ分岐点および前記第4段流れ収束点にそれぞれ接続されており、
前記第4段枝部が接続された前記第4段流れ収束点を通って前記第3段枝部を形成するように収束しており、
前記収束によって形成された前記第3段枝部が前記第3段流れ収束点を通って前記第2段枝部を形成するように収束しており、
前記収束によって形成された前記第2段枝部が前記第2段流れ収束点を通って前記第1段枝部を形成するように収束しており、
前記収束によって形成された前記第1段枝部が前記第1段流れ収束点を通って前記幹部を形成するように収束しており、
前記幹部が前記第1の終端部(221)に接続されており、または前記幹部が前記第2の終端部(222)に接続されている、請求項7に記載の熱交換用プレート。
【請求項9】
前記第1の熱交換モジュール(201)および前記第2の熱交換モジュール(202)の両方が第2タイプ領域(27)を備えており、前記第2タイプ領域(27)が前記バッテリーの非ポスト領域に対応して配置されており、
前記第1の熱交換モジュール(201)の前記第2タイプ領域(27)が第1の仕切り領域(271)を備えており、前記第2の熱交換モジュール(202)の前記第2タイプ領域(27)が第2の仕切り領域(272)を備えており、
少なくとも1つの第1段流れ分岐点(21210)が前記第2の終端部(222)に近接しており、前記第3のサブ領域(2621)内に配置されており、前記流れ分岐点が第2段流れ分岐点(21220)をさらに備えており、前記第2段流れ分岐点(21220)が前記第3のサブ領域(2621)および前記第1の仕切り領域(271)内に位置している、請求項2に記載の熱交換用プレート。
【請求項10】
前記流路(21)が第3段流れ分岐点をさらに備えており、前記第3段流れ分岐点が前記第2の仕切り領域(272)内に位置する、請求項9に記載の熱交換用プレート。
【請求項11】
前記流れ分岐点(2120)が第4段流れ分岐点をさらに備えて、前記第4段流れ分岐点が前記第2の仕切り領域(272)内に配置されている、請求項9または10に記載の熱交換用プレート。
【請求項12】
前記熱交換用プレートが前記バッテリーを加熱するように構成されているとき、前記作動媒体が前記第2の終端部(222)から流入し、前記第1段流れ分岐点(21210)、前記第2段流れ分岐点(21220)、および前記第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、前記第1の終端部(221)を通って流出する、請求項10に記載の熱交換用プレート。
【請求項13】
前記第2段枝部の一部が前記第1の熱交換モジュール(201)および前記第2の熱交換モジュール(202)の縁部に分布されている、請求項8に記載の熱交換用プレート。
【請求項14】
前記流路が前記第1の熱交換モジュール(201)内の第N段において分岐し、前記第2の熱交換モジュール(202)内の第M段において分岐し、ここでM≦Nである、請求項13に記載の熱交換用プレート。
【請求項15】
前記流路(21)が、前記第1の熱交換モジュール(201)内の前記第N段において分岐後にn1個の枝部を形成しており、前記第2の熱交換モジュール(202)内の前記第M段において分岐後にm1個の枝部を形成しており、ここでm1>n1である、請求項13に記載の熱交換用プレート。
【請求項16】
第2タイプ領域(27)をさらに備えており、前記流路(21)が前記第1タイプ領域(26)および前記第2タイプ領域(27)において分布しており、
前記熱交換用プレート(2)が前記バッテリーを冷却するように構成されており、前記作動媒体が前記第1タイプ領域(26)の流路(21)から前記第2タイプ領域(27)の流路(21)へ流れており、または
前記熱交換用プレート(2)が前記バッテリーを加熱するように構成されており、前記作動媒体が前記第2タイプ領域(27)の流路(21)から前記第1タイプ領域(26)の流路(21)へ流れる、請求項1~8のいずれか一項に記載の熱交換用プレート。
【請求項17】
前記第1タイプ領域(26)が第1の仕切り(261)および第2の仕切り(262)を備えており、
前記熱交換用プレート(2)が前記バッテリーを冷却するように構成されているとき、前記作動媒体が前記第1の仕切り(261)から前記第2タイプ領域(27)へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐する、請求項16に記載の熱交換用プレート。
【請求項18】
前記熱交換用プレートが第1の領域(28)および第2の領域(29)を有しており、前記流路が前記第1の領域(28)および前記第2の領域(29)内で分布しており、前記第1の領域(28)内の前記流路(21)の平均分布密度が前記第2の領域(29)内の前記流路(21)の平均分布密度よりも大きい、請求項1~17のいずれか一項に記載の熱交換用プレート。
【請求項19】
前記熱交換用プレートが流路プレートおよびベースプレートを備えており、前記流路が前記流路プレート上に配置されており、前記熱交換用プレートが位置する平面内において、前記流路を配置するための面積が前記流路プレート(24)の面積の70%よりも大きい、請求項1~18のいずれか一項に記載の熱交換用プレート。
【請求項20】
請求項1~19のいずれか一項に記載の熱交換用プレートを備えるバッテリーパック。
【請求項21】
請求項1~19のいずれか一項に記載の熱交換用プレート、または
請求項20に記載のバッテリーパック、を備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本開示は、2022年7月29日出願の「HEAT EXCHANGE PLATE,BATTERY PACK,AND VEHICLE」と称する中国特許出願第202210911342.3号および2022年10月31日出願の「HEAT EXCHANGE PLATE,INTEGRATED FLOW CHANNEL PLATE,BATTERY TRAY,BATTERY STRUCTURE,AND VEHICLE」と称する出願第202222893863.9号に対する優先権を主張するものである。上述の出願の全内容が参照として本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、バッテリー部品の分野に関し、より詳しくは熱交換用プレート、バッテリーパック、および車両に関する。
【背景技術】
【0003】
人々の環境保護への認識が高まるにつれて、より多くの電気自動車が出現している。電気自動車における核となるパワー部品として、バッテリーは、電気自動車の長期かつ安定した動作にとって不可欠である。
【0004】
既存の技術では、バッテリーを冷却または加熱するために、水がハーモニカチューブを通過する。しかしながら、既存のハーモニカチューブは、単一のチューブで、または複数のチューブが並んで配置されており、これは、ハーモニカチューブなどの熱交換部品の流路分布密度を低くする。熱交換部品がバッテリーのために熱を交換するときに、バッテリーの温度は過度に高くまたは低くなりやすく、バッテリーの安定性および耐用年数を低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、熱交換用プレート、バッテリーパック、および車両の新規技術的解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第1の態様によれば、バッテリーに適用される熱交換用プレートが提供され、熱交換用プレートは、
【0007】
流路であって、流路が熱交換用プレート内に配置されており、流路は、熱交換作動媒体が流路内を流れることを可能にするように構成されている、流路と、
【0008】
第1の終端部および第2の終端部であって、流路の一端部が第1の終端部に接続されており、流路の他端部が第2の終端部に接続されており、第1の終端部および第2の終端部は、熱交換作動媒体が熱交換用プレートに流入することを可能にするように構成されている、第1の終端部および第2の終端部と、を含む。
【0009】
熱交換用プレートは第1タイプ領域を含み、第1タイプ領域はバッテリーポスト領域に対応して配置されている。流路が流れ分岐点を含み、流れ分岐点が第1段流れ分岐点を含み、少なくとも1つの第1段流れ分岐点が第1タイプ領域内に配置され、第1段流れ分岐点が第1の終端部または第2の終端部に近接して配置され、流れ分岐点が流路を分岐させる。
【0010】
任意選択的に、熱交換用プレートが第1の熱交換モジュールおよび第2の熱交換モジュールを含んでおり、第1の熱交換モジュールおよび第2の熱交換モジュールの両方が第1タイプ領域を含んでいる。
【0011】
第1の熱交換モジュールの第1タイプ領域が第3のサブ領域および第1のサブ領域を含んでおり、第2の熱交換モジュールの第1タイプ領域が第4のサブ領域および第2のサブ領域を含んでいる。
【0012】
第1段流れ分岐点が第3のサブ領域内に配置されており、流れ分岐点が第2段流れ分岐点をさらに含み、第2段流れ分岐点が第1のサブ領域、第3のサブ領域、および第4のサブ領域の少なくとも1つに位置する。
【0013】
任意選択的に、流れ分岐点が少なくとも2つの第1段流れ分岐点を含んでおり、第1段流れ分岐点のうちのいくつかに対応する2つの第2段流れ分岐点が両方ともに第2のサブ領域に位置しており、別の第1段流れ分岐点に対応する2つの第2段流れ分岐点が第1のサブ領域および第4のサブ領域内にそれぞれ位置する。
【0014】
任意選択的に、流路が第3段流れ分岐点をさらに含んでおり、第3段流れ分岐点が第1のサブ領域および第2のサブ領域のうちの少なくとも1つに位置する。
【0015】
任意選択的に、流れ分岐点が第4段流れ分岐点をさらに含んでおり、第4段流れ分岐点が第3のサブ領域および第2のサブ領域のうちの少なくとも1つに配置される。
【0016】
任意選択的に、熱交換用プレートがバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1の終端部から流入し、第1段流れ分岐点、第2段流れ分岐点、および第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、第2の終端部を通って流出する。
【0017】
任意選択的に、流路が幹部および枝部を含んでおり、幹部が第1の終端部または第2の終端部に接続されており、幹部が枝部を第1の終端部および第2の終端部に接続している。
【0018】
枝部が、第1段枝部、第2段枝部、第3段枝部、および第4段枝部を含む。
【0019】
第1段流れ分岐点が幹部と第1段枝部との間で接続されている。
【0020】
第2段流れ分岐点が第1段枝部と第2段枝部との間で接続されている。
【0021】
第3段流れ分岐点が第2段枝部と第3段枝部との間で接続されている。
【0022】
第4段流れ分岐点が第3段枝部と第4段枝部との間で接続されている。
【0023】
任意選択的に、流路が流れ収束点をさらに含んでおり、流れ収束点が、第1段流れ収束点、第2段流れ収束点、第3段流れ収束点、および第4段流れ収束点を含んでいる。
【0024】
第4段枝部の2つの端部が第4段流れ分岐点および第4段流れ収束点にそれぞれ接続されている。
【0025】
第4段枝部が接続された第4段流れ収束点を通って第3段枝部を形成するように収束している。
【0026】
収束によって形成された第3段枝部が第3段流れ収束点を通って第2段枝部を形成するように収束している。
【0027】
収束によって形成された第2段枝部が第2段流れ収束点を通って第1段枝部を形成するように収束している。
【0028】
収束によって形成された第1段枝部が第1段流れ収束点を通って幹部を形成するように収束している。
【0029】
幹部が第1の終端部に接続されており、または幹部が第2の終端部に接続されている。
【0030】
任意選択的に、熱交換プレートは、第1の熱交換モジュールおよび第2の熱交換モジュールを含んでおり、第1の熱交換モジュールおよび第2の熱交換モジュールの両方が第2タイプ領域を含んでおり、第2タイプ領域がバッテリーの非ポスト領域に対応して配置されている。
【0031】
第1の熱交換モジュールの第2タイプ領域が第1の仕切り領域を含み、第2の熱交換モジュールの第2タイプ領域が第2の仕切り領域を含んでいる。
【0032】
少なくとも1つの第1段流れ分岐点が第2の終端部に近接しており、第3のサブ領域内に配置されており、流れ分岐点が第2段流れ分岐点をさらに含んでおり、第2段流れ分岐点が第3のサブ領域および第1の仕切り領域内に位置している。
【0033】
任意選択的に、流路が第3段流れ分岐点をさらに含んでおり、第3段流れ分岐点が第2の仕切り領域内に位置している。
【0034】
任意選択的に、流れ分岐点が第4段流れ分岐点をさらに含んでおり、第4段流れ分岐点が第2の仕切り領域内に位置している。
【0035】
任意選択的に、熱交換用プレートがバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体が第2の終端部から流入し、第1段流れ分岐点、第2段流れ分岐点、および第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、第1の終端部を通って流出する。
【0036】
任意選択的に、第2段枝部の一部が第1の熱交換モジュールおよび第2の熱交換モジュールの縁部に分布されている。
【0037】
任意選択的に、流路が第1の熱交換モジュール内の第N段において分岐し、第2の熱交換モジュール内の第M段において分岐し、ここでM≦Nである。
【0038】
任意選択的に、流路が、第1の熱交換モジュール内の第N段において分岐後にn1個の枝部を形成しており、第2の熱交換モジュール内の第M段において分岐後にm1個の枝部を形成しており、ここでm1>n1である。
【0039】
任意選択的に、熱交換用プレートは、第2タイプ領域をさらに含む。流路は、第1タイプ領域および第2タイプ領域において分布されている。熱交換用プレートがバッテリーを冷却するように構成されており、作動媒体が第1タイプ領域の流路から第2タイプ領域(27)の流路へ流れる。あるいは、熱交換用プレートがバッテリーを加熱するように構成されており、作動媒体が第2タイプ領域の流路から第1タイプ領域の流路へ流れる。
【0040】
任意選択的に、第1タイプ領域は、第1の仕切りおよび第2の仕切りを含む。熱交換用プレートがバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1の仕切りから第2タイプ領域へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐する。
【0041】
任意選択的に、熱交換用プレートが第1の領域および第2の領域を有しており、流路が第1の領域および第2の領域内で分布しており、第1の領域内の流路の平均分布密度が第2の領域内の流路の平均分布密度よりも大きい。
【0042】
任意選択的に、熱交換用プレートが流路プレートおよびベースプレートを含んでおり、流路が流路プレート上に配置されており、熱交換用プレートが位置する平面内において、流路を配置するための面積が流路プレートの面積の70%よりも大きい。
【0043】
本開示の実施形態の第2の態様によれば、第1の態様による熱交換用プレートを含むバッテリーパックが提供される。
【0044】
本開示の実施形態の第3の態様によれば、第1の態様による熱交換用プレートを含むか、または
【0045】
第2の態様によるバッテリーパックを含む車両が提供される。
【0046】
本開示の技術的効果は、以下の通りである。
【0047】
本開示の実施形態は、熱交換用プレートを提供する。熱交換用プレートは、流路であって、流路が熱交換用プレート内に配置されており、流路は、熱交換作動媒体が流路内を流れることを可能にするように構成されている、流路と、第1の終端部および第2の終端部であって、流路の一端部が第1の終端部に接続されており、流路の他端部が第2の終端部に接続されている、第1の終端部および第2の終端部と、を含み、熱交換プレートは第1タイプ領域を含む。本開示の熱交換プレートの第1段流れ分岐点は、第1の終端部または第2の終端部に近接して配置されている。第1タイプ領域は、バッテリーコアがバッテリーにおいて高熱を発生させるポスト領域に対応する領域であり、第1段流れ分岐点は、第1タイプ領域内に配置され、第1の終端部または第2の終端部に近接している。したがって、これは、作動媒体の流れ分布の制御を容易にして、熱交換用プレートの温度均一性を改善する。
【0048】
本開示の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【0049】
添付の図面は本明細書に組み込まれており、その一部を構成しており、本開示の実施形態を示し、本開示の原理を説明するために説明とともに使用される。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【
図1】本開示の一実施形態による熱交換用プレートを仕切る第1の概略図である。
【
図2】本開示の一実施形態による熱交換用プレートを仕切る第2の概略図である。
【
図3】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの流れ分岐点の概略図である。
【
図4】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの全体の概略図である。
【
図5】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの流れ分岐構成要素の概略図である。
【
図6】本開示の一実施形態によるバッテリーパックのバッテリーモジュールと熱交換用プレートとの間の整合の概略図である。
【
図7】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの第1の熱交換モジュールの概略図である。
【
図8】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの第2の熱交換モジュールの概略図である。
【
図9】本開示の一実施形態によるバッテリー構造を分割する上面図である。
【
図10】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの第1の概略図である。
【
図11】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの第2の概略図である。
【
図12】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの流路の流向の第1の概略図である。
【
図13】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの流路の流向の第2の概略図である。
【
図14】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの方向転換点の概略図である。
【
図15】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの流れ分岐/流れ収束点の概略図である。
【
図16】本開示の一実施形態による熱交換用プレートを仕切る概略図である。
【
図17】本開示の一実施形態によるバッテリー構造の第1の概略図である。
【
図18】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの流路の流向(a)および仕切り(b)の第1の概略図である。
【
図19】本開示の一実施形態による熱交換用プレートの流路の流向(a)および仕切り(b)の第2の概略図である。
【
図20】ベースプレートおよび流路プレートの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0051】
本開示の様々な例示的な実施形態が添付図面を参照して以下で詳述される。なお、特段の指定がない限り、実施形態で説明される構成要素および工程の反対の配置、数式、および数値が本開示の範囲を限定しないことに留意されたい。
【0052】
少なくとも1つの例示的な実施形態の以下の説明は例示に過ぎず、本開示および本開示の応用または使用に対していかなる限定も構成することは決してない。
【0053】
関連技術の当業者に知られている技術、方法およびデバイスは本明細書では詳細に議論されない場合があるが、適切な場合、それらの技術、方法およびデバイスは、本明細書の一部として考えられるものとする。
【0054】
本明細書で示され議論されるすべての例において、いかなる特定の値も例示的に過ぎず、限定として解釈されるべきではない。したがって、例示的な実施形態の他の例は、異なる値を有することができる。
【0055】
なお、類似の参照番号および参照文字は、以下の添付図面において類似の項目を指すことに留意されたい。したがって、ある項目が1つの添付図面で定義されると、その項目は後続の添付図面ではさらに議論される必要がない。
【0056】
図1~
図5を参照すると、本開示の実施形態は、熱交換用プレート2を提供する。熱交換用プレート2は、
流路21であって、流路21が熱交換用プレート2内に配置されており、流路21は、熱交換作動媒体が流路21内を流れることを可能にするように構成されている、流路21と、
第1の終端部221および第2の終端部222であって、流路21の一端部が第1の終端部221に接続されており、流路21の他端部が第2の終端部222に接続されており、第1の終端部221および第2の終端部222は、熱交換作動媒体が熱交換用プレートに流入することを可能にするように構成されている、第1の終端部221および第2の終端部222と、を含む。
【0057】
熱交換用プレート2は第1タイプ領域26を含み、第1タイプ領域26はバッテリーポスト領域に対応して配置されている。流路21が流れ分岐点2120を含み、流れ分岐点2120が第1段流れ分岐点21210を含み、少なくとも1つの第1段流れ分岐点21210が第1タイプ領域26内に配置され、第1段流れ分岐点21210が第1の終端部221または第2の終端部222に近接して配置され、流れ分岐点2120が流路21を分岐させる。
【0058】
具体的には、第1タイプ領域26は、バッテリーコアがバッテリーにおいて高熱を発生させる領域に対応してもよい。バッテリーコアが電気接続のためのポストを提供する必要があるため、動作中にバッテリーコアのポスト領域で発生させられた熱は相対的に高温であり、したがってバッテリーポスト領域を形成する。熱交換用プレート2の熱交換効率を改善するために、第1タイプ領域26がそのバッテリーポスト領域に対応して配置されることができ、第1タイプ領域26以外の熱交換用プレート2上の領域は、バッテリー上のバッテリーコアの本体の非ポスト領域に対応して配置されることができる。
【0059】
具体的には、流れ分岐点2120の2つの端部における流路21の数は異なる。流れ分岐点2120の2つの端部における流路21は、それぞれ、作動媒体の入口および出口として使用されることができ、熱交換用プレート2の異なる熱交換の場合では、流れ分岐点2120の2つの端部における流路入口および出口が相互に切り替えられることができ、それによって作動媒体は流れ分岐点2120において前方または後方に流れることができる。
【0060】
一実施形態では、第1の終端部221から第2の終端部222へ、流路21は少なくとも2つの流れ分岐点2120を有しており、流れ分岐点2120の1つは第1の終端部221に近接しており、流路21を分岐させ、別の流れ分岐点2120は第2の終端部に近接しており、流路21を収束させる。
【0061】
具体的には、流路21の2つの端部は、塞がれるか、または、それぞれ第1の終端部221および第2の終端部222にねじによって接続されている。熱交換用プレート2の流路21は、少なくとも1回分岐し、少なくとも1回収束した後に、第1の終端部221から第2の終端部222に延出している。流路21上で1つまたは複数の流れ分岐点2120を形成するために、上記の流れ分岐は、1つの流路21を2つに分岐させることであるか、1つの流路を3つに分岐させることであるか、または1つの流路をそれよりも多く分岐させることであってもよく、流れ収束は、2つの流路21を1つに収束させることであるか、3つの流路を1つに収束させることであるか、またはより多くの流路を1つに収束させることであってもよい。
【0062】
本開示において、流路21が流れ分岐点2120を含み、流れ分岐点2120が第1段流れ分岐点21210を含み、少なくとも1つの第1段流れ分岐点21210が第1タイプ領域26内に配置され、第1段流れ分岐点21210が第1の終端部221または第2の終端部222に近接して配置され、流れ分岐点2120が流路21を分岐させる。第1タイプ領域26は、バッテリーコアがバッテリーにおいて高熱を発生させるポスト領域に対応する領域であり、第1段流れ分岐点21210は、第1タイプ領域26内に配置され、第1の終端部221または第2の終端部222に近接している。したがって、これは、作動媒体の流れ分布の制御を容易にして、熱交換用プレート2の温度均一性を改善する。このように、第1段流れ分岐点21210は、第1タイプ領域26内の流路21の分布密度を増加させるために流路21の数を変化させることができ、それにより熱交換用プレート2の熱交換効果を改善する。
【0063】
任意選択的に、熱交換用プレート2が第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202を含んでおり、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202の両方が第1タイプ領域26を含んでいる。
【0064】
第1の熱交換モジュール201の第1タイプ領域26が第3のサブ領域2621および第1のサブ領域2611を含んでおり、第2の熱交換モジュール202の第1タイプ領域26が第4のサブ領域2622および第2のサブ領域2612を含んでいる。
【0065】
第1段流れ分岐点21210が第3のサブ領域2621内に配置されており、流れ分岐点2120が第2段流れ分岐点21220をさらに含み、第2段流れ分岐点21220が第1のサブ領域2611、第3のサブ領域2621、および第4のサブ領域2622の少なくとも1つに位置する。
【0066】
具体的には、熱交換用プレート2がバッテリーために熱を交換するときに、熱交換用プレート2上の第1タイプ領域26は、バッテリーのための熱交換用プレート2の熱交換効果を確実にするために、バッテリーのポスト領域に対応してもよい。バッテリーの実際の構造は、一群のバッテリーコアから構成されてもよく、または配置されたバッテリーコアの複数の群から構成されてもよい。例えば、
図6を参照すると、熱交換用プレート2が2群のバッテリーコアから構成されたバッテリーのための熱を交換するときに、熱交換用プレート2は、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202に分割されることができる。第1の熱交換モジュール201はバッテリーコアの一群に対応し、第2の熱交換モジュール202はバッテリーコアの別の群に対応する。加えて、流路21の少なくとも一部は第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202の各々において湾曲されており、それによって第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202における流路21を配置するための面積が増加されることができる。したがって、これは、熱交換用プレート2の効果的な熱交換面積およびバッテリーのための熱交換用プレート2の熱交換量を増加させる。
【0067】
具体的には、第1の熱交換モジュール201は
図1の左領域であってもよく、第2の熱交換モジュール202は
図1の右領域であってもよい。第1の熱交換モジュール201の第1タイプ領域26が第3のサブ領域2621および第1のサブ領域2611を含んでおり、第2の熱交換モジュール202の第1タイプ領域26が第4のサブ領域2622および第2のサブ領域2612を含んでいる。第1の終端部221および第2の終端部222は、第3のサブ領域2621に近接して配置されてもよい。第1段流れ分岐点21210は流路21における第1の終端部221および第2の終端部222に近接した流れ分岐点であり、それによって第1段流れ分岐点21210は第3のサブ領域2621内に配置される。
【0068】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、流れ分岐点2120は第2段流れ分岐点21220をさらに含む。第2段流れ分岐点21220が第1の終端部221および第2の終端部222から離れて第1段流れ分岐点21210の端部に位置しており、すなわち、第2段流れ分岐点21220が第1のサブ領域2611、第3のサブ領域2621、および第4のサブ領域2622の少なくとも1つに位置する。さらに、第1の終端部221および第2の終端部222から延出する流路21が第1段流れ分岐点21210によって分岐された後に、熱交換用プレート2における流路21の分布密度をさらに改善するために、流路は続いて第2段流れ分岐点21220によって分岐されることができ、それにより熱交換用プレート2の熱交換効果を改善する。
【0069】
加えて、第1タイプ領域26は、第1の仕切り261および第2の仕切り262を含んでもよい。第1の仕切り261が第1のサブ領域2611および第2のサブ領域2612を含み、第2の仕切り262が第3のサブ領域2621および第4のサブ領域2622を含む。
【0070】
任意選択的に、流れ分岐点2120が少なくとも2つの第1段流れ分岐点21210を含んでおり、第1段流れ分岐点21210のうちのいくつかに対応する2つの第2段流れ分岐点21220が両方ともに第2のサブ領域2612に位置しており、別の第1段流れ分岐点21210に対応する2つの第2段流れ分岐点21220が第1のサブ領域2611および第4のサブ領域2622内にそれぞれ位置する。
【0071】
具体的には、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、第1タイプ領域26において、第2のサブ領域2612が第3のサブ領域2621から離れて熱交換用プレート2における高熱交換領域となることができ、第1のサブ領域2611および第4のサブ領域2622は、第2のサブ領域2612と第3のサブ領域2621との間の高熱交換領域となることができる。それぞれ第2のサブ領域2612、第1のサブ領域2611、および第4のサブ領域2622における流路21の分布密度をそれぞれ確実にするため、第2のサブ領域2612に位置する第2段流れ分岐点21220の一部は第2のサブ領域2612における流路21の密度を増加するために使用されることができ、第1のサブ領域2611および第4のサブ領域2622に位置する第2段流れ分岐点21220の別の一部は、第1のサブ領域2611および第4のサブ領域2622における流路21の密度を増加するために使用されることができ、熱交換用プレート2上の高熱交換領域とバッテリーとの間の熱交換の効率を確実にする。
【0072】
任意選択的に、流路21が第3段流れ分岐点をさらに含んでおり、第3段流れ分岐点が第1のサブ領域2611および第2のサブ領域2612のうちの少なくとも1つに位置する。
【0073】
具体的には、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、第1のサブ領域2611および第2のサブ領域2612の熱交換効果を確実にするために、第1のサブ領域2611および第2のサブ領域2612は、第1の終端部221および第2の終端部222が配置されている第3のサブ領域2621から離れているため、第1のサブ領域2611における第2段流れ分岐点21220は流路21を分岐させた後に、第2段流れ分岐点21220に接続された第3段流れ分岐点は続けて第1のサブ領域2611において流路を分岐させることができる。同様に、第1のサブ領域2611および第2のサブ領域2612における流路21の密度を増加させるために、第2のサブ領域2612における第2段流れ分岐点21220が流路21を分岐させた後に、第2段流れ分岐点21220に接続された第3段流れ分岐点は、続けて第2のサブ領域2612における流路を分岐させることができる。
【0074】
任意選択的に、流れ分岐点2120が第4段流れ分岐点をさらに含んでおり、第4段流れ分岐点が第3のサブ領域2621および第2のサブ領域2612のうちの少なくとも1つに配置される。例えば、第3のサブ領域2621は第1の終端部221および第2の終端部222に近接しており、すなわち、第3のサブ領域2621は、第1段流れ分岐点21210による分岐を通して得られた少数の流路21を含む。したがって、第3のサブ領域2621の熱交換効果を確実にするために、第4段流れ分岐点は、第3のサブ領域2621の流路21の密度を増加させるように第3のサブ領域2621内に配置されることができる。第2のサブ領域2612は第1の終端部221および第2の終端部222から離れており、すなわち、第2のサブ領域2612は、第1の終端部221および第2の終端部222から離れた熱交換用プレート2の端部である。したがって、第2のサブ領域2612の熱交換効果を確実にするために、第4段流れ分岐点は、第2のサブ領域2612の流路21の密度を増加させるように第2のサブ領域2612内に配置されることができる。
【0075】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1の終端部221から流入し、第1段流れ分岐点21210、第2段流れ分岐点21220、および第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、第2の終端部222を通って流出する。
【0076】
具体的には、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1の終端部221から流入した後に、作動媒体はまず第1段流れ分岐点21210によって分岐され、第1段流れ分岐点21210を通して流路21の数をまず増加させる。第2段流れ分岐点21220は流路21を通って第1段流れ分岐点21210に接続されており、したがって、作動媒体は第2段流れ分岐点21220を通して流路21の数を増加させることができる。第3段流れ分岐点は流路21を通って第2段流れ分岐点21220に接続されており、したがって、熱交換プレート2における流路21の密度を確実にするために、作動媒体は第3段流れ分岐点を通して流路21の数を増加させることができる。最後に、熱交換用プレート2の熱交換効率を確実にするために、作動媒体は、熱交換用プレート2における流路21の循環を形成するために1回または複数回の流れ収束後に第2の終端部222を通って流出する。
【0077】
任意選択的に、流路21が幹部および枝部を含んでおり、幹部が第1の終端部221または第2の終端部222に接続されており、幹部が枝部を第1の終端部221および第2の終端部222に接続している。
【0078】
具体的には、流路21の幹部は、第1の終端部221および第2の終端部222に直接接続され、かつ分岐または収束されていない流路21の一部であることができる一方、枝部は、幹部からの分岐または幹部への収束後に幹部に接続される流路21の一部であることができ、それによって、熱交換用プレート2上の流路21の分布密度を確実にするために、枝部の数が幹部の数より多くなる。
【0079】
幹部の数は少なくとも4であり、第1の終端部221は少なくとも2つの幹部に接続されており、第2の終端部222は少なくとも2つの幹部に接続されている。
【0080】
加えて、一実施形態では、第1の終端部221に接続された幹部および第2の終端部222に接続された幹部は、第1の熱交換モジュール201の縁部上に反対に配置されている。
【0081】
別の実施形態では、第1の終端部221に接続された幹部および第2の終端部222に接続された幹部は、第1の熱交換モジュール201の縁部上に並列に配置されている。
【0082】
具体的には、流路21の数および熱交換用プレート2における流路の分布密度を増加させ、熱交換用プレート2の熱交換効果を改善するために、第1の終端部221から第2の終端部222へ延びる流路21、または第2の終端部222から第1の終端部221へ延びる流路21のプロセスにおいて、流路21は、流れ分岐点2120によってまず分岐されることができる。
【0083】
任意選択的に、流れ分岐点2120は第1段流れ分岐点21210を含み、枝部は第1段枝部を含む。第1段流れ分岐点21210が幹部と第1段枝部との間で接続されている。
【0084】
具体的には、第1段流れ分岐点21210は、幹部と第1段枝部との間の分岐または収束構造として機能しており、幹部における作動媒体を2つ以上の第1段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、熱交換用プレート2における流路21の分布密度および熱交換調節の柔軟性を確実にするために、作動媒体は、熱交換用プレート2において可能な限り早期に分散される。
【0085】
任意選択的に、少なくとも2つの第1段枝部が配置され、すなわち、熱交換用プレート2における流路21の分布密度を確実にするために、第1段流れ分岐点21210は、幹部における作動媒体を2、3、またはそれより多い第1段枝部に均等に分岐させることができる。
【0086】
特定の実施形態では、第1段流れ分岐点21210の一端部は幹部のうちの1つに接続されており、第1段流れ分岐点21210の他端部は第1段枝部のうちの2つに接続されており、すなわち、第1段流れ分岐点21210は、幹部における作動媒体を2つの第1段枝部に均等に分岐させることができ、それによって2つの第1段枝部における作動媒体の流れのバランスを制御し、2つの第1段枝部における作動媒体の均等な流れを確実にする。
【0087】
任意選択的に、流れ分岐点2120は第2段流れ分岐点21220をさらに含み、枝部は第2段枝部を含む。第2段流れ分岐点21220が第1段枝部と第2段枝部との間で接続されている。
【0088】
具体的には、第2段流れ分岐点21220は、第1段枝部と第2段枝部との間の分岐または収束構造として機能しており、第1段枝部における作動媒体を2つ以上の第2段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、熱交換用プレート2における流路21の分布密度および熱交換調節の柔軟性を確実にするために、作動媒体は、熱交換用プレート2において分散される。
【0089】
任意選択的に、少なくとも2つの第2段枝部が配置されている。すなわち、熱交換用プレート2における流路21の分布密度を確実にするために、第2段流れ分岐点21220は、第1段枝部における作動媒体を2、3、またはそれより多い第2段枝部に均等に分岐させることができる。
【0090】
特定の実施形態では、第2段流れ分岐点21220の一端部は第1段枝部のうちの1つに接続されており、第2段流れ分岐点21220の他端部は第2段枝部のうちの2つに接続されている。すなわち、2つの第2段枝部における作動媒体の流れのバランスを制御するために、第2段流れ分岐点21220は、第1段枝部における作動媒体を2つの第2段枝部に均等に分岐させることができる。
【0091】
任意選択的に、第1段流れ分岐点21210の数は、第2段流れ分岐点21220の数より少ない。
【0092】
具体的には、第1段流れ分岐点21210が幹部と第1段枝部との間で接続されているときに、幹部における作動媒体は、2つ以上の第1段枝部に均等に分岐されることができ、すなわち、第1段枝部の数は、幹部の数よりも大きくある必要があり、1つの幹部が1つの第1段流れ分岐点21210に対応できる。流路21の数および分布密度をさらに増加させるために、1つの第1段枝部は、第2段流れ分岐点21220を通って複数の第2段枝部に分岐されることができ、すなわち、1つの第1段枝部は、1つの第2段流れ分岐点21220を対応して提供されることができる。第1段枝部の数が幹部の数よりも大きい必要があることに基づいて、第2段流れ分岐点21220の数は第1段流れ分岐点21210の数よりも大きく、これは、熱交換用プレート2の熱交換効率を改善する。
【0093】
任意選択的に、流れ分岐点2120は第3段流れ分岐点をさらに含み、枝部は第3段枝部を含み、第3段流れ分岐点は、第2段枝部と第3段枝部との間に接続される。
【0094】
具体的には、第3段流れ分岐点は、第2段枝部と第3段枝部との間の分岐または収束構造として機能しており、第2段枝部における作動媒体を2つ以上の第3段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、熱交換用プレート2における流路21の分布密度および熱交換調節の柔軟性を確実にするために、作動媒体は、熱交換用プレート2において分散される。
【0095】
任意選択的に、少なくとも2つの第3段枝部が配置されている。すなわち、熱交換用プレート2における流路21の分布密度を確実にするために、第3段流れ分岐点は、第2段枝部における作動媒体を2、3、またはそれより多い第3段枝部に均等に分岐させることができる。
【0096】
同様に、第2段流れ分岐点21220の数は、第3段流れ分岐点の数より少ない。第2段枝部の数が第1段枝部の数よりも大きい必要があることに基づいて、第3段流れ分岐点の数は第2段流れ分岐点21220の数よりも大きく、これは、熱交換用プレート2の熱交換効率を改善する。
【0097】
任意選択的に、流れ分岐点2120は第4段流れ分岐点をさらに含み、枝部は第4段枝部を含む。第4段流れ分岐点が第3段枝部と第4段枝部との間で接続されている。
【0098】
具体的には、第4段流れ分岐点は、第3段枝部と第4段枝部との間の分岐または収束構造として機能しており、第3段枝部における作動媒体を2つ以上の第4段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、熱交換用プレート2における流路21の分布密度および熱交換調節の柔軟性を確実にするために、作動媒体は、熱交換用プレート2において分散される。
【0099】
任意選択的に、少なくとも2つの第4段枝部が配置されている。すなわち、熱交換用プレート2における流路21の分布密度を確実にするために、第4段流れ分岐点は、第3段枝部における作動媒体を2、3、またはそれより多い第4段枝部に均等に分岐させることができる。
【0100】
任意選択的に、流路21が流れ収束点をさらに含んでおり、流れ収束点が、第1段流れ収束点、第2段流れ収束点、第3段流れ収束点、および第4段流れ収束点を含んでいる。
【0101】
第4段枝部の2つの端部が第4段流れ分岐点および第4段流れ収束点にそれぞれ接続されている。
【0102】
第4段枝部が接続された第4段流れ収束点を通って第3段枝部を形成するように収束している。
【0103】
収束によって形成された第3段枝部が第3段流れ収束点を通って第2段枝部を形成するように収束している。
【0104】
収束によって形成された第2段枝部が第2段流れ収束点を通って第1段枝部を形成するように収束している。
【0105】
収束によって形成された第1段枝部が第1段流れ収束点を通って幹部を形成するように収束している。
【0106】
幹部が第1の終端部221に接続されており、または幹部が第2の終端部222に接続されている。
【0107】
具体的には、熱交換用プレート2から延出する流路21のプロセスにおいて、過度に多数の流路21が延出し、これが流路21を流れる作動媒体の分散を引き起こすことを避けるために、流路21は、流れ収束点によって収束されることができ、それによって、熱交換用プレート2の流路21のバランスのよい分布を確実にするために、流路21の始端部と終端部における流路21の数がより小さくなり、主に熱交換のために使用される中間の流路21の数はより大きくなる。
【0108】
任意選択的に、熱交換プレート2は、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202を含んでおり、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202の両方が第2タイプ領域27を含んでおり、第2タイプ領域27がバッテリーの非ポスト領域に対応して配置されている。
【0109】
第1の熱交換モジュール201の第2タイプ領域27が第1の仕切り領域271を含み、第2の熱交換モジュール202の第2タイプ領域27が第2の仕切り領域272を含んでいる。
【0110】
少なくとも1つの第1段流れ分岐点21210が第2の終端部222に近接しており、第3のサブ領域2621内に配置されており、流れ分岐点2120が第2段流れ分岐点21220をさらに含んでおり、第2段流れ分岐点21220が第3のサブ領域2621および第1の仕切り領域271内に位置している。
【0111】
具体的には、熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、第1タイプ領域26は、バッテリーコア温度がバッテリーにおいて相対的に低い領域に対応することができ、第2タイプ領域27は、バッテリーコア温度がバッテリーにおいてより低い領域に対応することができる。バッテリーコアが電気接続のためのポストを提供する必要があるため、動作中にバッテリーコアのポスト領域で発生させられた熱は相対的に高温であり、したがってバッテリーポスト領域を形成する。バッテリーコアの本体の領域は、相対的に熱をあまり発生させず、したがって、バッテリーの非ポスト領域を形成する。熱交換用プレート2の熱交換効率を改善するために、第1タイプ領域26がバッテリーポスト領域に対応して配置されることができ、第2タイプ領域27は、バッテリー上のバッテリーコアの本体の非ポスト領域に対応して配置されることができる。
【0112】
一実施形態では、第1の終端部221および第2の終端部222は、第1の仕切り領域271に近接して配置されてもよい。第1段流れ分岐点21210が第3のサブ領域2621に位置するとき、第2段流れ分岐点21220は、第1の終端部221および第2の終端部222から離れて第1段流れ分岐点21210の一端部に位置し、すなわち、第2段流れ分岐点21220は第3のサブ領域2621および第1の仕切り領域271に位置しており、これは、さらに、熱交換用プレート2における流路21の分布密度を改善することができ、熱交換用プレート2の熱交換効果を改善することができる。
【0113】
任意選択的に、流路21が第3段流れ分岐点をさらに含んでおり、第3段流れ分岐点が第2の仕切り領域272内に位置している。
【0114】
具体的には、第3段流れ分岐点は、第2段枝部と第3段枝部との間の分岐または収束構造として機能しており、第2段枝部における作動媒体を2つ以上の第3段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、熱交換用プレート2における流路21の分布密度および熱交換調節の柔軟性を確実にするために、作動媒体は、熱交換用プレート2の第2の仕切り領域272において分散される。
【0115】
任意選択的に、流れ分岐点2120が第4段流れ分岐点をさらに含んでおり、第4段流れ分岐点が第2の仕切り領域272内に位置している。
【0116】
具体的には、第4段流れ分岐点が第3段枝部と第4段枝部との間で接続されており、第3段枝部における作動媒体を2つ以上の第4段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、熱交換用プレート2の第2の仕切り領域272における作動媒体を分散させ、熱交換用プレート2における流路21の分布密度を増加させるために、第4段枝部の数は第3段枝部の数より大きくなる。
【0117】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体が第2の終端部222から流入し、第1段流れ分岐点21210、第2段流れ分岐点21220、および第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、第1の終端部221を通って流出する。
【0118】
具体的には、熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体が第2の終端部222から流入した後に、作動媒体はまず第1段流れ分岐点21210によって分岐され、第1段流れ分岐点21210を通して流路21の数をまず増加させる。第2段流れ分岐点21220は流路21を通って第1段流れ分岐点21210に接続されており、したがって、作動媒体は第2段流れ分岐点21220を通して流路21の数を増加させることができる。第3段流れ分岐点は流路21を通って第2段流れ分岐点21220に接続されており、したがって、熱交換プレート2における流路21の密度を確実にするために、作動媒体は第3段流れ分岐点を通して流路21の数を増加させることができる。最後に、熱交換用プレート2の熱交換効率を確実にするために、作動媒体は、熱交換用プレート2における流路21の循環を形成するために1回または複数回の流れ収束後に第1の終端部221を通って流出する。
【0119】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202を含む。
【0120】
第1段枝部の一部、第2段枝部の一部、第3段枝部の一部、および第4段枝部の一部は、第1の熱交換モジュール201において分布されている。
【0121】
第2段枝部の一部、第3段枝部の一部、および第4段枝部の一部は、第2の熱交換モジュール202において分布されている。
【0122】
具体的には、第1の終端部221および第2の終端部222が第2の熱交換モジュール202から離れて第1の熱交換モジュール201の側部上に配置されているとき、バッテリーのための第2の熱交換モジュール202の熱交換効果を確実にするために、第2の熱交換モジュール202における第2段枝部の数は、第1の熱交換モジュール201における第2段枝部の数より大きい。
【0123】
任意選択的に、第4段枝部の数は、第3段枝部の数より大きい。
【0124】
具体的には、第4段流れ分岐点が第3段枝部と第4段枝部との間で接続されており、第3段枝部における作動媒体を2つ以上の第4段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、熱交換用プレート2において作動媒体を分散させるために、第4段枝部の数は第3段枝部の数より大きくなる。
【0125】
任意選択的に、第1の終端部221および第2の終端部222は、熱交換用プレート2の同一側部上に位置する。
【0126】
具体的には、熱交換用プレート2の形状は、バッテリーの形状構造(バッテリーの大きい表面の形状を指してもよい)と一致することができる。例えば、四角形のバッテリーのために熱を交換するときに、熱交換用プレート2は、四角形に設定されることができ、菱形のバッテリーのために熱を交換するとき、熱交換用プレート2およびバッテリーが相互に接触した後の所望の熱交換を確実にするために、熱交換用プレート2は、菱形に設定されることができる。第1の終端部221および第2の終端部222が熱交換用プレート2の同一側部上に位置するとき、作動媒体が第1の終端部221から熱交換用プレート2に入るか、または第2の終端部222から熱交換用プレート2に入るかにかかわらず、作動媒体は、熱交換用プレート2の他の側部(第1の終端部221および第2の終端部222が配置されている側部とは異なる)および熱交換用プレート2の中間領域に流れることができる。これは、熱交換用プレート2における作動媒体の循環する流れを容易にし、バッテリーのための熱交換用プレート2の熱交換量を改善する。
【0127】
特定の実施形態では、熱交換用プレート2は、矩形バッテリーと一致する矩形である。第1の終端部221および第2の終端部222は、熱交換用プレート2の短側部上に位置しており、互いに近接している。第1の終端部221または第2の終端部222から熱交換用プレート2に入るとき、作動媒体は、熱交換用プレート2の2つの長側部、他の短側部、および熱交換用プレート2の中間領域に流れることができ、最終的に、第2の終端部222または第1の終端部221から熱交換用プレート2から流れ出ることができ、熱交換用プレート2における作動媒体の循環的な流れを形成する。
【0128】
任意選択的に、流れ分岐点2120は、第1の終端部221および第2の終端部222に近接する熱交換用プレートの側部上に配置されている。
【0129】
具体的には、第1の終端部221および第2の終端部222は、熱交換用プレート2における作動媒体の入口および出口であってもよく、それによって作動媒体は、第1の終端部221および第2の終端部222に入ってそこから出ると可能な限りすぐに分岐および収束されることができる。流れ分岐点2120は、第1の終端部221および第2の終端部222に近接した熱交換用プレート2の側部上に配置されることができ、これは、第1の終端部221および第2の終端部222における作動媒体の集中を確実にするだけでなく、その時に熱交換用プレート2における流路21の数を増加させることができ、熱交換用プレート2の熱交換効率を改善する。
【0130】
任意選択的に、第2段枝部の一部は、熱交換用プレート2の縁部上に分布される。
【0131】
具体的には、熱交換用プレート2の縁部上に位置する幹部は、第1段流れ分岐点21210によって複数の第1段枝部に分岐されるとき、熱交換用プレート2の縁部の周囲が相対的に大きいため、第1段枝部は、熱交換用プレート2の縁部上に優先的に分布されることができる。第1段枝部が第2段流れ分岐点21220によって複数の第2段枝部に分岐されるとき、熱交換用プレート2の縁部上に流路21を密に配置するために、第2段枝部のいくつかは、熱交換用プレート2の縁部上で分布されることができる。加えて、熱交換用プレート2上の流路21のバランスのとれた配置を確実にするために、残りの第2段枝部はまた、熱交換用プレート2の中間部内に延出することができる。
【0132】
任意選択的に、第2段枝部のうちのいくつかは熱交換用プレート2の縁部上に分布され、第3段枝部のいくつかは熱交換用プレート2の中間部に分布される。
【0133】
具体的には、第2段枝部が第3段流れ分岐点によって複数の第3段枝部に分岐されるとき、熱交換用プレート2の縁部上に流路21を密に配置するために、第2段枝部のいくつかは、熱交換用プレート2の縁部上で分布されることができる。可能な限り多くの流路21が熱交換用プレート2上に分布されることを確実にするために、第3段枝部のいくつかは、第2段枝部から分岐後に熱交換用プレート2の中間部へ延出することができる。
【0134】
任意選択的に、熱交換用プレート2が第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202を含んでおり、第2段枝部のいくつかは第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202の縁部上に分布されている。
【0135】
具体的には、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202は隣り合って配置されることができ、第1の終端部221および第2の終端部222の両方は、第2の熱交換モジュール202から離れた第1の熱交換モジュール201の側部上に位置することができる。第2段枝部が第1の熱交換モジュール201から第2の熱交換モジュール202へ延出しているとき、熱交換用プレート2の縁部上での熱交換効果を確実にするために、第2段枝部のいくつかは、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202の縁部に沿って維持されることができる。
【0136】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、第1の熱交換モジュール201および第2の熱交換モジュール202を含む。流路21が第1の熱交換モジュール201内の第N段において分岐し、第2の熱交換モジュール202内の第M段において分岐し、ここでM≦Nである。
【0137】
一実施形態では、第1の終端部221および第2の終端部222が第2の熱交換モジュール202から離れた第1の熱交換モジュール201の側部上に配置されるとき、第1段枝部の一部、第2段枝部の一部、第3段枝部の一部、および第4段枝部の一部は、第1の熱交換モジュール201において分布され、すなわち、流路21は、第1の熱交換モジュール201における第4段で分岐し、ここでNは4である。第2段枝部の一部、第3段枝部の一部、および第4段枝部の一部は、第2の熱交換モジュール202において分布され(第1段枝部の一部が界面から第1の熱交換モジュールを通って第2の熱交換モジュールに流れる)、それによって流路21が第2の熱交換モジュール202における第4段において分岐し、ここでMは4であり、かつMはNと等しい。
【0138】
別の実施形態では、第1段枝部の一部、第2段枝部の一部、第3段枝部の一部、および第4段枝部の一部は第1の熱交換モジュール201において分布され、すなわち、流路は第1の熱交換モジュール201における第4段で分岐し、ここでNは4である。第2段枝部の一部および第3段枝部の一部は、第2の熱交換モジュール202において分布され(第1段枝部の一部が界面から第1の熱交換モジュールを通って第2の熱交換モジュールに流れる)、それによって流路21が第2の熱交換モジュール202における第3段において分岐し、ここでMは3であり、かつMはNより小さい。
【0139】
任意選択的に、流路21が、第1の熱交換モジュール201内の第N段において分岐後にn1個の枝部を形成しており、第2の熱交換モジュール202内の第M段において分岐後にm1個の枝部を形成しており、ここでm1>n1である。
【0140】
具体的には、第1の熱交換モジュール201において分岐する流路21において、第1段枝部の一部、第2段枝部の一部、第3段枝部の一部、および第4段枝部は第1の熱交換モジュール201において分布され、すなわち、流路21が第1の熱交換モジュール201において第4段で分岐した後、8つの枝部が形成され、ここでn1は8である(最初の分岐は、幹部が1つの第1段枝部に分岐されることである)。
【0141】
第2の熱交換モジュール202において分岐する流路21は、第1タイプ流路および第2タイプ流路を含むことができる。第1タイプ流路では、第2段枝部の一部、第3段枝部の一部、および第4段枝部は、第2の熱交換モジュール202において分布され(第1段枝部の一部が界面から第1の熱交換モジュール201を通って第2の熱交換モジュール202に流れる)、それによって流路が第2の熱交換モジュール202における第4段において分岐した後、8つの枝部が形成される(最初の分岐は、1つの第1段枝部に分岐される)。第2タイプ流路では、第2段枝部の一部および第3段枝部の一部は、第2の熱交換モジュール202において分布され(第1段枝部の一部が界面から第1の熱交換モジュール201を通って第2の熱交換モジュール202に流れる)、それによって流路21が第2の熱交換モジュール202における第3段において分岐し、8つの枝部が形成され、すなわち、流路21が第2の熱交換モジュール202において分岐した後、16個の枝部が形成され、ここでm1は16であり、したがってM1>n1で、かつm1は任意選択的にn1の2倍である。
【0142】
本開示の一実施形態は、バッテリーパックをさらに提供する。このバッテリーパックは、熱交換用プレート2を含む。
【0143】
具体的には、
図6を参照すると、バッテリーパックは、熱交換用プレート2と、複数のバッテリーモジュール1とを含む。各バッテリーモジュール1の2つの端部はポストが設けられている。複数のバッテリーモジュール1は第1の方向に沿って配置され、バッテリーパックのエネルギー密度を増加させるために、第1の方向は
図1ではX方向でよい。熱交換用プレート2は、第2の方向に沿ってバッテリーモジュール1の1つまたは2つの側部上に配置される。第2の方向は、
図1のZ方向でよい。第2の方向に沿った複数のバッテリーモジュール1の側面は、バッテリーモジュール1の大表面を形成する。熱交換用プレート2は、バッテリーモジュール1の1つまたは2つの大表面に近接して配置され、これはバッテリーモジュール1のための熱交換用プレート2の熱交換効果を確実にできる。
【0144】
加えて、複数バッテリーモジュール1は、第1のバッテリーモジュール11および第2のバッテリーモジュール12を形成してもよい。第2のバッテリーモジュール12は、流れ分岐構成要素22から離れた第1のバッテリーモジュール11の側部上に位置し、第1の終端部221および第2の終端部222は、流れ分岐構成要素22上に位置する。第1のバッテリーモジュール11は、熱交換用プレート2上の第1の熱交換モジュール201に対応でき、第2のバッテリーモジュール12は、熱交換用プレート2上の第2の熱交換モジュール202に対応できる。
【0145】
具体的には、第1タイプ領域26の流路21は第1のバッテリーモジュール11に対向していてもよく、かつ流れ分岐構成要素22に近接していてもよく、すなわち、第1タイプ領域26の流路21は、熱交換用プレート2の近端部に位置する。第2タイプ領域27の流路21は流れ分岐構成要素22から離れていてもよく、すなわち、第2タイプ領域27の流路21は、熱交換用プレート2の遠端部に位置する。熱交換用プレート2の近端部および遠端部のバランスのとれた熱交換効果を確実にするために、遠端部における流路21の流量は増加されることができ、例えば、第2のバッテリーモジュール12の反対の流路21における流路の流量は、第2の流量に設定され、第1の流量は第2の流量より小さい。
【0146】
任意選択的に、バッテリーモジュール1の2つの端部におけるポストが接続される方向は、第3の方向である。第3の方向は、
図1におけるY方向であってもよい。すなわち、各バッテリーモジュール1は、長い帯状のバッテリーコアを形成するために第3の方向に沿って延出してもよい。第1の方向、第2の方向、および第3の方向は、それぞれ、バッテリーモジュール1の幅方向、高さ方向、長さ方向に平行であってもよい。第1の方向、第2の方向、および第3の方向が互いに対して垂直であるとき、複数のバッテリーモジュール1は、バッテリーパックのエネルギー密度を確実にするために小型バッテリーパック構造を形成してもよい。
【0147】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、下部プレートまたは上部カバーである。
【0148】
具体的には、熱交換用プレート2は、第2の方向に沿ってバッテリーモジュール1の1つの側部または2つの側部上に配置されることができる。熱交換用プレート2が第2の方向に沿ったバッテリーモジュール1の1つの側部上に配置されることができるとき、例えば、熱交換用プレート2が複数のバッテリーモジュール1の下側部上に配置されるとき、熱交換用プレート2は、バッテリーパックの下部プレートを形成できる。一方、熱交換用プレート2がバッテリーモジュール1に接触しているとき、バッテリーモジュール1の熱交換効果を確実にすることができる。一方、バッテリーパックは、バッテリーパックの底部が衝撃を受けたときに良好に保護されることができる。熱交換用プレート2が複数のバッテリーモジュール1の上側部上に配置されるとき、熱交換用プレート2は、バッテリーパックの上部カバーを形成できる。同様に、熱交換用プレート2がバッテリーモジュール1に接触しているとき、バッテリーモジュール1の熱交換効果を確実にすることができる。一方、バッテリーパックは保護されることができる。
【0149】
本開示の一実施形態は、熱交換用プレート2を含む、または
バッテリーパックを含む車両をさらに提供する。
【0150】
この技術的解決策は、電気自動車上で使用されることができる熱交換流路デバイスを提供し、熱交換流路デバイスは、バッテリーのための良好な熱交換効果を提供できる。バッテリーが加熱される必要があるとき、熱を有する熱交換剤が、バッテリー加熱を支援するために、流路21を通ってバッテリーの様々な領域に伝導されることができる。バッテリーが冷却される必要があるとき、流路21は逆方向で使用されることができ、それによって低温を有する熱交換剤が、バッテリー冷却を支援するために、流路21を通ってバッテリーの様々な領域に逆方向で伝導される。
【0151】
熱交換流路デバイスに基づいて、熱交換用プレート2およびバッテリートレイが形成されることができ、バッテリー構造はまた集積されることができる。この技術的解決策によって提供される熱交換流路デバイスは、新エネルギー電気自動車のバッテリーのための安定した熱交換性能を提供し、かつバッテリーのためのより良好な温度環境を提供するように設計されている。
【0152】
図20に示すように、この技術的解決策は、熱交換用プレート2を提供する。熱交換用プレート2は、第1の終端部221、第2の終端部222、および流路21が形成されている。流路21は、流れ収束端を通って第1の終端部221および第2の終端部222に収束する。
【0153】
熱交換用プレート2は、流路プレート24と、ベースプレート23とを含んでもよい。様々な流路21は、流路プレート24上に提供される。流路21は、流れ収束端から流路プレート24の内側へ延出している。流路21は、枝部のより多くの段を形成するために、流れ分岐/流れ収束点によって分岐される。これらの流路21はまた、次いで、方向転換点を通って配置され、各領域における流れ熱交換を達成するために、枝部は流路プレート24全体を被覆する。
【0154】
図20に示すように、流路プレート24およびベースプレート23は、熱交換用プレート2を形成するために組み合わされている。流路プレート24上で、流路21は溝構造を有することができ、封止されていない上面を有する。ベースプレート23が流路集積プレートを被覆した後に、ベースプレート23は、流路21上に上面シールを形成できる。このようにして、ベースプレート23および流路21は全体として熱交換用プレート2を形成する。第1の終端部221および第2の終端部222は、ベースプレート23および流路プレート24上に設けられた終端部構成要素を組み合わせることによって形成されることができる。終端部構成要素は、第1の終端部221および第2の終端部222が設けられている。ベースプレート23が流路プレート24を被覆した後に、流路21の第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は、第1の終端部221および第2の終端部222に接続されることができる。
【0155】
この解決策における熱交換用プレート2の各特徴の設計思想によると、この解決策は異なる区分に分割されることができる。異なる区分は、この解決策が焦点を当てている異なる技術的特徴を表す。流路21は、より均等な熱交換解決策を得るために、焦点が当てられている技術的特徴に基づいて設計されている。
【0156】
第1の態様
この技術的解決策は、異なる領域に対して異なる程度の熱交換処理を実行するために、熱交換用プレート2を異なる領域に分割することができる。終端部から流路21内へ流れた後に、作動媒体が熱交換のための領域にまず必ず流入し、その後、熱交換のための領域に流入するというレイアウト特性に基づいて、流路21は、異なる領域における熱条件に従って選択的に配置されることができる。
【0157】
実際的応用において、異なるバッテリー構造が集積バッテリー構造の異なる領域に設けられているため、動作中に生成された熱の度合いもまた異なる。これは、バッテリーコアの配置および構成に関連している。
図10に示すように、熱交換用プレート2は、第1タイプ領域26および第2タイプ領域27を含むことができる。第1タイプ領域26は、電極コアが集積バッテリー構造において相対的に高熱を生成する領域に対応し、第2タイプ領域27は、電極コアが集積バッテリー構造において相対的に低熱を生成する領域に対応する。
図10に示される実施態様において、バッテリーの電極コアは、
図9に示すように2列に並んで配置されることができる。電気接続のために、タブが電極コアの2つの端部に通常設けられているため、より多くの熱が生成される。したがって、
図3における最左長手方向領域は第1タイプ領域26であり、中間部における幅広の長手方向領域は第1タイプ領域26であり、最右長手方向領域は第1タイプ領域26である。これらの3つの領域はすべて、電極コアの2つの端部における大きな熱生成領域に対応する。
【0158】
集積バッテリー構造の電極コアが他のやり方で配置されているとき、または電極コアが他のやり方で電気的に接続されているとき、第1タイプ領域26および第2タイプ領域27の位置および数は異なる。この技術的解決策は、この部分の設計特徴を説明するために、一例として
図9および
図10に示された場合を使用する。
【0159】
熱交換用プレート2は流路21が設けられており、流路21は作動媒体が流れることを可能にするように構成されている。作動媒体は、熱を交換でき、異なる領域に流れるときに次第に熱を交換することができる。流路21は、全体として第1タイプ領域26および第2タイプ領域27へ延出している。
【0160】
熱交換用プレート2は、2つの状態、すなわち冷却モードおよび加熱モードに切り替えられることができる。これらの2つの状態において、熱交換用プレート2またはポンプデバイスは、作動媒体に反対の方向に流れさせ、それにより領域に対して熱交換を優先的に実行するという目的を達成する。
【0161】
熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、流路21は、作動媒体が第1タイプ領域26から第2タイプ領域27へ流れることができるように設計されている。すなわち、流路21は、作動媒体がまず第1タイプ領域26内の流路21に流入し、その後、第2タイプ領域27内の流路21に流入するように設計されている。このように、作動媒体は第1タイプ領域26においてまず熱交換を実行でき、作動媒体は、第1タイプ領域26に対応するバッテリー構造によって生成された熱を優先的に吸収し、その後、作動媒体の熱交換能力が減少する。その後、作動媒体は、第2タイプ領域27へ流れ、この領域に対応するバッテリーによって生成された熱を交換する。最後に、作動媒体は、終端部へ流れ、熱交換用プレート2から流出する。
【0162】
一方、熱交換用プレート2が加熱モードにあるとき、流路21は、作動媒体が第2タイプ領域27から第1タイプ領域26へ流れることができるように設計されている。すなわち、流路21は、逆流中に、作動媒体がまず第2タイプ領域27内の流路21に流入し、その後、第1タイプ領域26内の流路21に流入することができるように設計されている。作動媒体は、まず第2タイプ領域27と熱を交換し、第2タイプ領域27に対応するバッテリー構造が位置する空間へ熱を放散することができる。その後、作動媒体の熱交換能力が減少し、第1タイプ領域26に流入する。作動媒体は、第1タイプ領域26内の残りの熱を、バッテリー構造が位置する空間へ放散し、その後、終端部へ戻って流れる。
【0163】
バッテリー電極コアの加熱は、通常一定である。外部環境およびバッテリーが放電状態にあるか充電状態にあるかにかかわらず、
図9に示すように、タブおよび電気接続点が設けられている電極コアの一部は、常に、より高い熱を生成する領域であり、電極コアの中間領域は、中熱を生成し、すなわち、電気接続点およびタブが設けられていない電極コアの部分は熱を生じやすくない。加熱が要求されているとき、タブを有さない電極コアの領域は、より低温になることが多く、より多くの熱を必要とする。冷却が要求されているとき、タブを有する電極コアの領域は、より高温になることが多く、より良好な冷却を必要とする。この設計の利点は、熱交換用プレート2の流路21が、異なる熱を生成する構造の異なる領域に従ってバッテリー電極コアの作動特性に基づいて配置されることである。さらに、加熱モードおよび冷却モードで使用される作動媒体の流向は、逆である。放熱中に、作動媒体はまず流路21に沿ってより高い熱を有する領域へ流れる。加熱中に、作動媒体はまず流路21に沿ってより低い熱を有する領域へ流れる。これは、作動媒体が、熱交換を必要とする領域に優先的に流れることを可能にする。
【0164】
任意選択的に、第1タイプ領域26はバッテリーの第1の位置に対応し、第2タイプ領域27はバッテリーの第2の位置に対応する。バッテリーが動作するとき、第1の位置にバッテリーによって生成された熱は、第2の位置のバッテリーによって生成された熱よりも基本的に大きい。
図9に示される実施態様に対応して、第1の位置は、
図10に示される左の垂直バー、中間垂直バー、および右垂直バーに対応する。第2の位置は、左垂直バーと中間垂直バーとの間に挟まれた領域に対応してもよく、右垂直バーと中間垂直バーとの間の領域に対応してもよい。他のバッテリーおよび電極コア分布の解決策では、第1の位置および第2の位置の配置および数は変化してもよいが、これは上述された流路21の配置思想から逸脱しない。流路21は、常に、第1タイプ領域26へ延出されることができ、その後、第1タイプ領域26と第2タイプ領域27との間に繰り返し延出することなしに第2タイプ領域27へ延出されることができる。
【0165】
図14に示すように、熱交換用プレート2は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端を含む。第1の流れ収束端は、流路21が第1の終端部221に収束する接続点である。第2の流れ収束端は、流路21が第2の終端部222に収束する接続点である。
【0166】
熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体は、第2の流れ収束端から熱交換用プレート2に流入できる。流路21のレイアウトが実行可能であるとき、作動媒体は、より低い温度を有する第2タイプ領域27に優先的に流入して第2タイプ領域27を加熱し、その後、第1タイプ領域26に流入する。最後に、作動媒体は、収束後に第1の流れ収束端から流出できる。第2タイプ領域27に対応する位置の加熱を優先させることは、バッテリーをより良好に保護でき、バッテリーのための十分な動作温度を提供できる。特に、バッテリーモジュールが自己加熱機能を有するとき、熱交換用プレート2は、熱を生成して過度に低い温度を防ぐことが困難な電極コアの中央領域に対して温度保護をより良好に提供するために、自己加熱機能と協働できる。
【0167】
熱交換用プレート2がバッテリーモジュールを冷却するように構成されているとき、作動媒体は、第1の流れ収束端から熱交換用プレート2に流入できる。流路21のレイアウトが実行可能であるとき、作動媒体は、より高い温度を有する第1タイプ領域26に優先的に流入して第1タイプ領域26を冷却し、その後、第2タイプ領域27に流入する。
【0168】
実際的応用において、
図10に示すように、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は、熱交換用プレート2の左側部上に集中される。流路21を配置するとき、パネル空間の制限に起因して、流路21が上記の理想的なやり方で配置されることができない場合がある可能性がある。
図10に示される実施態様では、右側に位置する3つの領域2622、2612、および272について、流路21の任意選択的な構成に従って、272は優先的に加熱されることができ、または2622および2612が優先的に冷却されることができる。流れ収束端および入口および出口に近い左側部上に位置する3つの領域2621、2611、および271において、流路21の相対的な密集に起因して、上記の任意選択的な構成が実施されることができない。これに関して、以下の実施態様が採用されることができる。すなわち、流路21が第1の流れ収束端から導入され、その後、まず領域2611へ配置され、その後、2つの領域271および2621へ延長され、最終的に第2の流れ収束端へ戻る。
【0169】
任意選択的に、流路21が第1の流れ収束端から導入された後に、全表面上での温度制御をより良好に実現するために、流路は、流れ分岐を通して作動媒体を分岐させることができる。例えば、第1の流れ収束端から第1タイプ領域26へ流れる作動媒体は、第1タイプ領域26におけるより多くの枝部流路21に分岐されることができる。その後、作動媒体が第2タイプ領域27に流入するとき、
図10の領域271に示すように流れ収束および分岐は必要とされない。最終的に、作動媒体が流路21に沿って領域2621に入った後、流路21は作動媒体を収集するように収束されることができ、それによって作動媒体は、第2の流れ収束端から流出できる。
【0170】
作動媒体が第1タイプ領域26および第2タイプ領域27を通過し、その後、第2の流れ収束端に収束するプロセスにおいて、作動媒体は少なくとも1回分岐および収束される。
【0171】
作動媒体がバッテリーモジュールを加熱するように構成されるとき、すなわち、作動媒体が第2の流れ収束端から流入し、第1の流れ収束端から流出するとき、流路21は、冷却とは反対の拡張特性を有する。作動媒体はまず1回または2回分岐してパイプラインに沿った様々な領域に分散し、その後、少なくとも1回収束し、第1の流れ収束端へ流れる。
【0172】
特に、この解決策における作動媒体は、気相と液相との間で切り替えられることができる冷却作動媒体として選択されることができる。このタイプの冷却作動媒体は、相状態変化を通して熱交換を効果的に実施でき、従来の水冷却、冷却材、および他の方法よりも高い熱交換効率を有する。対照的に、冷却作動媒体の相状態変化に起因して、冷却作動媒体がある領域において集中され、かなりの相変化を経験した場合、他の領域は良好な熱交換効果を得ることができない。これに関して、この解決策は、可能な限り1つの流路を2つに分岐させ、2つの流路を4つに分岐させるなどの流れ分岐方法を使用して、流路21における作動媒体流れの均一性を改善する。任意選択的に、この解決策は、長さが可能な限り均等に変化する複数の平行な流路21を使用して、第1タイプ領域26および第2タイプ領域27において熱交換を共同で実行して、さらに不均等な流れによって引き起こされた作動媒体の集中された相変化を低減する。
【0173】
図10および
図11に示すように、流れ収束端に近い左領域では、すなわち、3つの領域2621、271、および2611では、混雑した空間に起因して、この解決策は、2つの領域2621および2611に流れ分岐点および流れ収束点を配置することができる。これらの2つの領域は、バッテリーの高加熱領域に対応する。これらの領域において分岐および収束を実行することは、狭い空間における作動媒体の高速および集中した熱交換を低減することを助け、それによって作動媒体は、これらの領域における熱交換をより均等に実行できる。例えば、第1の流れ収束端から流れる作動媒体は、領域2621の角部において集中し、1回目の分岐が行われ、その後、上部2611において2回目の分岐が行われることができる。その後、いくつかの流路21は、領域271の下部で再度分岐することができる一方、他の流路21は分岐する必要がない。最終的に、流路21が領域2621の下部まで延長するとき、流路は集中および収束することができ、その後、第2の流れ収束端に戻ることができる。通常、流れ収束は、1回または2回実行されることができる。上記の説明は、一例として放熱を使用する。加熱中において、分岐および収束の形態は完全に反対である。
【0174】
任意選択的に、
図10および
図11に示すように、流れ収束端から離れた右領域では、すなわち、3つの領域2622、2612、および272において、空間は相対的に大きい。この解決策は、流れ分岐点および流れ収束点を3つの領域の上端部および下端部において均等に分布することができ、流れ分岐および収束の回数が対応してより大きくなることができる。一例として冷却する解決策を使用すると、左側部の第1の流れ収束端から右側部へ延出する流路21は、別個に分岐して、領域2622および領域2612内に延出することができる。これらの2つの領域において、流路21は、直線的に延出でき、2つの領域の大部分のエリアを長手方向にわたって延出できる。その後、流路21は、2622と2612との間で領域272へ折り返すことができる。流路21は、通常、領域272を通って直線的に延出し、最終的に、平行な流路21は領域272の下側部で収束する。最終的に、流路21は左へ延出し、第2の流れ収束端へ戻る。この解決策において、流路21は、大面積の平行かつ長距離の延出というレイアウト特性を達成するために、2回または3回分岐することができる。その後、流路は、2回から3回収束して幹部へ収束し、流れ収束端へ戻る。同様に、加熱モードでは、作動媒体が第2の流れ収束端から流入し、領域272の下側部に直接流れ、複数の平行な流路を形成するために複数回分岐する。
【0175】
特に、第1の流れ収束端から導入された流路21のうちで、最も外側の流路21は基本的に最初の分岐後は分岐せず、熱交換用プレート2の外縁部の周りを一周し、最終的に、第2の流れ収束端に近接した位置で再度収束する。これらの流路21は、流れの端部において作動媒体の温度のバランスのとるように構成されている。特に、相変化冷却作動媒体が使用されているとき、これらの流路21は、より良好な役割を果たすことができる。相変化後の作動媒体の体積は大きく変化し、これは、堆積、不良な循環、および温度集中などの問題を生じやすい。この問題は、流れ収束端において非常に深刻になる可能性が高い。循環している最も外側の流路21における作動媒体は相対的に小さい相変化を有し、サイクル全体の端部において他の流路21における作動媒体の温度と相状態とのバランスをとるように構成されることができる。これは、循環全体の円滑性および均一性を確実にする。
【0176】
本開示の第1の態様によれば、この解決策は、バッテリーに適用される熱交換用プレートを提供し、熱交換用プレートは、
第1タイプ領域26および第2タイプ領域27と、
流路21であって、流路21は作動媒体が流れることを可能にするように構成され、流路21は第1タイプ領域および第2タイプ領域において分布されている、流路21と、を含む。
【0177】
熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されており、作動媒体が第1タイプ領域26の流路21から第2タイプ領域27の流路21へ流れており、または
熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されており、作動媒体が第2タイプ領域27の流路21から第1タイプ領域26の流路21へ流れる。
【0178】
任意選択的に、第1タイプ領域はバッテリーの第1の位置に対応するように使用され、第2タイプ領域はバッテリーの第2の位置に対応するように使用される。バッテリーの動作中に、第1の位置の温度は、第2の位置の温度より高い。
【0179】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端を含む。
【0180】
熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体は第2の流れ収束端から第2タイプ領域27へ流入し、第1タイプ領域26を通過後、第1の流れ収束端内に収束する。
【0181】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端を含む。
【0182】
熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体は第1の流れ収束端から第1タイプ領域26へ流入し、第2タイプ領域27を通過後、第2の流れ収束端内に収束する。
【0183】
任意選択的に、作動媒体が第1の流れ収束端から第1タイプ領域26へ流入し、第2タイプ領域27を通過後、第2の流れ収束端内に収束するプロセスにおいて、作動媒体は少なくとも1回分岐し、および/または少なくとも1回収束する。
【0184】
任意選択的に、作動媒体が第2の流れ収束端から第2タイプ領域27へ流入し、第1タイプ領域26を通過後、第1の流れ収束端内に収束し、作動媒体は少なくとも2回分岐し、および/または少なくとも1回収束する。
【0185】
任意選択的に、作動媒体が第2の流れ収束端から第2タイプ領域27へ流入し、第1タイプ領域26を通過後、第1の流れ収束端内に収束するプロセスにおいて、作動媒体は少なくとも1回分岐し、および/または少なくとも1回収束する。
【0186】
任意選択的に、第1タイプ領域26は、第1の仕切り261および第2の仕切り262を含む。
【0187】
第2タイプ領域27は、第1の仕切り領域271を含む。
【0188】
熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1タイプ領域26の第1の仕切り261から第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271へ流れており、および/または
作動媒体が第1タイプ領域26の第2の仕切り262から第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271へ流れる。
【0189】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1タイプ領域26の第1の仕切り261から第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271へ流れるプロセスにおいて少なくとも1回分岐する。
【0190】
任意選択的に、作動媒体が第1タイプ領域26の第1の仕切り261から第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271へ流れるプロセスにおいて少なくとも1回分岐し、少なくとも1回収束する。
【0191】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1の仕切り261において少なくとも1回分岐し、第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271に流入する。
【0192】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1の仕切り261において少なくとも1回分岐し、その後、第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271に流入し、第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271において少なくとも1回収束する。
【0193】
任意選択的に、第1タイプ領域26の第1の仕切り261は第1のサブ領域2611を含み、第1タイプ領域26の第2の仕切り262は第1のサブゾーン2621を含み、第1の仕切り領域271は、第1のサブゾーン2621と第1のサブ領域2611との間に位置する。
【0194】
任意選択的に、作動媒体は、第1のサブゾーン2621、第1の仕切り領域271、および第1のサブ領域2611において少なくとも1つの開ループ循環を経験する。
【0195】
任意選択的に、この開ループ循環は、作動媒体が第1のサブゾーン2621から第1の仕切り領域271へ流れ、次いで第1のサブ領域2611へ、次いで第1の仕切り領域271へ、次いで第1のサブゾーン2621へ、次いで第1の仕切り領域271へ、次いで第1のサブ領域2611へ、次いで第1の仕切り領域271へ、次いで第1のサブゾーン2621へ流れることを含む。
【0196】
任意選択的に、その開ループ循環プロセスにおいて、作動媒体は少なくとも2回分岐し、少なくとも1回収束する。
【0197】
任意選択的に、作動媒体は第1のサブ領域2611において1回目の分岐を行い第1のサブゾーン2621において2回目の分岐を行い、第1のサブ領域2611において1回収束する。
【0198】
任意選択的に、第1タイプ領域26が少なくとも2つのサブ領域を含み、および/または第2タイプ領域27が少なくとも2つのサブゾーンを含む。
【0199】
任意選択的に、熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体が第1の仕切り261から第2タイプ領域27へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐する。
【0200】
任意選択的に、熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体が第1の仕切り261から第2タイプ領域27へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐する。
【0201】
任意選択的に、作動媒体が第1の仕切り261から第2タイプ領域27へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐し、少なくとも1回収束する。
【0202】
任意選択的に、第1タイプ領域26は、第1の仕切り261および第2の仕切り262を含む。
【0203】
第2タイプ領域27は、第2の仕切り領域272を含む。
【0204】
熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体が第1タイプ領域26の第1の仕切り261から第2タイプ領域272へ流れており、および/または
【0205】
作動媒体が第1タイプ領域26の第2の仕切り262から第1の仕切り領域271へ流れる。
【0206】
任意選択的に、熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体が第1タイプ領域26の第1の仕切り261から第2の仕切り領域272へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐する。
【0207】
任意選択的に、作動媒体が第1タイプ領域26の第1の仕切り261から第2の仕切り領域272へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐し、少なくとも1回収束する。
【0208】
任意選択的に、熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体は、第1の仕切り261において少なくとも2回分岐した後に第2の仕切り領域272に流入する。
【0209】
任意選択的に、熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体は、第1の仕切り261において少なくとも2回分岐した後に第1の仕切り領域271に流入し、第2の仕切り領域272において少なくとも1回収束する。
【0210】
任意選択的に、第1タイプ領域26の第1の仕切り261は第2のサブ領域2612を含み、第1タイプ領域26の第2の仕切り262は第2のサブゾーン2622を含み、第2の仕切り領域272は、第2のサブゾーン2622と第2のサブ領域2612との間に位置する。
【0211】
任意選択的に、作動媒体は、順に、第2のサブゾーン2622、第2の仕切り領域272、第2のサブ領域2612、および第2の仕切り領域272を通って流れる。
【0212】
任意選択的に、作動媒体は、第2のサブゾーン2622から第2の仕切り領域272に流入する。
【0213】
任意選択的に、作動媒体は、第2のサブ領域2612において2回分岐する。
【0214】
任意選択的に、作動媒体は、第2の仕切り領域2721において1回収束する。
【0215】
任意選択的に、第1のサブ領域2611は、第2のサブゾーン2622に隣り合っている。
【0216】
任意選択的に、第1のサブゾーン2621、第1の仕切り領域271、および第1のサブ領域2611を通過した後に、作動媒体は第2のサブゾーン2622に流入する。
【0217】
任意選択的に、作動媒体は、第2のサブゾーン2622から第2の仕切り領域272、第2のサブ領域2612、および第2の仕切り領域272を順に通って流れ、第2の仕切り領域272から流出する。
【0218】
任意選択的に、作動媒体は、第2のサブゾーン2622から第2の仕切り領域272に流入し、第2の仕切り領域272から流出する。
【0219】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、第3タイプ領域をさらに含む。第3タイプ領域は、熱交換用プレート2がバッテリーパックによって被覆されている領域である。第1タイプ領域26および第2タイプ領域27は、熱交換領域を形成する。第3タイプ領域は、熱交換領域に位置している。
【0220】
任意選択的に、熱交換領域と第3タイプ領域との間に位置する流路21は、最大で6回分岐し、または最大で6回収束する。
【0221】
任意選択的に、熱交換領域と第3タイプ領域との間に位置する流路21は、第1タイプ領域26において分岐後に第2タイプ領域27に入る。
【0222】
任意選択的に、熱交換領域と第3タイプ領域との間に位置する流路21は、第1のサブゾーン2621、第1の仕切り領域271、第1のサブ領域2611、および第1の仕切り領域271を通過し、次いで第1のサブゾーン2621から流出する。
【0223】
任意選択的に、熱交換領域と第3タイプ領域との間に位置する流路21は、第1のサブゾーン2621、第1の仕切り領域271、第1のサブ領域2611、第2のサブゾーン2622、第2の仕切り領域272、第2のサブ領域2612、第2の仕切り領域272、第2のサブゾーン2622、第1のサブ領域2611、および第1の仕切り領域271を通過し、次いで第1のサブゾーン2621に入って流出する。
【0224】
任意選択的に、熱交換領域と第3タイプ領域との間に位置する流路21は、第1のサブゾーン2621において分岐し、および/または熱交換領域と第3タイプ領域との間に位置する流路21は、第1のサブゾーン2621において収束する。
【0225】
任意選択的に、第1タイプ領域26は、第1の仕切り261および第2の仕切り262を含む。
【0226】
熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体が第2タイプ領域27の第1の仕切り271から第1タイプ領域26の第1の仕切り261へ流れており、および/または
作動媒体が第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271から第1タイプ領域26の第2の仕切り262へ流れる。
【0227】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体が第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271から第1タイプ領域26の第2の仕切り領域262へ流れるプロセスにおいて少なくとも1回収束する。
【0228】
任意選択的に、作動媒体は、第2タイプ領域27の第1の仕切り領域271から第1タイプ領域26の第2の仕切り262へ流れる前に少なくとも1回分岐し、第2の仕切り262に流れた後に少なくとも1回収束する。
【0229】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体が第1の仕切り領域271において少なくとも1回分岐し、次いで第1タイプ領域26の第2の仕切り262に流入する。
【0230】
任意選択的に、熱交換用プレート2がバッテリーを加熱するように構成されているとき、作動媒体が少なくとも1回分岐し、その後、第1タイプ領域26の第1の仕切り261に流入し、第1タイプ領域26の第1の仕切り261において少なくとも1回分岐する。
【0231】
任意選択的に、第1タイプ領域26の第1の仕切り261は第1のサブ領域2611を含み、第1タイプ領域26の第2の仕切り262は第1のサブゾーン2621を含み、第1の仕切り領域271は、第1のサブゾーン2621と第1のサブ領域2611との間に位置する。
【0232】
任意選択的に、作動媒体は、第1のサブゾーン2621、第1の仕切り領域271、および第1のサブ領域2611において少なくとも1つの開ループ循環を経験する。
【0233】
任意選択的に、この開ループ循環は、作動媒体が第1のサブゾーン2621から第1の仕切り領域271へ流れ、次いで第1のサブ領域2611へ、次いで第1の仕切り領域271へ、次いで第1のサブゾーン2621へ、次いで第1の仕切り領域271へ、次いで第1のサブ領域2611へ、次いで第1の仕切り領域271へ、次いで第1のサブゾーン2621へ流れることを含む。
【0234】
任意選択的に、この開ループ循環プロセスは、少なくとも2回の分岐および少なくとも1回の収束を含む。
【0235】
任意選択的に、作動媒体は第1のサブゾーン2621において1回目の分岐を行い第1のサブ領域2611において2回目の分岐を行い、第1のサブゾーン2621に戻り、その後に1回収束する。
【0236】
任意選択的に、作動媒体は、第1のサブゾーン2621に近接した位置から流路21に流入する。作動媒体は、第1のサブゾーン2621から第1の仕切り領域271へ流れ、第1のサブゾーン2621にさらに戻る。流路21から流出するプロセスは、少なくとも2回の分岐および少なくとも2回の収束を含む。
【0237】
任意選択的に、第1タイプ領域26の第1の仕切り261が第1のサブ領域2611および第2のサブ領域2612を含んでおり、第1タイプ領域26の第2の仕切り262が第1のサブゾーン2621および第2のサブゾーン2622を含んでいる。
【0238】
第2タイプ領域27は、第1の仕切り領域271および第2の仕切り領域272を含む。
【0239】
第2の仕切り領域272が第2のサブゾーン2622と第2のサブ領域2612との間に位置し、第1の仕切り領域271が第1のサブ領域2611と第1のサブゾーン2621との間に位置する。
【0240】
第1のサブ領域2611および第1のサブゾーン2622は互いに隣り合っている。
【0241】
任意選択的に、いくつかの流路21は、作動媒体に、第1のサブゾーン2621、第1の仕切り領域271、第1のサブ領域2611、および第2のサブゾーン2622の縁部を通過させ、最初に第2の仕切り領域272に流入させ、次いで第2のサブゾーン2622および第2のサブ領域2612に分岐させる。
【0242】
任意選択的に、他のいくつかの流路21は、作動媒体に、第1のサブゾーン2621および第1の仕切り領域271の縁部を通過させ、最初に第1のサブ領域2611に流入させ、次いで第1の仕切り領域271に分岐させ、最後に第1のサブゾーン2621に流入させる。
【0243】
任意選択的に、流路21は、作動媒体に、第2の仕切り領域272において少なくとも2回分岐させる。
【0244】
流路21は、作動媒体に、第2のサブ領域2612および第2のサブゾーン2622の各々において少なくとも1回収束させる。
【0245】
任意選択的に、第2のサブ領域2612および第2のサブゾーン2622から流出した作動媒体は、熱交換用プレート2の縁部に沿って第1のサブ領域2611、第1の仕切り領域271、および第1のサブゾーン2621を通過し、収束し、次いで熱交換用プレート2から流出する。
【0246】
任意選択的に、流路21は、第1のサブゾーン2621に流入した作動媒体に、第1のサブゾーン2621において1回収束させ、第1のサブ領域2611に戻って流れさせ、次いでもう1回収束させる。
【0247】
任意選択的に、第1のサブ領域2611における収束後に、作動媒体は熱交換用プレート2の縁部から流出する。
【0248】
熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体は、第1の仕切り261において少なくとも2回分岐した後に第2タイプ領域27に流入し、第2タイプ領域27において少なくとも1回収束し、次いで第2の流れ収束端に流入する。
【0249】
熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、作動媒体は、第1の仕切り261において少なくとも2回分岐した後に第2タイプ領域27に流入し、第2タイプ領域27において少なくとも2回収束し、次いで第2の流れ収束端に流入する。
【0250】
第1の流れ収束端は第2の流れ収束端に近接しており、熱交換用プレート2の第1の側部上に位置する。
【0251】
熱交換用プレート2は、第1の熱交換領域および第2の熱交換領域を含む。第2の熱交換領域は、第1の熱交換領域と第1の側部との間に位置する。第1の熱交換領域は、第2タイプ領域27の2つの対向する側部上に分布された第2タイプ領域27および第1タイプ領域26を含む。
【0252】
第2の熱交換領域は、第2タイプ領域27の2つの対向する側部上に分布された第2タイプ領域27および第1タイプ領域26を含む。
【0253】
熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、第2の熱交換領域において、作動媒体は、1つの第1タイプ領域26において1回分岐後に別の第1タイプ領域に流入し、別の第1タイプ領域26において1回分岐後に第2タイプ領域27に流入し、第2タイプ領域27において2回収束後に第2の流れ収束端に流入する。
【0254】
熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、第1の熱交換領域において、作動媒体は、1つの第1タイプ領域26において1回分岐後に第2タイプ領域27に流入し、第2タイプ領域27において2回収束後に第2の流れ収束端に流入する。
【0255】
作動媒体は、別の第1タイプ領域26において2回分岐後に第2タイプ領域27に流入し、第2タイプ領域27において2回収束後に第2の流れ収束端に流入する。
【0256】
第2タイプ領域27の2つの対向する側部上に分布された第1タイプ領域26は、それぞれ、第1の仕切り261および第2の仕切り262である。
【0257】
熱交換用プレート2が冷却モードにあるとき、第1の熱交換領域において、作動媒体は、第1仕切り261において1回分岐後に第2タイプ領域27に流入し、第2タイプ領域27において2回収束後に第2の流れ収束端に流入する。
【0258】
作動媒体は、第2の仕切り262において2回の分岐後に第2タイプ領域27に流入し、第2タイプ領域27において2回収束後に第2の流れ収束端に流入する。
【0259】
第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は両方とも第2の熱交換領域に位置し、第1の流れ収束端の数および第2の流れ収束端の数は両方とも2である。
【0260】
本開示の実施形態は、4つの態様において流路集積プレートをさらに提供する。
【0261】
第1の態様によれば、
図4および
図5および
図10~
図17を参照すると、本開示の実施形態は、流路集積プレートを提供し、流路集積プレートは、
第1の終端部221および第2の終端部222と、
第1の流れ収束端および第2の流れ収束端であって、第1の流れ収束端が第1の終端部221に接続され、第2の流れ収束端が第2の終端部222に接続されている、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端と、
流路21であって、この流路21は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端を接続するように構成されており、流路は、少なくとも1回方向転換した後に、第1の流れ収束端から第2の流れ収束端に延出する。
【0262】
具体的には、熱交換用プレート2は、流れ分岐構成要素22が提供されることができ、第1の終端部221および第2の終端部222は、
図5に示されるように、流れ分岐構成要素22上に配置されることができる。第1の終端部221および第2の終端部222は、流路集積プレートを、作動媒体を提供する外部構成要素に接続するように構成されることができる。例えば、外部ポンプは、第1の終端部221および第2の終端部222を通って流路集積プレートに接続されることができる。
【0263】
第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は、流路21の2つの端部において端構造として使用されることができる。例えば、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は、流路21の2つの端部を塞ぐ、またはそれらを第1の終端部221および第2の終端部222にそれぞれねじによって接続するように構成された端構造として使用されることができる。流路集積プレートにおける流路21は、流路集積プレートにおける流路21の分布密度を改善するために、少なくとも1回方向転換した後に第1の流れ収束端から第2の流れ収束端へ延出する。例えば、流路集積プレートにおいて流路21の分布密度を確実にするために、流路21は流路集積プレートにおいてジグザクまたはへび形状で分布され、それによって流路集積プレートの熱交換効果を改善する。
【0264】
任意選択的に、
図14を参照すると、方向転換点211は、流路21の方向転換位置に形成されている。方向転換点は、第1タイプ方向転換点2111を含む。第1タイプ方向転換点2111の1つの端部における流路方向は、第1タイプ方向転換点2111の別の端部における流路方向と方向転換角度を形成する。加えて、第1タイプ方向転換点2111の1つの端部における流路の数は、第1タイプ方向転換点2111の別の端部における流路の数よりも大きい。
【0265】
具体的には、第1タイプ方向転換点2111の構造は、
図14に示されることができる。流路21の柔軟な方向転換を実現し、流路集積プレートにおける流路21の分布密度を確実にするために、流路21は、第1タイプ方向転換点2111を通過するときにある方向転換角度だけ屈曲することができ、例えば、90°または180°だけ屈曲することができる。第1タイプ方向転換点2111はまた、屈曲するように機能しながら流路の数を調節できる。例えば、流路21が第1タイプ方向転換点2111を通過するときに、流路集積プレートにおける流路21の分布柔軟性を改善するために、流路は、1つの流路を2つに分岐する、1つの流路を3つに分岐する、または1つの流路をそれよりも多くに分岐する流路構造を形成する。
【0266】
任意選択的に、第1タイプ方向転換点2111の1つの端部における流路の数は、第1タイプ方向転換点2111の別の端部における流路の数の2倍である。すなわち、流路21は、第1タイプ方向転換点2111を通過するときに分岐または収束することができる。流路の数および単一の流路の流量を調節することによって、熱交換中の流路集積プレートの温度均一性が確実にされることができる。
【0267】
任意選択的に、
図14を参照すると、方向転換点211は、第2タイプ方向転換点2112を含む。第2タイプ方向転換点2112の1つの端部における流路方向は、第2タイプ方向転換点2112の別の端部において流路方向と方向転換角度を形成する。流路21の柔軟な方向転換を実現し、流路集積プレートにおける流路21の分布密度を確実にするために、流路21は、第2タイプ方向転換点2112を通過するときにある方向転換角度だけ屈曲することができ、例えば、90°または180°だけ屈曲することができる。
【0268】
任意選択的に、
図10および
図14を参照すると、第1タイプ方向転換点2111は流路集積プレートの周辺に位置しており、第2タイプ方向転換点2112は流路集積プレートの中間部に位置する。第1タイプ方向転換点2111および第2タイプ方向転換点2112の両方が方向転換機能を有するため、流路21は、流路集積プレートの周辺および中間部の両方での屈曲中に方向を転換できる。さらに、第1タイプ方向転換点2111の1つの端部における流路の数は、第1タイプ方向転換点2111の別の端部における流路の数よりも大きく、それによって、流路21が流路集積プレートの周辺で分岐および収束した後に、流路集積プレートの中間部における流路21の円滑な流れが確実にされることができる。
【0269】
任意選択的に、
図5および
図10を参照すると、第1の終端部221、第2の終端部222、第1の流れ収束端、および第2の流れ収束端はすべて、流路集積プレートの第1の側部上に位置する。例えば、流路集積プレートは、四角形のプレートであってもよく、第1の側部は、
図10の流路集積プレートの左側部であってもよい。流路21において、流路集積プレートにおける流路21の作動媒体の熱交換効率を改善するために、R123aおよびR32などの冷却材およびCO2および水などの作動媒体は、流路集積プレートの左側部から流路21に入り、流路集積プレートの周りを流れ、流路集積プレートにおいて熱交換を実行し、次いで流路集積プレートの左側部から流路21から流出することができる。
【0270】
任意選択的に、
図10および
図12を参照すると、第1の流れ収束端は、2つの第2タイプ方向転換点2112に接続され、第2の流れ収束端は2つの第1タイプ方向転換点2111に接続されている。具体的には、流路集積プレートが冷却を実行するとき、第1の流れ収束端が流路21において作動媒体の入口であってもよく、第2の流れ収束端が流路21において作動媒体の出口であってもよい。第1の流れ収束端を通過し、流路21に流入するとき、作動媒体は予備的に方向転換してもよい。第2の流れ収束端を通過し、流路21から流出するとき、作動媒体は方向転換しながら収束できる。すなわち、作動媒体は、収束後に流れ収束端から流路21から流出でき、これは流路21と外部構成要素との間の接続を簡略化できる。
【0271】
流路集積プレートが加熱を実行するとき、第2の流れ収束端が流路21において作動媒体の入口であってもよく、第1の流れ収束端が流路21において作動媒体の出口であってもよい。
【0272】
任意選択的に、
図10および
図11を参照すると、流路集積プレートは四角形であり、流路集積プレートの3つの角部位置に第1タイプ方向転換点2111および第2タイプ方向転換点2112を設けられており、流路集積プレートの1つの角部位置は第1タイプ方向転換点2111が設けられている。
【0273】
具体的には、流路集積プレートは、
図10に示されるように、四角形の流路集積プレートであってもよい。
図10において、流路集積プレートの左上角部、すなわち、第1の流れ収束端に近接した流路集積プレートの角部は、1つまたは複数の第1タイプ方向転換点2111が設けられることができ、それによって第1の流れ収束端から流れる、または第1の流れ収束端から流路21を流出しようとする作動媒体は、高速に分岐または収束することができる。
【0274】
図10において、流路21における作動媒体が流路集積プレートにおいて方向転換しながら柔軟に分岐および収束できることを確実にするために、1つまたは複数の第1タイプ方向転換点2111および1つまたは複数の第2タイプ方向転換点2112は、流路集積プレートの左下角部および2つの右角部上に設けられることができる。
【0275】
任意選択的に、
図10を参照すると、複数の第2タイプ方向転換点2112が矩形に延出している。
【0276】
具体的には、第2タイプ方向転換点2112は、方向転換中に90°または180°だけ屈曲できる。例えば、第2タイプ方向転換点2112が90°だけ屈曲するとき、複数の連続的な第2タイプ方向転換点2112は、矩形の第2タイプ方向転換点2112の組合せを形成でき、すなわち、複数の第2タイプ方向転換点2112が矩形に延出するジグザグ構造を形成できる。ジグザグ構造を有する複数の第2タイプ方向転換点2112は、流路集積プレートの熱交換効率を改善できる。
【0277】
任意選択的に、
図10を参照すると、複数の第1タイプ方向転換点2111が並んで配置されている。具体的には、水平流路が垂直流路に変更されるとき、流路は同時に分岐または収束することができ、それによって第1タイプ方向転換点2111は、水平流路と垂直流路との間に形成されることができる。水平流路の複数の行が垂直流路の複数の行に変更されるとき、並んで配置されている複数の第1タイプ方向転換点2111は、方向転換後の水平流路および垂直流路の流路密度を増加させるように形成されることができる。
【0278】
任意選択的に、流路集積プレートは熱交換用プレート2をさらに含む。
【0279】
第2の態様によれば、
図4および
図5および
図10~
図17を参照すると、本開示の実施形態は、流路集積プレートを提供し、流路集積プレートは、
第1の流れ収束端および第2の流れ収束端と、
流路21であって、流路21が第1の流れ収束端および第2の流れ収束端を接続するように構成されている、流路21と、
流れ分岐/流れ収束点212であって、流れ分岐/流れ収束点212が流路21上で分布され、流れ分岐/流れ収束点212の2つの端部における流路21の数が異なる、流れ分岐/流れ収束点212と、を含む。
【0280】
具体的には、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は、流路21の2つの端部において端構造として使用されることができる。例えば、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は、流路21の2つの端部を塞ぐ、またはそれらを第1の終端部221および第2の終端部222にそれぞれねじによって接続するように構成された端構造として使用されることができる。流路集積プレートにおける流路21は、少なくとも1回分岐し、少なくとも1回収束した後に、第1の流れ収束端から第2の流れ収束端に延出している。流路集積プレートにおける流路21の分布密度を改善し、流路集積プレートの熱交換効果を改善するように、流路21上に1つまたは複数の流れ分岐/流れ収束点212を形成するために、この流れ分岐は、1つの流路を2つに分岐させるか、1つの流路を3つに分岐させるか、または1つの流路をそれよりも多く分岐させることであってもよく、流れ収束が2つの流路を1つに収束させるか、3つの流路を1つに収束させるか、またはより多くの流路を1つに集積させることであってもよい。
【0281】
任意選択的に、
図10を参照すると、流路21は幹部および枝部を含む。幹部は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端に接続される。枝部は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端から離れた幹部の端部に接続される。
【0282】
具体的には、流路21の幹部は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端に直接接続され、かつ分岐または収束されていない流路の一部であることができる一方、枝部は、幹部からの分岐または幹部への収束後に幹部に接続される流路の一部であることができ、それによって、流路集積プレート上の流路21の分布密度を確実にするために、枝部の数が幹部の数より多くなる。
【0283】
任意選択的に、
図15を参照すると、流れ分岐/収束点212は第1段流れ分岐点2121を含み、枝部は第1段枝部を含む。第1段流れ分岐点2121が幹部と第1段枝部との間で接続されている。
【0284】
具体的には、第1段流れ分岐点2121は、幹部と第1段枝部との間の分岐または収束構造として機能しており、幹部における作動媒体を2つ以上の第1段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、流路集積プレートにおける流路21の分布密度および熱交換調節の柔軟性を確実にするために、作動媒体は、流路集積プレートにおいて可能な限り早期に分散される。
【0285】
任意選択的に、少なくとも2つの第1段枝部が配置され、すなわち、流路集積プレートにおける流路21の分布密度を確実にするために、第1段流れ分岐点2121は、幹部における作動媒体を2、3、またはそれより多い第1段枝部に均等に分岐させることができる。
【0286】
特定の実施形態では、
図15を参照すると、第1段流れ分岐点2121の一端部は幹部のうちの1つに接続されており、第1段流れ分岐点2121の他端部は第1段枝部のうちの2つに接続されており、すなわち、第1段流れ分岐点2121は、幹部における作動媒体を2つの第1段枝部に均等に分岐させることができ、それによって2つの第1段枝部における作動媒体の流れのバランスの制御を容易にし、2つの第1段枝部における作動媒体の均等な流れを確実にする。
【0287】
任意選択的に、
図10および
図15を参照すると、流れ分岐/収束点212は第2段流れ分岐点2122をさらに含み、枝部は第2段枝部を含む。第2段流れ分岐点2122が第1段枝部と第2段枝部との間で接続されている。
【0288】
具体的には、第2段流れ分岐点2122は、第1段枝部と第2段枝部との間の分岐または収束構造として機能しており、第1段枝部における作動媒体を2つ以上の第2段枝部に均等に分岐させることができ、それによって、流路集積プレートにおける流路21の分布密度および熱交換調節の柔軟性を確実にするために、作動媒体は、流路集積プレートにおいて分散される。
【0289】
任意選択的に、少なくとも2つの第2段枝部が配置されている。すなわち、流路集積プレートにおける流路21の分布密度を確実にするために、第2段流れ分岐点2122は、第1段枝部における作動媒体を2、3、またはそれより多い第2段枝部に均等に分岐させることができる。
【0290】
特定の実施形態では、
図15を参照すると、第2段流れ分岐点2122の一端部は第1段枝部のうちの1つに接続されており、第2段流れ分岐点2122の他端部は第2段枝部のうちの2つに接続されている。すなわち、2つの第2段枝部における作動媒体の流れのバランスの制御を容易にするために、第2段流れ分岐点2122は、第1段枝部における作動媒体を2つの第2段枝部に均等に分岐させることができる。
【0291】
任意選択的に、
図10を参照すると、流れ分岐/流れ収束点212は、流路集積プレートの周辺上に位置する。
【0292】
具体的には、流れ分岐/流れ収束点212が流路集積プレートの周辺に位置するとき、連続的な流路21は、流路集積プレートにおける流路21の作動媒体の円滑な流れを改善するために、流路集積プレートの中間部において形成されることができる。
【0293】
任意選択的に、第1段枝部は、環状枝部を含む。環状枝部は、
図17の環状流路25であってもよい。環状枝部の2つの端部は、幹部に直接接続される。流路21の幹部は第1の流れ収束端および第2の流れ収束端に直接接続された流路の一部であり、分岐または収束されていないため、熱交換中に流路21の温度バランスを確実にするために、環状枝部の配置は、環状枝部における作動媒体の流路を単純化し、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端の過度な加熱および冷却を避けることができる。
【0294】
任意選択的に、
図10を参照すると、流れ分岐/流れ収束点212は第3段流れ分岐点をさらに含み、枝部は第3段枝部を含み、幹部は第1段枝部、第2段枝部、および第3段枝部に順に接続される。
【0295】
第1段流れ分岐点2121は幹部と第1段枝部との間で接続されており、第2段流れ分岐点2122は第1段枝部と第2段枝部との間に接続されており、第3段流れ分岐点は第2段枝部と第3段枝部との間に接続されており、それによって第1段枝部の数は幹部の数の2倍になり、第2段枝部の数は第1段枝部の数の2倍になり、第3段枝部の数は第2段枝部の数の2倍になる。
【0296】
加えて、流れ分岐/流れ収束点212は、第4段流れ分岐点、第5段流れ分岐点、第6段流れ分岐点、またはより多くの流れ分岐点をさらに含むことができる。枝部は、第4段枝部、第5段枝部、第6段枝部、またはより多くの枝部を含む。第4段流れ分岐点は第3段枝部と第4段枝部との間に接続されており、第5段流れ分岐点は第4段枝部と第5段枝部との間に接続されており、第6段流れ分岐点は第5段枝部と第6段枝部との間に接続されており、それによって流路21は、多段の分岐および収束を形成する。
【0297】
任意選択的に、流路集積プレートは熱交換用プレート2をさらに含む。
【0298】
第3の態様によれば、
図4および
図5および
図10~
図17を参照すると、本開示の実施形態は、流路集積プレートを提供し、
図16を参照すると、流路集積プレートは、
第1の領域28および第2の領域29と、
流路21であって、流路が第1の領域28および第2の領域29内で分布しており、第1の領域28内の流路21の平均分布密度が第2の領域29内の流路21の平均分布密度よりも大きい、流路21とを含む。
【0299】
特に、流路集積プレートは、バッテリーを冷却または加熱するように構成されることができる。例えば、流路集積プレートがバッテリーを冷却するとき、大量の熱がバッテリーの動作中に正の電極位置および負の電極位置で生成される。すなわち、流路集積プレートは、バッテリーの正の電極位置および負の電極位置に対してより良好な冷却効果を提供する必要がある。第1の領域28における流路21の平均分布密度が第2の領域29における流路21の平均分布密度よりも大きいとき、第1の領域28はバッテリーの正の電極位置および負電極位置に対向し、第2の領域29は、バッテリーのための流路集積プレートの熱交換効果を改善するためにバッテリーの中間部に対向することができる。
【0300】
任意選択的に、流路21の幅は、15mm未満である。
【0301】
特に、本開示の実施形態によって提供された流路集積プレートは、異なる位置における異なる熱交換要件に直面するとき、流路集積プレートの熱交換効率は、流路21の異なる分布密度を通して改善されることができ、すなわち、より狭い幅を有する流路21が熱交換のために使用されることができる。流路21の幅は、3mm~12mmであってもよい。流路21の幅はまた、流路21の放射状サイズである。任意選択的に、流路21の分布密度を増加させるために、流路21の幅は、5mm~10mmに設定されることができる。
【0302】
任意選択的に、流路集積プレートは熱交換用プレート2をさらに含む。
【0303】
第4の態様によれば、
図4および
図5および
図10~
図17を参照すると、本開示の実施形態は、流路集積プレートを提供し、流路集積プレートは、
流路プレート24と、
流路21であって、流路21は流路プレート24上に配置され、流路集積プレートが位置する平面において、流路21を配置するための面積は、流路プレート24の面積の70%よりも大きい。
【0304】
特に、流路プレート24における流路21を配置するための面積の比率は、流路集積プレートの熱交換対象物に従って柔軟に設定されることができる。例えば、高い熱交換要件を有するバッテリーなどの熱交換対象物のために熱を交換するとき、異なる電力および電圧を有するバッテリーについて、流路集積プレートの熱交換の柔軟性を改善するために、流路21を配置するための面積は、流路プレート24の面積の75%、80%、85%、90%、または95%に設定されることができる。
【0305】
任意選択的に、流路の幅は、15mm未満である。
【0306】
特に、本開示の実施形態によって提供された流路集積プレートは、異なる位置における異なる熱交換要件に直面するとき、流路集積プレートの熱交換効率は、流路の異なる分布密度を通して改善されることができ、すなわち、より狭い幅を有する流路21が熱交換のために使用されることができる。流路21の幅は、3mm~12mmであってもよい。流路21の幅はまた、流路21の放射状サイズである。任意選択的に、流路21の分布密度を増加させるために、流路21の幅は、5mm~10mmに設定されることができる。
【0307】
任意選択的に、流路集積プレートは熱交換用プレート2をさらに含む。
【0308】
本開示の一実施形態は、バッテリートレイであって、
熱交換用プレート、
または流路集積プレート
を含む、バッテリートレイをさらに提供する。
【0309】
本開示の一実施形態は、バッテリー構造をさらに提供する。バッテリー構造は、バッテリートレイを含む。
【0310】
特に、バッテリー構造は、
バッテリーモジュール1であって、バッテリーモジュール1が電極位置および非電極位置を有する、バッテリーモジュール1と、
熱交換用プレート2であって、熱交換用プレート2がバッテリーモジュール1の下部に配置され、作動媒体を循環させるための流路21が熱交換用プレート2内に配置され、熱交換用プレート2が、電極位置に対向する第1タイプ領域26および非電極位置に対向する第2タイプ領域27を含む、熱交換用プレート2と、を含む。
【0311】
熱交換用プレート2が作動媒体を通してバッテリーモジュール1を冷却するように構成されているとき、作動媒体が第1タイプ領域26の流路21から第2タイプ領域27の流路21へ流れる。
【0312】
熱交換用プレート2が作動媒体を通してバッテリーモジュール1を加熱するように構成されているとき、作動媒体が第2タイプ領域27の流路21から第1タイプ領域26の流路21へ流れる。
【0313】
具体的には、流路21における作動媒体は、R123aおよびR32またはCO2もしくは水などの冷却材であってもよい。例えば、作動媒体が冷却材であるとき、熱交換用プレート2が低温かつ低圧の冷却作動媒体を通してバッテリーモジュール1を冷却するように構成されることができるとき、作動媒体が第1タイプ領域26の流路21から第2タイプ領域27の流路21へ流れる。冷却作動媒体が気相および液相のバランスのとれた状態であることができることを確実にし、それによってバッテリーモジュール1のための熱交換用プレート2の熱交換効果を改善し、バッテリー構造の長期の安定動作を確実にするために、熱交換用プレート2が高温かつ高圧の作動媒体を通してバッテリーモジュール1を加熱するように構成されているとき、作動媒体は、第2タイプ領域27の流路21から第1タイプ領域26の流路21へ流れる。
【0314】
加えて、流路21は、熱交換用プレート2に刻まれてもよく、バッテリーモジュール1は複数のセルを含んでもよい。熱交換用プレート2は、バッテリーモジュール1を順方向(流路21の作動媒体の流向)に冷却し、バッテリーモジュールを逆方向(流路21の作動媒体の流向)に加熱し、これは、バッテリーモジュール1の冷却動作および加熱動作を改善でき、バッテリーモジュール1の温度均一性を確実にでき、バッテリーモジュール1のための熱交換用プレート2の熱交換能力を改善できる。
【0315】
任意選択的に、電極位置は、正の電極位置および負の電極位置を含み、正の電極位置および負の電極位置は、互いに離れてバッテリーモジュール1の2つの対向する側部上に位置する。
【0316】
具体的には、バッテリーモジュール1の動作中に、大量の熱が正の電極位置および負の電極位置で生成される。すなわち、熱交換プレートは、バッテリーモジュールの正の電極位置および負の電極位置に対してより良好な冷却効果を提供する必要がある。正の電極位置および負の電極位置が互いに離れてバッテリーモジュール1の2つの対向する側部上に位置するとき、バッテリーモジュール1のための熱交換用プレート2の熱交換効果を改善するために、熱交換用プレート2は、バッテリーモジュール1の互いに離れた2つの対向する側部上の電極のために加熱および熱交換を実行できる。
【0317】
任意選択的に、
図10および
図11を参照すると、第1タイプ領域26は、第1の仕切り261および第2の仕切り262を含む。第1の仕切り261は正の電極位置に対向しており、第2の仕切り262は負の電極位置に対向している。
【0318】
熱交換用プレート2が作動媒体を通してバッテリーモジュール1を冷却するとき、作動媒体が互いに離れた第1の仕切りおよび第2の仕切りの流路21から第2タイプ領域27の流路21へ流れる。この場合、作動媒体は、低温かつ低圧の作動媒体であってもよい。低温かつ低圧の作動媒体はまず、より多くの熱を生成するバッテリーモジュール1の正の電極位置および負の電極位置を冷却し、次いで、バッテリーモジュール1の温度均一性を確実にするために、バッテリーモジュール1の他の領域を冷却する。
【0319】
熱交換用プレート2が作動媒体を通してバッテリーモジュール1を加熱するように構成されているとき、作動媒体が第2タイプ領域27の流路21から第1の仕切りおよび第2の仕切りの流路21へ流れる。この場合、作動媒体は、高温かつ高圧の作動媒体でもよく、高温かつ高圧の作動媒体はまず、正の電極位置および負の電極位置以外の熱をあまり生成しないバッテリーモジュール1の領域を加熱し、次いで、バッテリーモジュール1の温度均一性を確実にするために、バッテリーモジュール1の正の電極位置および負の電極位置を加熱する。
【0320】
任意選択的に、熱交換用プレート2が作動媒体を通してバッテリーモジュール1を冷却するとき、作動媒体は、第1の仕切り261の流路21から第2の仕切りの流路21へ流れ、第2の仕切り262の流路21から第2タイプ領域27の流路21へ流れる。
【0321】
具体的には、第1の仕切り261および第2の仕切り262を流れる作動媒体はすべて、第2タイプ領域27の流路21内に収束する。第1の仕切り261の熱交換要件が第2の仕切り262の熱交換要件よりも高いとき、バッテリー構造における熱交換用プレート2の熱交換柔軟性を改善するために、第1の仕切り261内の作動媒体がまず第2の仕切り262を通って流れ、次いで、第2の仕切り262に戻るように流れ、第2の仕切り262内の作動媒体は、第2タイプ領域27の流路21に直接流れることができる。
【0322】
任意選択的に、第1タイプ領域26から第2タイプ領域27へ流れる方向において、流路21の数は、徐々に増加する。
【0323】
具体的には、第1タイプ領域26から第2タイプ領域27へ流れる方向において、流路21の数は徐々に増加してもよく、例えば、流路21の数は分岐を通して増加し、それによって流路21の分布密度を増加させる。流路21が分岐した後、流路はまた、流路21の入口および出口における作動媒体の回収を容易にするために収束することができる。
【0324】
任意選択的に、第1タイプ領域26から第2タイプ領域27へ流れる方向において、流路21は、互いに接続された第1の流路区分および第2の流路区分を含む。第2の流路区分の流路の数は、第1の流路区分の流路の数の2倍である。
【0325】
具体的には、第1の流路区分および第2の流路区分は、流れ分岐点を通して接続されることができる。2つの第2の流路区分内の作動媒体の流量のバランスの制御を容易にするために、流れ分岐点は、第1の流路区分内の作動媒体を2つの第2の流路区分に均等に分割できる。
【0326】
任意選択的に、第1タイプ領域26から第2タイプ領域27へ流れる方向において、流路21は第3の流路区分をさらに含んでおり、第3の流路区分は第2の流路区分に接続されており、第3の流路区分の流路の数は、第2の流路区分の流路の数の2倍である。
【0327】
具体的には、第2の流路区分および第3の流路区分は、流れ分岐点を通して接続されることができる。2つの第3の流路区分内の作動媒体の流量のバランスの制御を容易にするために、流れ分岐点は、第2の流路区分内の作動媒体を2つの第3の流路区分に均等に分割できる。
【0328】
任意選択的に、流路21の断面の放射状サイズは6mm~9mmの範囲である。
【0329】
具体的に、第1タイプ領域26の流路21の放射状サイズは、第2タイプ領域27の流路21の放射状サイズよりも小さい。
【0330】
具体的には、第1タイプ領域26の流路21は流路21の入口および出口に近接していてもよく、すなわち、第1タイプ領域26の流路21は、流路の近端部に位置する。第2タイプ領域27の流路21は流路21の入口および出口から離れていてもよく、すなわち、第2タイプ領域27の流路21は、流路21の遠端部に位置する。流路21の近端部と遠端部との間の熱交換効果のバランスを確実にするために、遠端部における流路21の放射状サイズは、徐々に増加されることができる。例えば、第1タイプ領域26の流路21の放射状サイズは、第2タイプ領域27の流路21の放射状サイズよりも小さくなるように設定される。
【0331】
具体的には、第1タイプ領域26の流路21の放射状サイズは6mm~7.5mmの範囲であり、第2タイプ領域27の流路21の放射状サイズは、7.5mm~9mmの範囲である。
【0332】
任意選択的に、電極位置は、正の電極位置および負の電極位置を含み、正の電極位置および負の電極位置は、バッテリーモジュール1の同一の側部上に位置する。すなわち、第1タイプ領域26の第1の仕切り261および第2の仕切り262は、互いに近接しており、バッテリーモジュールの正の電極位置および負の電極位置について熱交換を共同で実行する。
【0333】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、流れ分岐構成要素22が設けられている。流れ分岐構成要素22は、第1の終端部221および第2の終端部222を有する。第1の終端部221および第2の終端部222は、流路21の2つの端部にそれぞれ接続されている。
【0334】
具体的には、第1の終端部221および第2の終端部222は、熱交換プレート2を、作動媒体を提供する外部構成要素に接続するように構成されることができる。例えば、熱交換用プレート2内の作動媒体の流れ安定性を確実にするために、外部ポンプは、第1の終端部221および第2の終端部222を通して熱交換用プレート2に接続されることができる。
【0335】
任意選択的に、第1の終端部221は第1タイプ領域26の流路21に接続され、第2の終端部222は第2タイプ領域27の流路21に接続される。
【0336】
具体的には、流路21の2つの端部は、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端であってもよい。例えば、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端は、流路21の2つの端部を塞ぐ、またはそれらを第1の終端部221および第2の終端部222にそれぞれねじによって接続するように構成された端構造として使用されることができる。流路集積プレートにおける流路21は、流路集積プレートにおける流路21の分布密度を改善するために、少なくとも1回方向転換した後に、第1タイプ領域26および第2タイプ領域27の流路21を通して第1の流れ収束端から第2の流れ収束端へ延出する。例えば、流路集積プレートにおいて流路21の分布密度を確実にするために、流路21は流路集積プレートにおいてジグザクまたはへび形状で分布され、それによって流路集積プレートの熱交換効果を改善する。
【0337】
任意選択的に、
図6および
図9を参照すると、バッテリーモジュール1は、第1のバッテリーモジュール11および第2のバッテリーモジュール12を含む。第2のバッテリーモジュール12は、流れ分岐構成要素22から離れた第1のバッテリーモジュール11の側部上に位置する。
【0338】
第1のバッテリーモジュール11に対向する流路21の流路の流量が第1の流量であり、第2のバッテリーモジュール12に対向する流路21の流路の流量が第2の流量である。第1の流量は、第2の流量より少ない。
【0339】
具体的には、第2のバッテリーモジュール12が流れ分岐構成要素22から離れた第1のバッテリーモジュール11の側部上に位置するとき、具体的には、第1タイプ領域26の流路21は第1のバッテリーモジュール11に対向していてもよく、かつ流れ分岐構成要素22に近接していてもよく、すなわち、第1タイプ領域26の流路21は、熱交換用プレート2の近端部に位置する。第2タイプ領域27の流路21は流れ分岐構成要素22から離れていてもよく、すなわち、第2タイプ領域27の流路21は、熱交換用プレート2の遠端部に位置する。熱交換用プレート2の近端部および遠端部のバランスのとれた熱交換効果を確実にするために、遠端部における流路21の流量は増加されることができ、例えば、第2のバッテリーモジュール12の反対の流路21における流路の流量は、第2の流量に設定され、第1の流量は第2の流量より小さい。
【0340】
加えて、第1のバッテリーモジュール11および第2のバッテリーモジュール12によって形成されたバッテリーの2セットは、モーターのコイルを通して接続された後に互いに充電および放電することができ、すなわち、バッテリーの温度は自己加熱によって上昇させられ、それによってバッテリーは、より良好な充電および放電を実行できる。
【0341】
特定の実施形態では、第1のバッテリーモジュール11に対向する流路21の流路の平均放射状サイズは、第2のバッテリーモジュール12に対向する流路21の流路の平均放射状サイズよりも小さい。
【0342】
加えて、第1のバッテリーモジュール11に面する流路21における流路の数はまた、第2のバッテリーモジュール12に面する流路21における流路の数よりも少なく設定されることができる。
【0343】
任意選択的に、流路21は、流路21の外周上に位置する環状流路25を含み、環状流路25は、熱交換用プレート2上のバッテリーモジュール1の突出部の外側に位置する。
【0344】
環状流路25の流量は流路21の総流量の20%~25%であり、第1の流量は流路21の総流量の30%~40%であり、第2の流量は、流路21の総流量の40%~50%である。
【0345】
具体的には、環状流路25の2つの端部は、流路の幹部に直接接続されている。流路21の幹部は第1の流れ収束端および第2の流れ収束端に直接接続された流路の一部であり、分岐または収束されていないため、熱交換中に流路21の温度バランスを確実にするために、環状流路25の配置は、環状流路25における作動媒体の流路を単純化し、第1の流れ収束端および第2の流れ収束端の過度な加熱および冷却を避けることができる。
【0346】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、第1タイプ領域26と第2タイプ領域27との間に位置する第3の領域を含む。
【0347】
具体的には、熱交換用プレート2がバッテリーモジュール1のために熱交換を実行するとき、第1タイプ領域26および第2タイプ領域27は、バッテリーモジュール1の正の電極位置および負の電極位置に対応してもよく、第3の領域は、バッテリーモジュールの中間部の非電極位置またはバッテリーモジュール内のセル間の間隙位置に対応してもよい。熱交換用プレート2に、バッテリーモジュール1の正の電極位置および負の電極位置の熱交換効率を高めさせ、第3の領域に対応するバッテリーモジュール1の位置のための熱交換効率を低減させるために、以下の2つの実施形態が実施されてもよい。
【0348】
一実施形態では、第1タイプ領域26の流路21の密度は、第3の領域の流路21の密度よりも高い。
【0349】
別の実施形態では、第2タイプ領域27の流路21の密度は、第3の領域の流路21の密度よりも高い。
【0350】
任意選択的に、熱交換用プレート2は、ベースプレート23と、流路プレート24とを含む。ベースプレート23は、流路プレート24とバッテリーモジュール1との間に挟まれている。流路21は、流路プレート24上に配置されている。
【0351】
本開示の一実施形態は、上記バッテリー構造を含む車両をさらに提供する。
【0352】
本開示のいくつかの特定の実施形態が例を通して詳細に説明されたが、当業者は、上記の例が例示のために過ぎず、本開示の範囲を限定することは意図されないことを理解するであろう。当業者は、上記実施形態が本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく修正されることができることを理解するであろう。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲にのみ従う。
【0353】
1 バッテリーモジュール
11 第1のバッテリーモジュール
12 第2のバッテリーモジュール
2 熱交換用プレート
21 流路
211 方向転換点
2111 第1タイプ方向転換点
2112 第2タイプ方向転換点
212 流れ分岐/流れ収束点
2121 第1段流れ分岐点
2122 第2段流れ分岐点
22 流れ分岐構成要素
221 第1の終端部
222 第2の終端部
23 ベースプレート
24 流路プレート
25 環状流路
26 第1タイプ領域
261 第1の仕切り
2611 第1のサブ領域
2612 第2のサブ領域
262 第2の仕切り
2621 第1のサブゾーン
2622 第2のサブゾーン
27 第2タイプ領域
271 第1の仕切り領域
272 第2の仕切り領域
28 第1の領域
29 第2の領域
2120 流れ分岐点
21210 第1段流れ分岐点
21220 第2段流れ分岐点
【手続補正書】
【提出日】2025-03-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリーに対して適用される熱交換用プレートであって、
流路
(21)であって、前記流路(21)が前記熱交換用プレート内に配置されており、前記流路(21)は、熱交換作動媒体が前記流路(21)内を流れることを可能にするように構成されている、流路(21)と、
第1の終端部(221)および第2の終端部(222)であって、前記流路(21)の一端部が前記第1の終端部(221)に接続されており、前記流路(21)の他端部が前記第2の終端部(222)に接続されており、前記第1の終端部(221)および前記第2の終端部(222)は、前記熱交換作動媒体が前記熱交換用プレートに流入することを可能にするように構成されている、第1の終端部(221)および第2の終端部(222)と、を備えており、
前記熱交換用プレートが第1タイプ領域(26)を備えており、前記第1タイプ領域(26)がバッテリーポスト領域に対応して配置され、前記流路(21)が流れ分岐点(2120)を備えており、前記流れ分岐点(2120)が第1段流れ分岐点(21210)を備えており、少なくとも1つの第1段流れ分岐点(21210)が前記第1タイプ領域(26)内に配置され、前記第1段流れ分岐点(21210)が前記第1の終端部(221)または前記第2の終端部(222)に近接して配置され、前記流れ分岐点(2120)が前記流路(21)を分岐させる、熱交換用プレート。
【請求項2】
前記熱交換用プレートが第1の熱交換モジュール(201)および第2の熱交換モジュール(202)を備えており、前記第1の熱交換モジュール(201)および前記第2の熱交換モジュール(202)の両方が前記第1タイプ領域(26)を備えており、
前記第1の熱交換モジュール(201)の前記第1タイプ領域(26)が第3のサブ領域(2621)および第1のサブ領域(2611)を備えており、前記第2の熱交換モジュール(202)の前記第1タイプ領域(26)が第4のサブ領域(2622)および第2のサブ領域(2612)を備えており、
前記第1段流れ分岐点(21210)が前記第3のサブ領域(2621)内に配置されており、前記流れ分岐点(2120)が第2段流れ分岐点(21220)をさらに備えており、前記第2段流れ分岐点(21220)が前記第1のサブ領域(2611)、前記第3のサブ領域(2621)、および前記第4のサブ領域(2622)の少なくとも1つに位置する、請求項1に記載の熱交換用プレート。
【請求項3】
前記流れ分岐点(2120)が少なくとも2つの第1段流れ分岐点(21210)を備えており、前記第1段流れ分岐点(21210)のうちのいくつかに対応する2つの第2段流れ分岐点(21220)が両方ともに前記第2のサブ領域(2612)に位置しており、別の第1段流れ分岐点(21210)に対応する2つの第2段流れ分岐点(21220)が前記第1のサブ領域(2611)および前記第4のサブ領域(2622)内にそれぞれ位置する、請求項2に記載の熱交換用プレート。
【請求項4】
前記流路(21)が第3段流れ分岐点をさらに備えており、前記第3段流れ分岐点が前記第1のサブ領域(2611)および前記第2のサブ領域(2612)のうちの少なくとも1つに位置する、請求項2に記載の熱交換用プレート。
【請求項5】
前記流れ分岐点(2120)が第4段流れ分岐点をさらに備えており、前記第4段流れ分岐点が前記第3のサブ領域(2621)および前記第2のサブ領域(2612)のうちの少なくとも1つに位置する、請求項4に記載の熱交換用プレート。
【請求項6】
前記熱交換用プレートが前記バッテリーを冷却するように構成されているとき、前記作動媒体が前記第1の終端部(221)から流入し、前記第1段流れ分岐点(21210)、前記第2段流れ分岐点(21220)、および前記第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、前記第2の終端部(222)を通って流出する、請求項5に記載の熱交換用プレート。
【請求項7】
前記流路(21)が幹部および枝部を備えており、前記幹部が前記第1の終端部(221)または前記第2の終端部(222)に接続されており、前記幹部が前記枝部を前記第1の終端部(221)および前記第2の終端部(222)に接続しており、
前記枝部が、第1段枝部、第2段枝部、第3段枝部、および第4段枝部を備えており、
前記第1段流れ分岐点(21210)が前記幹部と前記第1段枝部との間で接続されており、
前記第2段流れ分岐点(21220)が前記第1段枝部と前記第2段枝部との間で接続されており、
前記第3段流れ分岐点が前記第2段枝部と前記第3段枝部との間で接続されており、
前記第4段流れ分岐点が前記第3段枝部と前記第4段枝部との間で接続されている、請求項5
に記載の熱交換用プレート。
【請求項8】
前記流路が流れ収束点をさらに備えており、前記流れ収束点が、第1段流れ収束点、第2段流れ収束点、第3段流れ収束点、および第4段流れ収束点を備えており、
前記第4段枝部の2つの端部が前記第4段流れ分岐点および前記第4段流れ収束点にそれぞれ接続されており、
前記第4段枝部が接続された前記第4段流れ収束点を通って前記第3段枝部を形成するように収束しており、
前記収束によって形成された前記第3段枝部が前記第3段流れ収束点を通って前記第2段枝部を形成するように収束しており、
前記収束によって形成された前記第2段枝部が前記第2段流れ収束点を通って前記第1段枝部を形成するように収束しており、
前記収束によって形成された前記第1段枝部が前記第1段流れ収束点を通って前記幹部を形成するように収束しており、
前記幹部が前記第1の終端部(221)に接続されており、または前記幹部が前記第2の終端部(222)に接続されている、請求項7に記載の熱交換用プレート。
【請求項9】
前記第1の熱交換モジュール(201)および前記第2の熱交換モジュール(202)の両方が第2タイプ領域(27)を備えており、前記第2タイプ領域(27)が前記バッテリーの非ポスト領域に対応して配置されており、
前記第1の熱交換モジュール(201)の前記第2タイプ領域(27)が第1の仕切り領域(271)を備えており、前記第2の熱交換モジュール(202)の前記第2タイプ領域(27)が第2の仕切り領域(272)を備えており、
少なくとも1つの第1段流れ分岐点(21210)が前記第2の終端部(222)に近接しており、前記第3のサブ領域(2621)内に配置されており、前記流れ分岐点が第2段流れ分岐点(21220)をさらに備えており、前記第2段流れ分岐点(21220)が前記第3のサブ領域(2621)および前記第1の仕切り領域(271)内に位置している、請求項2に記載の熱交換用プレート。
【請求項10】
前記流路(21)が第3段流れ分岐点をさらに備えており、前記第3段流れ分岐点が前記第2の仕切り領域(272)内に位置する、請求項9に記載の熱交換用プレート。
【請求項11】
前記流れ分岐点(2120)が第4段流れ分岐点をさらに備えて、前記第4段流れ分岐点が前記第2の仕切り領域(272)内に配置されている、請求項9
に記載の熱交換用プレート。
【請求項12】
前記熱交換用プレートが前記バッテリーを加熱するように構成されているとき、前記作動媒体が前記第2の終端部(222)から流入し、前記第1段流れ分岐点(21210)、前記第2段流れ分岐点(21220)、および前記第3段流れ分岐点を通って流れ、その後、前記第1の終端部(221)を通って流出する、請求項10に記載の熱交換用プレート。
【請求項13】
前記第2段枝部の一部が前記第1の熱交換モジュール(201)および前記第2の熱交換モジュール(202)の縁部に分布されている、請求項8に記載の熱交換用プレート。
【請求項14】
前記流路が前記第1の熱交換モジュール(201)内の第N段において分岐し、前記第2の熱交換モジュール(202)内の第M段において分岐し、ここでM≦Nである、請求項13に記載の熱交換用プレート。
【請求項15】
前記流路(21)が、前記第1の熱交換モジュール(201)内の前記第N段において分岐後にn1個の枝部を形成しており、前記第2の熱交換モジュール(202)内の前記第M段において分岐後にm1個の枝部を形成しており、ここでm1>n1である、請求項13に記載の熱交換用プレート。
【請求項16】
第2タイプ領域(27)をさらに備えており、前記流路(21)が前記第1タイプ領域(26)および前記第2タイプ領域(27)において分布しており、
前記熱交換用プレート(2)が前記バッテリーを冷却するように構成されており、前記作動媒体が前記第1タイプ領域(26)の流路(21)から前記第2タイプ領域(27)の流路(21)へ流れており、または
前記熱交換用プレート(2)が前記バッテリーを加熱するように構成されており、前記作動媒体が前記第2タイプ領域(27)の流路(21)から前記第1タイプ領域(26)の流路(21)へ流れる、請求項1
に記載の熱交換用プレート。
【請求項17】
前記第1タイプ領域(26)が第1の仕切り(261)および第2の仕切り(262)を備えており、
前記熱交換用プレート(2)が前記バッテリーを冷却するように構成されているとき、前記作動媒体が前記第1の仕切り(261)から前記第2タイプ領域(27)へ流れるプロセスにおいて少なくとも2回分岐する、請求項16に記載の熱交換用プレート。
【請求項18】
前記熱交換用プレートが第1の領域(28)および第2の領域(29)を有しており、前記流路が前記第1の領域(28)および前記第2の領域(29)内で分布しており、前記第1の領域(28)内の前記流路(21)の平均分布密度が前記第2の領域(29)内の前記流路(21)の平均分布密度よりも大きい、請求項1
に記載の熱交換用プレート。
【請求項19】
前記熱交換用プレートが流路プレートおよびベースプレートを備えており、前記流路が前記流路プレート上に配置されており、前記熱交換用プレートが位置する平面内において、前記流路を配置するための面積が前記流路プレート(24)の面積の70%よりも大きい、請求項1
に記載の熱交換用プレート。
【請求項20】
請求項1
に記載の熱交換用プレートを備えるバッテリーパック。
【請求項21】
請求項1~19のいずれか一項に記載の熱交換用プレート、または
請求項20に記載のバッテリーパック、を備える、車両。
【国際調査報告】