JP2010529635A - 冷却剤フラックスの分配一様性を改良した中型又は大型のバッテリーパックケース - Google Patents

Abstract

充電及び放電可能な複数の積み重ねたバッテリーセルを有するバッテリーモジュールが中に取り付けられている中型又は大型のバッテリーパックケースであって、該バッテリーパックケースが、該バッテリーセルを冷却するための冷却剤が該バッテリーモジュールの片側から反対側に、該バッテリーセルの積重方向に対して直角の方向に流動できるように配置された冷却剤入口及び冷却剤出口を備えており、該バッテリーパックケースが、該冷却剤入口から該バッテリーモジュールに伸びる流動空間(「入口ダクト」)及び該バッテリーモジュールから該冷却剤出口に伸びる別の流動空間(「出口ダクト」)をさらに備えており、該冷却剤が該バッテリーセルの積重方向に対して平行の方向に流動するように、該冷却剤を案内するための一個以上の案内部材が該入口ダクト中に配置されている、バッテリーパックケースを開示する。

Description

発明の分野

本発明は、中型または大型のバッテリーパックケースに関し、より詳しくは、充電及び放電可能な複数の積み重ねたバッテリーセルを有するバッテリーモジュールが中に取り付けられている中型又は大型のバッテリーパックケースであって、該バッテリーパックケースが、該バッテリーセルを冷却するための冷却剤が該バッテリーモジュールの一の側から反対側（他の側）に、該バッテリーセルの積重方向に対して直角の方向に流動できるように配置された冷却剤入口及び冷却剤出口を備えており、該バッテリーパックケースが、該冷却剤入口から該バッテリーモジュールに伸びる流動空間(「入口ダクト」)及び該バッテリーモジュールから該冷却剤出口に伸びる別の流動空間(「出口ダクト」)をさらに備えており、該冷却剤が該バッテリーセルの積重方向に対して平行の方向に流動するように、該冷却剤（の流れ）を案内するための一個以上の案内部材が該入口ダクト中に配置されている、バッテリーパックケースに関する。

発明の背景

最近、充電及び放電可能な二次バッテリーが、ワイヤレス可動装置用のエネルギー供給源として広く使用されている。また、二次バッテリーは、化石燃料を使用する既存のガソリン及びディーゼル車により引き起こされる大気汚染のような問題を解決するために開発された電気自動車(EV)及びハイブリッド電気自動車(HEV)用の動力源としても非常に大きな関心を集めている。

小型の可動装置は、各装置に一個または数個のバッテリーセルを使用している。他方、中型又は大型の装置、例えば車両、には、高出力及び大容量が必要なので、複数のバッテリーセルを互いに電気的に接続した、中型又は大型のバッテリーモジュールを使用する。

中型又は大型のバッテリーモジュールは、可能であれば、小型で軽量に製造するのが好ましい。この理由から、高集積度に積み重ねることができ、重量対容量比が小さいプリズム形バッテリーまたは小袋形バッテリーが、中型又は大型のバッテリーパックのバッテリーセルとして通常使用される。特に、シース部材としてアルミニウムラミネートシートを使用する小袋形バッテリーに現在多くの関心が集まっているが、これは、小袋形バッテリーの重量が小さく、小袋形バッテリーの製造コストが低く、小袋形バッテリーの形状を容易に変えられるためである。

予め決められた機構または装置に必要な出力及び容量を与えるための中型又は大型のバッテリーモジュールには、その中型又は大型のバッテリーモジュールが、複数のバッテリーセルが互いに電気的に直列接続され、それらのバッテリーセルが外部の力に対して安定している構造に構築されていることが必要である。

また、中型又は大型のバッテリーモジュールを構成するバッテリーセルは、充電及び放電可能な二次バッテリーである。従って、バッテリーセルの充電及び放電の際に、高出力、大容量二次バッテリーから大量の熱が発生する。単位電池の充電及び放電の際に単位電池から発生する熱が効果的に除去されない場合、それぞれの単位電池中に熱が蓄積し、従って、単位電池の劣化が促進される。状況により、単位電池は、発火または爆発することがある。この理由から、高出力、大容量バッテリーである車両用のバッテリーパックには、冷却装置が必要である。

他方、複数のバッテリーセルを包含する中型又は大型のバッテリーパックでは、幾つかのバッテリーセルの性能低下が、バッテリーパック全体の性能低下を引き起こすことがある。性能の不均一性を引き起こす主なファクターの一つは、バッテリーセル間の冷却の不均一性である。この理由から、冷却剤が流れる際に冷却の均質性を確保する構造を備える必要がある。

一般的に、冷却剤入口側にあるダクト(以下、「入口ダクト」と呼ぶ)及び冷却剤出口側にあるダクト(以下、「出口ダクト」と呼ぶ)が水平に配置された構造に構築される中型又は大型のバッテリーパックを設計する場合、複数のバッテリーセル間で冷却剤フラックスの一様な分配を達成することは困難である。特に、冷却剤フラックスは、冷却剤入口に隣接して配置されるバッテリーセル間に集中し、その結果、冷却剤入口に隣接して配置されたバッテリーセルは過度に冷却されるのに対し、冷却剤入口から離れて配置されたセルの温度は、相対的に増加する。その結果、バッテリーセル間の温度差が増大するので、バッテリーセルの劣化により、バッテリーパック全体の性能が低下する。

他方、上記の問題を解決するために、入口ダクト及び出口ダクトの形状を変えることが可能である。しかし、この場合、入口ダクト及び出口ダクトの形状を変えることにより、バッテリーパックのサイズが増加することがあり、バッテリーパックの構造的安定性が低下することがある。この理由から、入口ダクト及び出口ダクトの形状を変えずに、上記の劣化に関連する問題を解決することが望ましい。

冷却剤の不均一配分により引き起こされる問題を解決するための技術として、韓国特許出願公開第2006−037601号明細書は、予め決められた間隔で配置された複数の単位電池及び単位電池が中に取り付けられているハウジングを包含し、該ハウジングが、温度制御用の空気を単位電池が配置されている方向に対して傾斜した方向で導入するための入口部分、及び単位電池を通過した空気を排出するための出口部分を有するバッテリーモジュールを開示している。しかし、この開示されているバッテリーモジュールでは、入口部分にあるハウジングが傾斜しており、その結果、バッテリーモジュールを外部の装置、例えば車両、に設置するのが困難である。さらに、追加の案内部材が入口部分に取り付けられていないので、それぞれのバッテリーセル間を流れる冷却剤のフラックスを正確に制御することができない。

このため、上記の問題を根本的に解決する技術が強く求められている。

従って、本発明は、上記の問題及び他の未解決の技術的問題を解決するためになされたものである。

中型又は大型のバッテリーパックケースに関する様々な広範囲で集中的な研究及び実験の結果、本発明者らは、一個以上の案内部材を、バッテリーパックケースに形成された入口ダクト中に配置し、冷却剤の流れを、バッテリーセルの積重方向に対して平行の方向に案内することにより、それぞれのバッテリーセル間に限定された流路を通して流れる冷却剤のフラックスを一様に分配することができ、その結果、バッテリーセル間に蓄積する熱が効果的に除去され、従って、バッテリーセルの性能及び耐用寿命が大きく改良されることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成された。

本発明の一態様により、上記の、及び他の目的は、充電及び放電可能な複数の積み重ねたバッテリーセルを有するバッテリーモジュールが中に取り付けられている中型又は大型のバッテリーパックケースであって、該バッテリーパックケースが、該バッテリーセルを冷却するための冷却剤が該バッテリーモジュールの片側から反対側に、該バッテリーセルの積重方向に対して直角の方向に流動できるように配置された冷却剤入口及び冷却剤出口を備えており、該バッテリーパックケースが、該冷却剤入口から該バッテリーモジュールに伸びる流動空間(「入口ダクト」)及び該バッテリーモジュールから該冷却剤出口に伸びる別の流動空間(「出口ダクト」)をさらに備えており、該冷却剤が該バッテリーセルの積重方向に対して平行の方向に流動するように、該冷却剤を案内するための一個以上の案内部材が該入口ダクト中に配置されている、バッテリーパックケースを提供することにより、達成される。

すなわち、本発明の中型又は大型のバッテリーパックケースは、予め決められた長さを有する一個以上の案内部材が入口ダクト中にバッテリーセルの積重方向に対して直角の方向で配置され、冷却剤が冷却剤入口近くのバッテリーセル間に集中するのを阻止することを特徴とする。従って、案内部材が入口ダクト中に配置されている本発明の構造は、案内部材が入口ダクト中に配置されていない従来構造と比較して、バッテリーセル間に限定された流路を通って流れる冷却剤のフラックスを均質化し、バッテリーセルの充電及び放電の際に発生する熱を、冷却剤の均質な流れにより効果的に除去し、それによって、冷却効率及びバッテリーの性能を大きく改良することができる。

本発明の中型又は大型のバッテリーパックケースに取り付けるバッテリーモジュールは、一般的に複数のバッテリーセルを高集積度で積み重ねる方法により、製造される。この時、隣接するバッテリーセルは、予め決められた間隔で積み重ねられるので、バッテリーセルの充電及び放電の際に発生する熱を除去することができる。例えば、追加の部材を使用せずに、バッテリーセルが予め決められた間隔で互いに分離されるように、バッテリーセルを連続的に積み重ねることができる。バッテリーセルの機械的強度が低い場合、1または数個のバッテリーセルをカートリッジの中に取り付け、複数のカートリッジを積み重ね、バッテリーモジュールを構成することができる。これによって、冷却剤流路がそれぞれのバッテリーセル間に限定されるので、積み重ねたバッテリーセル間に蓄積する熱が効果的に除去される。

入口ダクト及び出口ダクトは流動空間であり、そこを通して、バッテリーセルの充電及び放電の際にバッテリーセルから熱を効果的に除去するための冷却剤がそれぞれ導入及び排出される。入口ダクト及び出口ダクトは、バッテリーパックケースの上側部分及び下側部分に形成される。

状況に応じて、入口ダクトは、出口ダクトの垂直高さの40〜95％に等しい垂直高さを有することができる。この場合、バッテリーセル間に限定された流路を通って流れる冷却剤のフラックスをより一様にすることができる。すなわち入口ダクト及び出口ダクトが同じ幅を有する場合、入口ダクト中の冷却剤の流速は、入口ダクトの高さが低下するにつれて増加し、それによって、冷却剤入口に近いバッテリーセル間に冷却剤が集中することが阻止される。

案内部材の形状には、案内部材が冷却剤フラックスの分配一様性を改良できる限り、特に制限は無い。案内部材は、板状構造に構築するのが好ましい。また、案内部材は、連続構造または非連続構造に構築することもできる。さらに、案内部材は、入口ダクトが完全に、または部分的に、入口ダクトの垂直部分に対して、冷却剤の導入方向で、上側及び下側入口ダクト部分に分離される構造に構築することができる。

前に説明したように、本発明は、一個以上の案内部材を提供する。本発明者らが行った実験により、例えば、単一の案内部材を、バッテリーセルの積重方向で冷却剤入口の末端から、案内部材の長さが入口ダクトの長さの15〜50％に等しくなるように入口ダクトに配置すると、バッテリーセル間に限定された流路を通って流れる冷却剤の分配がかなり均質化されることが分かった。

また、案内部材の数がnである場合、それぞれの案内部材は、入口ダクトの高さTの-15％〜15％以内で、T/nに相当する高さtから上方向または下方向に配置することができる。例えば、単一の案内部材だけが入口ダクトに配置される場合、その案内部材は、入口ダクトの高さの1/2に相当する位置T/2から上方向または下方向に、入口ダクトの高さTの上方向15％及び入口ダクトの高さTの下方向15％以内で、バッテリーセルの積重方向に対して平行に配置することができる。

また、案内部材の数が2以上、例えばn、である場合、第一案内部材は、好ましくは第一案内部材が入口ダクトの入口からバッテリーセルの積重方向で内側方向に伸びるように、入口ダクト中の最も上の位置に配置し、n-1番目の案内部材の長さより小さい長さを有するn番目の案内部材は、好ましくはn-1番目の案内部材より下に配置する。

例えば、案内部材の数が3である場合、第一案内部材より小さい長さを有する第二案内部材は、第一案内部材の下に配置し、第二案内部材より小さい長さを有する第三案内部材は、第二案内部材の下に配置する。

案内部材の数が多い程、それぞれのバッテリーセル間に限定された流路を通って流れる冷却剤フラックスは、より均質に分配される。しかし、案内部材の数は、空間的制限、製造効率、等を考慮して決定するのが好ましい。

案内部材の数が2である場合、案内部材の長さ及び配置には、第二案内部材が第一案内部材の長さより小さい長さを有し、第二案内部材が第一案内部材より下に配置される限り、特に制限は無い。しかし、第一案内部材は、入口ダクトの長さの15〜50％に等しい長さを有し、第二案内部材は、第一案内部材の長さの35〜65％に等しい長さを有するのが好ましい。この場合、それぞれのバッテリーセルをより均質に冷却することができ、これは、本発明者らが行った実験により確認されている。

また、案内部材の数が2である場合、第二案内部材より大きい長さを有する第一案内部材は、入口ダクトの垂直高さTの2/3に等しい位置から上方向または下方向に、入口ダクトの高さTの-10％〜10％以内に配置し、第二案内部材は、入口ダクトの垂直高さTの1/3に等しい位置から上方向または下方向に、入口ダクトの高さTの-10％〜10％以内に配置するのが好ましい。

本発明のバッテリーパックケースは、冷却効率が非常に重要である構造に適用するのが好ましい。具体的には、このバッテリーパックケースは、バッテリーセルの積重方向におけるバッテリーパックケースの長さがバッテリーセルの横方向におけるバッテリーパックケースの長さより大きく、ダクトがバッテリーセルの積重方向に対して平行に配置される構造に構築するのが好ましい。

ダクトは、入口ダクト及び出口ダクトを包含する。例えば、入口ダクトがバッテリーセルの積重方向に対して平行になるように、入口ダクトをバッテリーパックケースの上側部分に形成することができ、入口ダクトがバッテリーセルの積重方向に対して平行になるように、出口ダクトをバッテリーパックケースの下側部分に形成することができる。この場合、冷却剤は、冷却剤入口を通して導入され、入口ダクトに沿って流れ、それぞれのバッテリーセル間に限定された流路に一様に配分され、出口ダクトに沿って流れ、冷却剤出口を通って外に排出される。無論、入口ダクトがバッテリーセルの積重方向に対して平行になるように、入口ダクトをバッテリーパックケースの下側部分に形成することができ、入口ダクトがバッテリーセルの積重方向に対して平行になるように、出口ダクトをバッテリーパックケースの上側部分に形成することもできる。

好ましくは、バッテリーパックケースは、冷却剤入口を通して導入された冷却剤を急速に、且つ円滑に冷却剤出口に移動させ、冷却剤がバッテリーモジュールを通って流れた後にバッテリーパックから外に排出されるように、冷却剤出口に吸引ファンを取り付ける構造に構築される。この構造では、狭い冷却剤入口を通して導入された冷却剤が、吸引ファンから発生した冷却剤駆動力により、冷却剤の高い流動速度で、冷却剤入口から遠く離れたバッテリーセルに十分に到達し、従って、比較的一様な冷却剤フラックス配分が、同じ冷却剤フラックス条件で達成される。

本発明の別の態様では、上記の構造を有する中型又は大型のバッテリーパックケース中にバッテリーモジュールが取り付けられる構造に構築された中型又は大型のバッテリーパックを提供する。

本明細書で使用する用語「バッテリーモジュール」は、2個以上の充電及び放電可能なバッテリーセルが互いに機械的に、及び同時に、電気的に接続され、高出力、大容量電気を供給する構造に構築されたバッテリー装置の構造を包括的に意味する。従って、バッテリーモジュール自体が単一の装置または大型装置の一部を構成することができる。例えば、複数の小型バッテリーモジュールを互いに接続し、大型バッテリーモジュールを構成する。

従って、バッテリーモジュールは、複数の充電及び放電可能な板形状バッテリーセルを包含することができる。本明細書では、用語「板形状」は、長さ対幅の比が比較的大きい形状、例えば長方形平行六面体の形状、を意味する。

バッテリーセルは、二次バッテリー、例えばニッケル金属水素化物二次バッテリーまたはリチウム二次バッテリー、でよい。特に、リチウム二次バッテリーは、エネルギー密度及び放電電圧が高いので、リチウム二次バッテリーを使用するのが好ましい。その形状に基づき、バッテリーモジュールを構成する充電及び放電可能な単位電池として、プリズム形バッテリーまたは小袋形バッテリーを使用するのが好ましい。小袋形バッテリーは、低製造コスト及び軽量で製造されるので、より好ましくは、バッテリーモジュールの単位電池として小袋形バッテリーを使用する。

本発明の中型又は大型のバッテリーパックは、高出力及び大容量を与えるために組み合わされる複数のバッテリーセルを充電及び放電する際に、それらのバッテリーセルから発生する高温の熱により安全性が大きく低下することがある、電気自動車またはハイブリッド電気自動車用の電源として使用するのが好ましい。

本発明の上記の、及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら記載する下記の詳細な説明により、より深く理解される。

図1は、従来の中型又は大型のバッテリーパックケース中にバッテリーモジュールが取り付けられる構造に構築された中型又は大型のバッテリーパックを例示する透視図である。 図2は、図1に示す中型又は大型のバッテリーパックケース中に取り付けたバッテリーモジュールを包含する中型又は大型のバッテリーパックを典型的に例示する断面図である。 図3は、本発明の好ましい実施態様によるバッテリーパックケース中にバッテリーモジュールを取り付ける構造に構築された中型又は大型のバッテリーパックを典型的に例示する断面図である。 図4は、図3に示す案内部材の設置位置を典型的に例示する区域Cの部分的拡大図である。 図5は、図2及び3に示す構造に製造された中型又は大型のバッテリーパックの、バッテリーセル間における冷却剤フラックス分配の測定結果を比較するグラフである。 図6は、本発明の別の好ましい実施態様によるバッテリーパックケース中に2個の案内部材が配置される構造に構築された中型又は大型のバッテリーパックを典型的に例示する断面図である。 図7は、図6に示す2個の案内部材の設置位置を典型的に例示する区域Eの部分的拡大図である。

好ましい実施態様の詳細な説明

ここで、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様を詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、例示する実施態様に限定されるものではない。

図1は、従来の中型又は大型のバッテリーパックケース中にバッテリーモジュールが取り付けられる構造に構築された中型又は大型のバッテリーパックを例示する透視図であり、図2は、図1に示す中型又は大型のバッテリーパックケース中に取り付けたバッテリーモジュールを包含する中型又は大型のバッテリーパックを典型的に例示する断面図である。

これらの図に関して、中型又は大型のバッテリーパック100は、複数の板形状バッテリーセル30が互いに電気的及び機械的に接続された構造に構築されているバッテリーモジュール32、バッテリーモジュール32が中に取り付けられているバッテリーパックケース70、冷却剤入口10からバッテリーモジュール32に伸びる流動空間としての入口ダクト40、及びバッテリーモジュール32から冷却剤出口20に伸びる別の流動空間としての出口ダクト50を包含する。

冷却剤入口10を通して導入された冷却剤は、入口ダクト40、及びそれぞれのバッテリーセル30間に限定された流路60を通って流れる。この時、冷却剤がバッテリーセル30を冷却する。その後、冷却剤は、出口ダクト50を通って流れ、次いで冷却剤出口20を通ってバッテリーパックから外に排出される。

入口ダクト40は、出口ダクト50の垂直高さbに等しい垂直高さを有する。従って、冷却剤フラックスは、冷却剤入口10に近いバッテリーセル30Nにより多く配分され、冷却剤入口10から最も遠いバッテリーセル30Rには少なく配分される。

図3は、本発明の好ましい実施態様によるバッテリーパックケース中にバッテリーモジュールを取り付ける構造に構築された中型又は大型のバッテリーパックを典型的に例示する断面図であり、図4は、図3に示す案内部材の設置位置を典型的に例示する区域Cの部分的拡大図である。

これらの図に関して、バッテリーパックケース70'は、バッテリーセル30の積重方向Lにおけるバッテリーパックケース70'の長さが、バッテリーセル30の横方向Wにおけるバッテリーパックケース70'の長さより大きい構造に構築されている。また、バッテリーパックケース70'は、冷却剤が、バッテリーセル30の積重方向Lに対して直角方向でバッテリーモジュール32の片側から反対側に流動できるように配置された、冷却剤入口10'及び冷却剤出口20'を有する。

バッテリーモジュール32の各バッテリーセル30間には、小さな流路60が限定されているので、冷却剤が流路60を通って流動することができる。従って、冷却剤入口10'を通して導入された冷却剤は、流路60を通って流れる。この時、バッテリーセル30から発生した熱が冷却剤により除去される。その後、冷却剤は、冷却剤出口20'を通って排出される。

この実施態様によるバッテリーパックケース70'は、案内部材80が冷却剤入口10'から内側に向けて伸びている点で、図1及び2に示すバッテリーパックケース70とは異なっており、案内部材80は、入口ダクト40'の長さDの約40％に等しい長さdを有し、案内部材80は、入口ダクト40'の高さTの約半分、すなわち約T/2、に相当する位置でバッテリーセル30の積重方向に対して平行に配置されている。その結果、案内部材80の下を流れる冷却剤はバッテリーセル30Ｎ、30Ｏ、及び30Ｐを主として冷却し、案内部材80の上を流れる冷却剤はバッテリーセル30Ｒ、30Ｓ、30Ｔ、及び30Ｕを主として冷却する。従って、冷却剤は、それぞれのバッテリーセル30Ｎ、30Ｏ、30Ｐ、30Ｒ、30Ｓ、30Ｔ、及び30Ｕに一様に供給される。

この場合、案内部材80は、T/2から上方向または下方向に。好ましくはTの15％以内で配置することができる。

これに関して、図5は、図2及び3に示す構造に製造された中型又は大型のバッテリーパックの、バッテリーセル間における冷却剤フラックス分配の測定結果を比較するグラフである。具体的には、図2の中型又は大型のバッテリーパック100における冷却剤フラックス配分の測定結果X、及び図3の、案内部材が入口ダクト中にバッテリーセルの積重方向に対して平行に配置される構造に構築された中型又は大型のバッテリーパック200における冷却剤フラックス配分の測定結果Yの両方を図5に示す。

Yの冷却剤フラックス差yをXの冷却剤フラックス差xと比較すると、冷却剤入口に隣接するバッテリーセル30N(図2参照)上を冷却剤が流れる際、Yの冷却剤フラックス差yは、Xの冷却剤フラックス差xより小さく、従って、冷却剤フラックスの配分一様性が大きく改良されている。

これは、入口ダクト40'中の案内部材80により冷却剤が2つの冷却剤成分に分割され、従って、案内部材80の下を流れる冷却剤成分が、冷却剤入口10'の近くに配置されたバッテリーセルに主として分配され、案内部材80の上を流れる冷却剤成分が、冷却剤入口10'の遠くに配置されたバッテリーセルに一様に配分されるためである。

図6は、本発明の別の好ましい実施態様によるバッテリーパックケース中に2個の案内部材が配置される構造に構築された中型又は大型のバッテリーパックを典型的に例示する断面図であり、図7は、図6に示す2個の案内部材の設置位置を典型的に例示する区域Eの部分的拡大図である。

これらの図に関して、入口ダクト40の長さDの約40％に等しい長さdを有する第一案内部材82は、入口ダクト40の高さTの2/3、すなわち2T/3、に相当する位置で、冷却剤入口10から内側方向に、バッテリーセルの積重方向Lに対して平行に伸びている。また、第一案内部材82の長さd1の約50％に等しい長さd2を有する第二案内部材84は、入口ダクト40の高さTの1/3、すなわちT/3、に相当する位置で、冷却剤入口10から内側方向に、バッテリーセルの積重方向Lに対して平行に伸びている。その結果、第二案内部材84の下を流れる冷却剤はバッテリーセル30Ｎ及び30Ｏを主として冷却し、第一案内部材82と第二案内部材84の間を流れる冷却剤はバッテリーセル30Ｏ及び30Ｐを主として冷却し、第一案内部材82の上を流れる冷却剤はバッテリーセル30Ｐ、30Ｕ、30Ｔ、30Ｓ、及び30Ｒ、を主として冷却する。

この場合、第一案内部材82及び第二案内部材84は、2T/3及びT/3から上方向または下方向に、好ましくはTの-10％〜10％以内にそれぞれ配置することができる。

本発明の好ましい実施態様を例示のために開示したが、当業者には明らかなように、請求項に記載する本発明の範囲及び精神から離れることなく、様々な修正、追加、及び置き換えが可能である。

上記の説明から明らかなように、本発明の中型又は大型のバッテリーパックケースは、冷却剤の流れを案内するための一個以上の案内部材が入口ダクト中にバッテリーセルの積重方向に対して平行に配置される構造に構築されている。従って、本発明には、冷却剤フラックスの分配一様性を改良し、バッテリーセル間に蓄積する熱を効果的に除去し、バッテリーセルの性能及び耐用寿命を大きく向上させる効果がある。

Claims (13)

1. 中型または大型のバッテリーパックケースであって、
   充電及び放電可能であり、複数の積み重ねたバッテリーセルを有するバッテリーモジュールが取り付けられてなり、
   前記バッテリーパックケースが、冷却剤入口及び冷却剤出口を備えてなり、
   前記冷却剤入口及び冷却剤出口が配置され、前記バッテリーモジュールの一の側から反対側に、前記バッテリーセルの積重方向に対して直角の方向において、前記バッテリーセルを冷却するための冷却剤を流動することが可能とされてなり、
   前記バッテリーパックケースが、前記冷却剤入口から前記バッテリーモジュールに伸びる流動空間(「入口ダクト」)と、及び前記バッテリーモジュールから前記冷却剤出口に伸びる他の流動空間(「出口ダクト」)をさらに備えてなり、
   一個以上の案内部材が前記入口ダクト中に配置され、前記バッテリーセルの積重方向に対して平行の方向に、前記冷却剤の流れを案内するものである、バッテリーパックケース。
2. 前記入口ダクトの垂直高さが、前記出口ダクトの垂直高さの40〜95％に等しい、請求項１に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
3. 前記案内部材の長さが、前記入口ダクトの長さの15〜50％に等しい、請求項１に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
4. 前記案内部材の数がnである場合、それぞれの案内部材が、前記入口ダクトの高さ(T)の-15％〜15％以内で、T/nに相当する高さ(t)から上方向または下方向に配置されてなる、請求項１に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
5. 前記案内部材の数が2以上であり、第一案内部材が、前記第一案内部材が前記入口ダクトの入口から前記バッテリーセルの積重方向で内側方向に伸びるように、前記入口ダクト中の最も上の位置に配置され、n-1番目の前記案内部材の長さより小さい長さを有するn番目の前記案内部材が、n-1番目の前記案内部材より下に配置されてなる、請求項１に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
6. 前記第一案内部材の長さが、前記入口ダクトの長さの15〜50％に等しく、前記第二案内部材の長さが、前記第一案内部材の長さの35〜65％に等しい、請求項１に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
7. 前記案内部材の数が2であり、前記第二案内部材の長さより大きい長さを有する前記第一案内部材が、前記入口ダクトの前記垂直高さ(T)の2/3に等しい位置から上方向または下方向に、前記入口ダクトの前記高さ(T)の-10％〜10％以内に配置され、前記第二案内部材が、前記入口ダクトの前記垂直高さ(T)の1/3に等しい位置から上方向または下方向に、前記入口ダクトの前記高さ(T)の-10％〜10％以内に配置されてなる、請求項５に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
8. 前記バッテリーパックケースが、前記バッテリーセルの積重方向における前記バッテリーパックケースの長さが、前記バッテリーセルの横方向における前記バッテリーパックケースの長さより大きく、前記ダクトが前記バッテリーセルの積重方向に対して平行に配置される構造に構築されてなる、請求項１に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
9. 前記バッテリーパックケースが、前記冷却剤出口に吸引ファンを取り付け、前記冷却剤が前記バッテリーモジュールを通って流れた後に、前記冷却剤入口を通じて導入された前記冷却剤を、前記冷却剤出口に強制的に移動させる構造に構築されてなる、請求項１に記載の中型または大型のバッテリーパックケース。
10. バッテリーモジュールが請求項１〜９のいずれか一項に記載の中型または大型のバッテリーパックケース中に取り付けられた構造に構築されてなる、中型または大型のバッテリーパック。
11. 前記バッテリーモジュールが、複数の充電及び放電可能な板形状バッテリーセルを包含してなる、請求項１０に記載の中型または大型のバッテリーパック。
12. 前記バッテリーセルがリチウム二次バッテリーである、請求項１１に記載の中型または大型のバッテリーパック。
13. 前記バッテリーパックが、電気自動車またはハイブリッド電気自動車用の電源として使用される、請求項１２に記載の中型または大型のバッテリーパック。

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