(57)【要約】      （修正有）【課題】隣接する電池セルにおける温度の上昇を抑えると共に、発熱する電池セル間の絶縁を確実に行う。【解決手段】電池パック３１０は、複数の電池セル１１０及び内部に複数の凹部２２０が形成されたブロック２１０を備える。凹部の各々がそれぞれ電池セルのうちの１つをブロック内に収納する。ブロックは、多孔性であることにより気体又は液体がブロックを通過して電池パックを冷却する低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む。ブロックの少なくとも一部分は、繊維が予備添加されたセラミックスラリ複合物（プリプレグ）を含むセラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆われる。ブロックを炉で焼くことによりＣＭＣ材料が硬化される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パック装置（３１０）であって、
複数の電池セル（１１０）と、
内部に複数の凹部（２２０）が形成されたブロック（２１０）であって、前記凹部（２２０）の各々が、前記電池セル（１１０）のうちの１つを前記ブロック（２１０）内に収納する、ブロック（２１０）とを備え、
前記ブロック（２１０）が、多孔性であることにより気体（４４０）又は液体が前記ブロック（２１０）を通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、
装置。
【請求項２】
前記電池セル（１１０）のうちの少なくとも１つが、リチウムイオン電池セル、ニッケルカドミウム電池セル、ニッケル亜鉛電池セル、又はニッケル金属水素化物電池セルのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記リチウムイオン電池セルが、コバルト酸リチウム電池セル、リチウムマンガン酸化物電池セル、リン酸鉄リチウム電池セル、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物電池セル、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物電池セル、チタン酸リチウム電池セル、又はリチウム‐硫黄電池セルである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記低密度のセラミック繊維強化型発泡体が、低密度の酸化物セラミック繊維強化型発泡体である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記低密度のセラミック繊維強化型発泡体がアルミナ‐ホウケイ酸塩を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ブロック（２１０）の表面の少なくとも一部分が局所的に固化される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ブロック（２１０）の表面の少なくとも一部分が、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆われる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料が、繊維が予備添加されたセラミックスラリ複合物（プリプレグ）を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記セラミックマトリクス複合物材料（ＣＭＣ）は、炉内で前記ブロック（２１０）を焼くことにより硬化される、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記ブロック（２１０）の前記凹部（２２０）のうちの少なくとも１つの凹部の内部表面が、前記セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料でコーティングされる、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記ブロック（２１０）が、前記ブロック（２１０）の内部において前記気体（４４０）又は前記液体をジグザグに通すよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ブロック（２１０）内に少なくとも１つの冷却穴（７１０、７４０）が機械加工されるか又は形成され、これにより、気体（４４０）又は液体が、前記少なくとも１つの冷却穴（７１０、７４０）を経て前記ブロック（２１０）を通過しうる、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
電池パック（３１０）を冷却するための方法であって、
前記電池パック（３１０）内の複数の電池セル（１１０）を冷却するために、ポンプ（４１０）によって、前記電池パック（３１０）のブロック（２１０）を通るように気体（４４０）又は液体を送り込むことを含み、
複数の凹部（２２０）が前記ブロック（２１０）内に形成され、前記凹部（２２０）の各々が、それぞれ前記電池セル（１１０）のうちの１つを前記ブロック（２１０）内に収納し、前記ブロック（２１０）が、多孔性であることにより前記気体（４４０）又は前記液体が前記ブロック（２１０）を通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、
方法。
【請求項１４】
電池パック（３１０）を製造する方法であって、
複数の電池セル（１１０）を受容するよう構成された複数の凹部（２２０）を備える、ブロック（２１０）を形成することであって、前記ブロック（２２０）が、多孔性であることにより気体（４４０）又は液体が前記ブロック（２２０）を通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、ブロック（２１０）を形成することと、
前記ブロック（２２０）の表面の少なくとも一部分をセラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆うことと、
前記ＣＭＣ材料を硬化させるために前記ブロック（２２０）を炉内で焼くことと、
前記ブロック（２１０）内の前記凹部（２２０）の各々の中に、前記電池セル（１１０）のうちの１つを配置することとを含む、
方法。
【請求項１５】
気体（４４０）又は液体が前記ブロック（２１０）を通過することを可能にするために、前記ブロック（２１０）内に少なくとも１つの冷却穴（７１０、７４０）を機械加工するか又は形成することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電池に関する。詳細には、本開示は、電池の多機能型のパッケージング及び絶縁に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のリチウムイオン電池セルは、熱暴走を起こしやすい。このことは、火災という形態の、考慮すべき安全問題をもたらす。同様に、１つの電池セルの発熱（すなわち熱暴走を起こすこと）は、隣接する電池セルにおける温度の上昇を引き起こし、ひいては、電池セルのアレイ全体での、発熱する電池セルのカスケード効果を引き起こしうる。加えて、電池セルは、最高性能を確保し、老朽化前の電池セル障害を防止するために、そのライフサイクル全体を通じて一定の温度に保たれることが好ましい。
【０００３】
現在のソリューションは、絶縁が行われないことと、高密度ポリウレタン（ＨＤＰＥ）又は他の類似したプラスチック材料のブロック内に電池セルアレイが収容されることの、いずれかを含む。このソリューションは、個々の電池セルの暴走のカスケード効果の防止を試みるものであるが、それはあまりにも重く、かつＨＤＰＥの遮断性のせいで適切な冷却が可能にならない。つまり、この電池セルは、非孔性のポリエチレン熱可塑性物質の固形繭状体であって、熱を放散させるよりはむしろ内包するよう作用する、固形繭状体の中に包まれている。
【０００４】
前記を踏まえるに、電池セルのパッケージング及び絶縁の改良型設計が必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、電池の多機能型のパッケージング及び絶縁のための方法、システム、及び装置に関する。一又は複数の実施形態では、電池パックは複数の電池セルを備える。電池パックは、内部に複数の凹部が形成されたブロックを更に備え、凹部の各々がそれぞれ電池セルのうちの１つをブロック内に収納する。一又は複数の実施形態では、ブロックは、多孔性であることにより気体又は液体がブロックを通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む。
【０００６】
一又は複数の実施形態では、電池セルのうちの少なくとも１つは、リチウムイオン電池セル、ニッケルカドミウム電池セル、ニッケル亜鉛電池セル、及び／又はニッケル金属水素化物電池セルである。一部の実施形態では、リチウムイオン電池セルは、コバルト酸リチウム電池セル、リチウムマンガン酸化物電池セル、リン酸鉄リチウム電池セル、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物電池セル、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物電池セル、チタン酸リチウム電池セル、又はリチウム‐硫黄電池セルである。
【０００７】
少なくとも１つの実施形態では、低密度のセラミック繊維強化型発泡体は、低密度の酸化物セラミック繊維強化型発泡体である。一部の実施形態では、低密度のセラミック繊維強化型発泡体はアルミナ‐ホウケイ酸塩を含む。
【０００８】
一又は複数の実施形態では、ブロックの表面の少なくとも一部分が局所的に固化される。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態では、ブロックの表面の少なくとも一部分は、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆われる。一又は複数の実施形態では、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料は、繊維が予備添加されたセラミックスラリ複合物（プリプレグ）を含む。一部の実施形態では、セラミックマトリクス複合物材料（ＣＭＣ）は、炉内でブロックを焼くことにより硬化される。
【００１０】
一又は複数の実施形態では、ブロックの凹部のうちの少なくとも１つの凹部の内部表面は、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料でコーティングされる。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態では、ブロックは、ブロックの内部において気体又は液体をジグザグに通すよう構成される。一部の実施形態では、ブロック内に少なくとも１つの冷却穴が機械加工されるか又は形成され、これにより、気体又は液体が、この少なくとも１つの冷却穴を経てブロックを通過しうる。
【００１２】
一又は複数の実施形態では、電池パックを冷却するためのシステムは、複数の電池セルを備える電池パックと、内部に複数の凹部が形成されたブロックとを備え、凹部の各々がそれぞれ電池セルのうちの１つをブロック内に収納する。一又は複数の実施形態では、ブロックは、多孔性であることにより気体又は液体がブロックを通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む。このシステムは、ブロックを通るように気体又は液体を送り込んで（ｐｕｍｐ）、ブロック内の電池セルを冷却するための、ポンプを更に備える。
【００１３】
少なくとも１つの実施形態では、ポンプは、ブロックの正面又は端面に気体又は液体を送り込むよう構成される。一又は複数の実施形態では、ポンプは、ブロック内に機械加工されるか又は形成される少なくとも１つの冷却穴の中に、気体又は液体を送り込むよう構成される。一部の実施形態では、ブロックは、ブロックの内部において気体又は液体をジグザグに通すことを可能にするよう構成される。
【００１４】
一又は複数の実施形態では、電池パックを冷却するための方法は、電池パック内の複数の電池セルを冷却するために、ポンプによって、電池パックのブロックを通るように気体又は液体を送り込むことを含む。少なくとも１つの実施形態では、複数の凹部がブロック内に形成され、凹部の各々がそれぞれ電池セルのうちの１つをブロック内に収納する。一部の実施形態では、ブロックは、多孔性であることにより気体又は液体がブロックを通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態では、電池パックを製造する方法は、複数の電池セルを受容するよう構成された複数の凹部を備えるブロックを形成することであって、このブロックが、多孔性であることにより気体又は液体がブロックを通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、ブロックを形成することを含む。この方法は、ブロックの表面の少なくとも一部分をセラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆うことを、更に含む。方法は、ＣＭＣ材料を硬化させるためにブロックを炉内で焼くことも含む。方法は更に、ブロック内の凹部の各々の中に、電池セルのうちの１つを配置することを含む。
【００１６】
一又は複数の実施形態では、方法は、気体又は液体がブロックを通過することを可能にするために、ブロック内に少なくとも１つの冷却穴を機械加工するか又は形成することを更に含む。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態では、方法は、ブロックが、ブロックの内部において気体又は液体をジグザグに通すよう構成されるように、ブロックを形成することを更に含む。
【００１８】
これらの特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態において単独で実現されることも、更に別の実施形態において組み合わされることも、可能である。
【００１９】
本開示の上述の特徴、態様、及び利点、並びにそれ以外の特徴、態様、及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」、付随する特許請求の範囲、及び添付図面によって、より深く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックに用いられる複数の電池セルを示す図である。
【図２】本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックに用いられるブロックを示す図である。
【図３】本開示の少なくとも１つの実施形態による、全体が構築された本開示の電池パックを示す図である。
【図４】本開示の少なくとも１つの実施形態による、ポンプによって本開示の電池パックのブロックの端面に送り込まれる気体を示す図である。
【図５】本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックのブロックの別の端面に送り込まれる気体を示す図である。
【図６】本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックのブロックの正面に送り込まれる気体を示す図である。
【図７】本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックのブロックの冷却穴内に送り込まれる気体を示す図である。
【図８】本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックを製造する方法を示すフロー図である。
【図９】本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックを製造する別の方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本書で開示されている方法及び装置は、電池の多機能型のパッケージング及び絶縁のための動作システムを提供する。一又は複数の実施形態では、本開示のシステムは教示している。
【００２２】
既に上述したように、現在のリチウムイオン電池セルは熱暴走を起こしやすい。このことは、高温及び火災という形態の、考慮すべき安全問題をもたらす。同様に、１つの電池セルが熱暴走（電池セル内の短絡によって引き起こされうる）を起こすと、熱暴走により発生した熱及び炎が、隣接する電池セルにおける温度の上昇を引き起こしうる。隣接する電池セルにおけるこの温度上昇は、電池セルのアレイ全体での、熱暴走のカスケード効果を引き起こしうる。加えて、電池セルは、電池セルの最高性能を確保し、老朽化前の電池セル障害を防止するために、そのライフサイクル全体を通じて一定の温度に維持されることが好ましい。
【００２３】
現在のソリューションは、絶縁が行われないことと、高密度ポリウレタン（ＨＤＰＥ）又は他の類似したプラスチック材料のブロック内に電池セルアレイが収容されることの、いずれかを含む。このソリューションは、個々の電池セルの暴走のカスケード効果の防止を試みるものであるが、それはあまりにも重く、かつＨＤＰＥの遮断性のせいで適切な冷却が可能にならない。つまり、この電池セルは、非孔性のポリエチレン熱可塑性物質の固形保護膜であって、熱を放散させるよりはむしろ内包するよう作用する（すなわち、熱を絶縁するよう作用する）、固形保護膜の中に包まれている。ＨＤＰＥ（又は他の類似したプラスチック材料）のブロックは、熱暴走中に発生する温度（華氏１，１００度に到達しうる）に耐えることができない。
【００２４】
本開示は、低密度のセラミック繊維強化型発泡体（例えば、アルミナ‐ホウケイ酸塩などを含む低密度の酸化物セラミック繊維強化型発泡体）のブロック内にパッケージングされた電池セルアレイを備える、電池パック設計を教示している。低密度のセラミック繊維強化型発泡体は、およそ８〜３０ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）という密度範囲を有し、およそ９５容量％〜９８容量％の空気を含む。ブロックは、ベアミネラルであっても、局所的に表面固化されても、更にはセラミックスラリ複合プリプレグ（例えば、繊維が予備添加されたセラミックスラリ）に選択的に覆われていてもよく、その後炉で焼かれうる。一又は複数の実施形態では、より一定の電池セル動作温度範囲を維持するのに役立つよう、冷却用の気体（例えば空気）又は液体（例えば水若しくは冷却剤）が、本開示の電池セルの多孔性の多孔性ブロック内に（例えば、ブロックの連続気泡発泡体を通じて）送り込まれ（かつ／又はかかるブロックを通過させられ）うる。
【００２５】
低密度のセラミック繊維強化型発泡体のブロック内に電池セルアレイを収容する、本開示の電池パック設計により、いくつかの利点がもたらされる。第１に、この設計は電池セルの絶縁を可能にし、これにより、単独の電池セルが熱暴走を起こした場合にも、炎は電池セル内に包含され、この電池セルによって発生した熱は、隣接する電池セルのいずれをも加熱しない。第２に、この設計のブロックが多孔性であることで、強制的な空気交換がブロックで行われることにより、電池セルを冷却することが可能になる。第３に、本開示の電池パック設計の重量（例えばおよそ８〜２０ポンド／立方フィート）は、ＨＤＰＥを用いる従来型の電池パック設計（例えばおよそ５０ポンド／立方フィート）よりも、ずっと軽くなる。第４に、本開示の電池パック設計は、ＨＤＰＥを用いる従来型の電池パック設計よりも、ずっと高い温度に耐える（例えば、華氏２０００度を上回る温度に耐える）ことが可能である。かかる従来型の電池パック設計は、暴走中に発生する典型的な温度（華氏１，１００度に到達しうる）に耐えることができない。
【００２６】
このシステムについてのより網羅的な説明を提供するために、下記の説明の中に多数の詳細事項が明記される。しかし、本開示のシステムは、かかる特定の詳細事項がなくとも実践されうることが、当業者には自明となろう。他の事例においては、システムを不必要に分かりにくくしないように、周知の特徴については詳しく説明していない。
【００２７】
本書では、本開示の実施形態が、機能的及び／又は論理的な構成要素並びに様々な処理ステップの観点で、説明されていることがある。かかる構成要素は、特定の機能を実施するよう構成された任意の数のハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素及び／又はファームウェア構成要素によって実現されうることが、認識されるはずである。例えば、本開示の一実施形態では、様々な集積回路構成要素（例えばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論理素子、ルックアップテーブルなど）が用いられてよく、かかる構成要素は、一又は複数のプロセッサ、マイクロプロセッサ、又はその他の制御デバイスの制御のもとで、多種多様な機能を実行しうる。加えて、当業者は、その他の構成要素が併用されて本開示の実施形態が実践されうること、及び本書に記載のシステムは本開示の例示的な実施形態に過ぎないことを理解しよう。
【００２８】
本書では、簡潔にするために、電池パックに関する従来型の技法及び構成要素、並びにシステム（及び、このシステムの個々の動作構成要素）のその他の機能的態様について、詳細に説明されないことがある。更に、本書に包含される様々な図に示している接続線は、様々な要素同士の間の例示的な機能関連性及び／又は物理的連結を表わすことを意図している。多くの代替的又は追加的な機能関連性又は物理的接続が、本開示の一又は複数の実施形態において提示されうることが、分かるはずである。
【００２９】
図１は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パック３１０（図３参照）に用いられる複数の電池セル１１０を示す図である。この図では、図示されている電池セル１１０の形状は円筒形である。しかし、他の実施形態では、電池セル１１０は、図１に示している円筒形状とは異なる様々な形状のものでありうることが、分かるはずである。
【００３０】
リチウムイオン電池セル、ニッケルカドミウム電池セル、ニッケル亜鉛電池セル、及び／又はニッケル金属水素化物電池セルを含むがこれらに限定されるわけではない、様々な異なる種類の電池セルが、本開示の電池パック３１０の電池セル１１０に用いられうる。リチウムイオン電池セルが電池セル１１０に用いられる場合、コバルト酸リチウム電池セル、リチウムマンガン酸化物電池セル、リン酸鉄リチウム電池セル、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物電池セル、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物電池セル、チタン酸リチウム電池セル、又はリチウム‐硫黄電池セルを含むがこれらに限定されるわけではない、様々な異なるリチウムイオン電池セルが、本開示の電池パック３１０の電池セル１１０に用いられうる。
【００３１】
図２は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パック３１０（図３参照）に用いられるブロック２１０を示す図である。この図では、図示されているブロック２１０は、複数の電池セル１１０を受容するよう構成された複数の凹部２２０を備えて形成されている。本開示の電池パック３１０では、ブロック２１０の各凹部２２０内に、１つの電池セル１１０が配置される（例えば挿入される）。そのため、凹部２２０は、形状及びサイズが電池セル１１０を補完するよう形成される。
【００３２】
ブロック２１０は、低密度のセラミック繊維強化型発泡体（低密度の酸化物セラミック繊維強化型発泡体など）から製造される。一又は複数の実施形態では、低密度のセラミック繊維強化型発泡体はアルミナ‐ホウケイ酸塩を含む。少なくとも１つの実施形態では、低密度のセラミック繊維強化型発泡体は、Ｂｏｅｉｎｇ  Ｒｉｇｉｄ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ（ＢＲＩ）材料である。発泡体が多孔性（例えば連続気泡発泡体）であることにより、気体（例えば空気）又は液体（例えば水若しくは冷却剤）が、ブロック２１０を通過して電池セル１１０を冷却しうる。
【００３３】
一又は複数の実施形態では、ブロック２１０は、気体又は液体が、ブロック２１０の内部を（又はマニホールドの中を）既定の様態で（例えばジグザグに／図７参照）通る（例えば流れる）ことを可能にするよう、形成されることもある。一部の実施形態では、液体又は気体が冷却穴を経てブロック２１０を通過しうるように、ブロック２１０は、ブロック２１０の１つの面（例えば、図４の端面４２０ａ〜ｄ又は正面４３０ａ、ｂ参照）に、少なくとも１つの冷却穴（例えば、図７のブロック７３０の冷却穴７１０、７４０参照）又はスロットを備えるよう、形成されうる。また、少なくとも１つの冷却穴（又はスロット）は、液体又は気体がこの冷却穴を経てブロック２１０を通過しうることを可能にするよう、ブロック２１０の１つの面に（形成されるのではなく）機械加工されうる。
【００３４】
一又は複数の実施形態では、ブロック２１０の表面の少なくとも一部分（少なくとも１つの凹部２２０の内部の表面を含みうる）は、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料（例えば、３Ｍ  Ｎｅｘｔｅｌ  ３１２セラミック繊維を伴うセラミックスラリ混合物といった、繊維が予備添加されたセラミックスラリ複合物（プリプレグ））で覆われる。そのため、ブロック２１０は、気体又は液体の流れを制御するよう、いくつかの異なる様態でＣＭＣ材料によって覆われうる。例えば、ブロック２１０の１つの面の表面だけがＣＭＣ材料で覆われることも、ブロック２１０の凹部２２０の内部の表面だけがＣＭＣ材料で覆われることも、ブロック２１０のいくつかの凹部２２０の内部の表面だけがＣＭＣ材料で覆われることも、ブロックの１つの面の表面とブロック２１０の凹部２２０の内部の表面だけがＣＭＣ材料で覆われることも、ブロックの２つの面の表面とブロック２１０のいくつかの凹部２２０の内部の表面だけがＣＭＣ材料で覆われることもあるが、これらの例によって限定されるわけではない。ＣＭＣ材料がブロック２１０に付着した後にブロック２１０を炉内で焼くことによって、ＣＭＣ材料は硬化される。
【００３５】
一又は複数の実施形態では、熱交換及び／又は冷却の機能を強化するために、少なくとも１つの冷却穴（及び／又はスロット）が、ブロック２１０の凹部２２０のうちの少なくとも１つの凹部内に、機械加工されることがある。冷却穴（複数可）（及び／又はスロット（複数可））は、内部表面がＣＭＣ材料で覆われており、そのＣＭＣ材料が既に硬化されている凹部２２０内に機械加工されることも、かつ／又は内部表面がＣＭＣ材料で覆われていない凹部２２０内に機械加工されることもあると、分かるはずである。
【００３６】
次いで、ブロックの凹部２２０内に電池セル１１０が配置される。
【００３７】
他の実施形態では、ブロック２１０の表面の少なくとも一部分（少なくとも１つの凹部２２０の内部の表面を含みうる）が局所的に固化される。かかる実施形態では、ブロック２１０の表面の少なくとも一部分が局所的に固化された後に、電池セル１１０がブロックの凹部２２０内に配置される。
【００３８】
図３は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、全体が構築された本開示の電池パック３１０を示す図である。この図では、ブロック２１０の凹部２２０の各々が、電池セルのうちの１つ１１０をブロック２１０内に収納している。この図に示しているように、電池セル１１０の各々の上側は、ブロック２１０の第１の正面４３０ａの表面と同一面になり、電池セル１１０の各々は、各電池セル１１０とそれに対応する凹部２２０との間に間隙がなくなるように、対応する凹部２２０内に嵌め込まれる。
【００３９】
図４は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、ポンプ４１０によって本開示の電池パック３１０のブロック２１０の端面（例えば第１端面）４２０ａに送り込まれる気体４４０を示す図である。この図では、図示されているポンプ（例えば送風機）４１０は、ブロック２１０内に収納された電池セル１１０を冷却するために、気体（例えば空気）をブロック２１０内に送り込んでいる。ポンプ４１０は図４では送風機として図示されているが、他の様々な実施形態では、液体用ポンプ（例えば水ポンプ）を含むがこれに限定されるわけではない、他の様々な異なる種類のポンプが、本開示のシステムのポンプ４１０に用いられうることが、分かるはずである。加えて、他の実施形態では、ポンプ４１０は、図４に示している気体４４０ではなく液体（例えば水又は冷却剤）を、ブロック２１０内に送り込むことがある。
【００４０】
図４では、図示されているポンプ４１０は、気体４４０をブロック２１０の第１端面４２０ａに送り込んでいる。送り込まれた気体４４０は、ブロック２１０の多孔性材料の中を進み、電池セル１１０のそばを通って電池セル１１０を冷却し、ブロック２１０の第２端面４２０ｂから出る。他の実施形態では、ポンプ４１０は、図４に示しているブロック２１０の第１端面４２０ａとは異なるブロック２１０の様々な面に気体４４０（又は液体）を送り込みうることが、分かるはずである。ブロック２１０の他の様々な異なる面であって、気体４４０がそこに送り込まれうる面は、第２端面４２０ｂ、上部端面４２０ｃ、底部端面４２０ｄ（図５参照）、第１正面４３０ａ（図７参照）、及び第２正面４３０ｂである。
【００４１】
図５は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パック３１０のブロック２１０の別の端面（例えば底部端面）４２０ｄに送り込まれる気体４４０を示す図である。図５は（図６及び図７も）、気体４４０をブロック２１０内に送り込むポンプ４１０（図４参照）を具体的に示していないが、気体４４０を送り込むためにポンプ４１０が使用されると理解されることが、分かるはずである。図５では、気体４４０は、ブロック２１０の底部端面４２０ａに送り込まれている。送り込まれた気体４４０は、ブロック２１０の多孔性材料の中を進み、電池セル１１０のそばを通って電池セル１１０を冷却し、ブロック２１０の上部端面４２０ｃから出る。
【００４２】
図６は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パック３１０のブロック２１０の正面（例えば第１正面４３０ａ）に送り込まれる気体４４０を示す図である。図６では、気体４４０は、ブロック２１０の第１正面４３０ａに送り込まれている。送り込まれた気体４４０は、ブロック２１０の多孔性材料の中を進み、電池セル１１０のそばを通って電池セル１１０を冷却し、ブロック２１０の第２正面４３０ｂから出る。
【００４３】
図７は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パック７２０のブロック７３０の冷却穴７１０内に送り込まれる気体４４０を示す図である。この図の電池パック７２０のブロック７３０は、気体４４０（又は液体）が、ブロック７３０の内部を（又はマニホールドの中を）既定されたようにジグザグに通る（例えば流れる）ことを可能にするよう、形成されている。詳細には、ブロック７３０の内部において気体（又は液体）がジグザグに流されるように、多孔性ブロック内に固形バリア７５０が形成される。
【００４４】
図７に示しているように、ブロック７３０の第１端面４２０ａと第２端面４２０ｂに、冷却穴７１０、７４０が形成される（あるいは機械加工される）。気体４４０は、冷却穴７１０を経て、ブロック７３０内に送り込まれる。気体４４０は次いで、ブロック７３０の内部をジグザグに通って流れて、電池セル１１０を冷却し、冷却穴７４０を経てブロック７３０を出る。
【００４５】
図７の冷却穴７１０、７４０は、円形の冷却穴として示されていることが分かるはずである。しかし、他の実施形態では、円形とは異なる様々な形状が、ブロック７３０に形成される（又は機械加工される）冷却穴７１０、７４０に用いられうる。形成されうる冷却穴７１０、７４０のその他の形状は、長方形の冷却穴（例えばスロット）、正方形の冷却穴、及び三角形の冷却穴を含むが、これらに限定されるわけではない。
【００４６】
図８は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックを製造する方法８００を示すフロー図である。方法８００の開始８１０において、複数の電池セルを受容するよう構成された複数の凹部を備えるブロックが、形成される８２０。ブロックは、その形成時に、オプションで、気体又は液体が、ブロックの内部を既定の様態で（例えばジグザグに）通る（例えば流れる）ことを可能にするよう形成される。また、液体又は気体がブロックの内部を通り過ぎる（例えば通って流れる）ことを可能にするために、オプションで、少なくとも１つの冷却穴がブロックの１つの面に機械加工される８３０。
【００４７】
次いで、ブロックの表面の少なくとも一部分が、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆われる８４０。ブロックは次いで、ＣＭＣ材料を硬化させるために炉内で焼かれる８５０。次いで、ブロック内に形成された凹部の各々の中に、電池セルが配置される（例えば挿入される）８６０。方法８００は次いで終了する８７０。
【００４８】
図９は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、本開示の電池パックを製造する別の方法９００を示すフロー図である。方法９００の開始９１０において、複数の電池セルを受容するよう構成された複数の凹部を備えるブロックが、形成される９２０。ブロックは、その形成時に、オプションで、気体又は液体が、ブロックの内部を既定の様態で（例えばジグザグに）通る（例えば流れる）ことを可能にするよう形成される。また、液体又は気体がブロックの内部を通り過ぎる（例えば通って流れる）ことを可能にするために、オプションで、少なくとも１つの冷却穴がブロックの１つの面に機械加工される９３０。
【００４９】
次いで、ブロックの表面の少なくとも一部分が局所的に固化される９４０。次いで、ブロック内に形成された凹部の各々の中に、電池セルが配置される（例えば挿入される）９５０。方法９００は次いで終了する９６０。
【００５０】
特定の実施形態について図示し、説明してきたが、上記の記載はこれらの実施形態の範囲を限定することを意図するものではないことが、理解されるはずである。本書では、本発明の多くの態様の実施形態及び変形例について開示し、説明しているが、かかる開示は、解説及び例示のみを目的として提供されている。ゆえに、特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び改変が行われうる。
【００５１】
上述の方法が、ある種のイベントがある種の順序で発生することを示している場合、この開示から利益を得る当業者は、この順序は改変されてよく、かかる改変は、本開示の変形例に従うものであることを認識しよう。加えて、方法は部分的に、可能であれば、並行プロセスにおいて同時に実施されうるというだけでなく、連続的に実施されてもよい。加えて、方法では、より多い又は少ない数のステップが実施されることもある。
【００５２】
したがって、実施形態は、特許請求の範囲内に含まれうる代替例、改変例、及び等価物を例示することを意図するものである。
【００５３】
更に、本開示は以下の条項による実施形態を含む。
【００５４】
条項１．電池パック装置（３１０）であって、複数の電池セル（１１０）と、
内部に複数の凹部（２２０）が形成されたブロック（２１０）であって、凹部（２２０）の各々が、それぞれ上記の電池セル（１１０）のうちの１つをブロック（２１０）内に収納する、ブロック（２１０）とを備え、
ブロック（２１０）が、多孔性であることにより気体（４４０）又は液体がブロック（２１０）を通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、
装置。
【００５５】
条項２．電池セル（１１０）のうちの少なくとも１つが、リチウムイオン電池セル、ニッケルカドミウム電池セル、ニッケル亜鉛電池セル、又はニッケル金属水素化物電池セルのうちの少なくとも１つである、条項１に記載の装置。
【００５６】
条項３．リチウムイオン電池セルが、コバルト酸リチウム電池セル、リチウムマンガン酸化物電池セル、リン酸鉄リチウム電池セル、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物電池セル、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物電池セル、チタン酸リチウム電池セル、又はリチウム‐硫黄電池セルである、条項２に記載の装置。
【００５７】
条項４．低密度のセラミック繊維強化型発泡体が、低密度の酸化物セラミック繊維強化型発泡体である、条項１に記載の装置。
【００５８】
条項５．低密度のセラミック繊維強化型発泡体がアルミナ‐ホウケイ酸塩を含む、条項１に記載の装置。
【００５９】
条項６．ブロック（２１０）の表面の少なくとも一部分が局所的に固化される、条項１に記載の装置。
【００６０】
条項７．ブロック（２１０）の表面の少なくとも一部分が、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆われる、条項１に記載の装置。
【００６１】
条項８．セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料が、繊維が予備添加されたセラミックスラリ複合物（プリプレグ）を含む、条項７に記載の装置。
【００６２】
条項９．セラミックマトリクス複合物材料（ＣＭＣ）は、炉内でブロック（２１０）を焼くことにより硬化される、条項７に記載の装置。
【００６３】
条項１０．ブロック（２１０）の凹部（２２０）のうちの少なくとも１つの凹部の内部表面が、セラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料でコーティングされる、条項７に記載の装置。
【００６４】
条項１１．ブロック（２１０）が、ブロック（２１０）の内部において気体（４４０）又は液体をジグザグに通すよう構成されている、条項１に記載の装置。
【００６５】
条項１２．ブロック（２１０）内に少なくとも１つの冷却穴（７１０、７４０）が機械加工されるか又は形成され、これにより、気体（４４０）又は液体が、この少なくとも１つの冷却穴（７１０、７４０）を経てブロック（２１０）を通過しうる、条項１に記載の装置。
【００６６】
条項１３．電池パック（３１０）を冷却するためのシステムであって、
電池パック（３１０）を備え、電池パック（３１０）が、複数の電池セル（１１０）と、内部に複数の凹部（２２０）が形成されたブロック（２１０）であって、凹部（２２０）の各々が、それぞれ上記の電池セル（１１０）のうちの１つをブロック（２１０）内に収納し、前記ブロック（２１０）が、多孔性であることにより気体（４４０）又は液体が前記ブロック（２１０）を通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、ブロック（２１０）と、ブロック（２１０）を通るように気体（４４０）又は液体を送り込んで、ブロック（２１０）内の電池セル（１１０）を冷却するための、ポンプ（４１０）とを備える、
システム。
【００６７】
条項１４．ポンプ（４１０）が、ブロックの正面（４３０ａ、４３０ｂ）に又は端面（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ）に気体（４４０）又は液体を送り込むよう構成されている、条項１３に記載のシステム。
【００６８】
条項１５．ポンプ（４１０）が、ブロック（２１０）内に機械加工されるか又は形成される少なくとも１つの冷却穴（７１０、７４０）内に、気体（４４０）又は液体を送り込むよう構成されている、条項１３に記載のシステム。
【００６９】
条項１６．ブロック（２１０）が、ブロック（２１０）の内部において気体（４４０）又は液体をジグザグに通すことを可能にするよう構成されている、条項１３に記載のシステム。
【００７０】
条項１７．電池パック（３１０）を冷却するための方法であって、
電池パック（３１０）内の複数の電池セル（１１０）を冷却するために、ポンプ（４１０）によって、電池パック（３１０）のブロック（２１０）を通るように気体（４４０）又は液体を送り込むことを含み、
ブロック（２１０）の内部に複数の凹部（２２０）が形成され、凹部（２２０）の各々がそれぞれ上記の電池セル（１１０）のうちの１つをブロック（２１０）内に収納し、ブロック（２１０）が、多孔性であることにより気体（４４０）又は液体がブロック（２１０）を通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、
方法。
【００７１】
条項１８．電池パック（３１０）を製造する方法であって、
複数の電池セル（１１０）を受容するよう構成された複数の凹部（２２０）を備える、ブロック（２１０）を形成することであって、ブロック（２２０）が、多孔性であることにより気体（４４０）又は液体がブロック（２２０）を通過しうる低密度のセラミック繊維強化型発泡体を含む、ブロック（２１０）を形成することと、
ブロック（２２０）の表面の少なくとも一部分をセラミックマトリクス複合物（ＣＭＣ）材料で覆うことと、
ＣＭＣ材料を硬化させるためにブロック（２２０）を炉内で焼くことと、
ブロック（２１０）．内の凹部（２２０）の各々の中に、上記の電池セル（１１０）のうちの１つを配置することとを含む、
方法。
【００７２】
条項１９．気体（４４０）又は液体がブロック（２１０）を通過することを可能にするために、ブロック（２１０）内に少なくとも１つの冷却穴（７１０、７４０）を機械加工するか又は形成することを更に含む、条項１８に記載の方法。
【００７３】
条項２０．ブロック（２１０）が、ブロック（２１０）の内部において気体（４４０）又は液体をジグザグに通すよう構成されるように、ブロック（２１０）を形成することを更に含む、条項１８に記載の方法。
【００７４】
本書では、特定の例示的な実施形態及び方法を開示してきたが、前述の開示から、当業者には、この開示の本質及び範囲から逸脱することなく、かかる実施形態及び方法の変形及び改変がなされうることが自明となりうる。他の多くの例が存在しており、各例はその詳細事項においてのみそれ以外の例と相違している。したがって、この開示は、付随する特許請求の範囲並びに適用法の規則及び原理によって必要とされる程度に限り、制限されることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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