(57)【要約】【課題】温度制御装置を有する電池アセンブリを提供する。【解決手段】本発明の電池モジュールは、自動車および非自動車応用分野で使用される重畳電池セルパッケージング構成および垂直積層電池セルパッケージング構成を含むがこれらに限定されない種々の構成での利用に適応されうる。電池モジュールは、複数の電池ヒートシンクアセンブリを有し、セルは電池ヒートシンクアセンブリの間に配列される。ヒートシンクアセンブリおよび互いに電池モジュールを形成するセルを固定するため、複数のロッドは各ヒートシンクアセンブリを貫通する。【選択図】図１
2011503800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの組電池と、
前記少なくとも１つの組電池の複数の角柱状セルと、
２つの前記角柱状セルの間を延伸し、前記角柱状セルの１つが前記装置の１つと機械的に係合し前記他方の角柱状セルが前記他方の装置と機械的に係合する１対の機械装置を提供し、それにより前記角柱状セルをセル保持要素に固定し、前記少なくとも１つのセル保持要素を通じて前記角柱状セルの温度を操作するために前記少なくとも１つのセル保持要素と前記角柱状セルとの間に接触を形成する前記少なくとも１つのセル保持要素と
を含む電池アセンブリ。
【請求項２】
前記機械装置の１つは熱伝導材料の少なくとも１つから形成された平板により更に画定される請求項１に記載の電池アセンブリ。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセル保持要素は１対の第１フレーム間に挟持された前記平板を有する前記１対の第１フレームにより更に画定される請求項２に記載の電池アセンブリ。
【請求項４】
各前記第１フレームは、周辺端部と、各前記第１フレームから延伸する複数の雄コネクタと、各前記第１フレームにおいて画定された複数の雌コネクタとを含む請求項３に記載の電池アセンブリ。
【請求項５】
各前記第１フレームは、他の前記第１フレームに画定された前記雌コネクタの１つを機械的に係合させるために前記第１フレームから延伸する少なくとも１本のピンを含み、それにより前記第１フレーム間に前記平板を挟持する請求項４に記載の電池アセンブリ。
【請求項６】
前記第１フレームは高分子材料と非高分子材料との少なくとも１つから作られる請求項５に記載の電池アセンブリ。
【請求項７】
各前記角柱状セルは周辺リップ部分に延伸する隆起部分と、負極端子と正極端子とを含む請求項６に記載の電池アセンブリ。
【請求項８】
各前記第１フレームは、前記正極端子および前記負極端子の少なくとも１つを係合するために各前記第１フレームの前記周辺端部から延伸する１対のスタッドを含む請求項７に記載の電池アセンブリ。
【請求項９】
前記機械装置の他方は１対の第２フレームによって更に画定される請求項８に記載の電池アセンブリ。
【請求項１０】
各前記第２フレームは、周辺端部と各前記第２フレームで画定された複数の雌コネクタを含む請求項９に記載の電池アセンブリ。
【請求項１１】
各前記第２フレームは、前記平板が各前記角柱状セルの隆起部分を係合する２つの前記角柱状セルを保持するために前記第１フレームで各々機械的に係合される請求項１０に記載の電池アセンブリ。
【請求項１２】
各前記第２フレームは、高分子材料および非高分子材料の少なくとも１つから作られる請求項１１に記載の電池アセンブリ。
【請求項１３】
充電および放電状態の間前記角柱状セルの伸縮を許容し、そこで効率的な熱伝導のために前記平板との密な接触の維持を前記角柱状セルに引き起こすために各前記セル保持要素の間に挟持された装置を含む請求項１２に記載の電池アセンブリ。
【請求項１４】
前記装置は、各前記角柱状セルの前記隆起部分を実質的にカバーする拡張可能な材料層により更に画定される請求項１３に記載の電池アセンブリ。
【請求項１５】
前記層は、前記角柱状セルの前記周辺リップ部分と前記第２フレームの１つとの間に等しく配列される請求項１４に記載の電池アセンブリ。
【請求項１６】
複数の角柱状セルを互いに接続することにより少なくとも１つの組電池を形成するステップと、
２つの前記角柱状セルの間に少なくとも１つのセル保持要素を配置するステップと、
前記角柱状セルの１つと装置の１つとが機械的に係合し前記他方の角柱状セルと他方の装置とが機械的に係合した状態で前記１対の機械装置を前記セル保持要素に接続するステップと、
少なくとも１つのセル保持要素を通じて前記角柱状セルの温度を操作するために少なくとも１つのセル保持要素と前記角柱状セルとの間に接触を形成するための前記装置により前記セル保持要素に前記角柱状セルを固定するステップと
を含む電池アセンブリの形成方法。
【請求項１７】
１対の機械装置を接続する前記ステップは、平板が前記第１フレームの対の間に挟持される前記セル保持要素の平板に前記第１フレームの対を接続することにより更に画定される請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
各第１フレームから延伸する複数の雄コネクタを形成し、各第１フレームで画定された複数の雌コネクタを形成し、前記第１フレームの間に挟持された平板と前記フレームとが互いに機械的に係合するため各第１フレームから少なくとも１本のピンが延伸するステップを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
高分子材料と非高分子材料の少なくとも１つから前記第１フレームを形成するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各第２フレームで画定された複数の雌コネクタを有する１対の第２フレームを形成するステップを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
２つの前記角柱状セルに前記平板を保持するために第２フレームを第１フレームに機械的にそれぞれ係合するステップを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つの角柱状セルが組電池の動作モードの間拡張する時、前記角柱状セル間に間隙を形成するために拡張モードと収縮モードの間で可動である前記装置を各セル保持要素間に配置するステップを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記角柱状セルを実質的にカバーする拡張可能な材料層から装置を形成するステップを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの組電池と、
前記少なくとも１つの組電池の複数の角柱状セルと、
２つの前記角柱状セルの間を各々延伸する１対の熱伝達要素と、
前記熱伝達要素の１つを前記角柱状セルの少なくとも１つに接続する１対のセル保持装置であって、各第１コネクタが第２コネクタと機械的に係合する時、前記少なくとも１つの角柱状セルに前記熱伝達要素を脱着可能に係合するため、各セル保持装置は１対の前記第１および前記第２機械的コネクタを各々有する第１フレームおよび第２フレームを提供し、それにより前記第１フレームおよび第２フレームの前記少なくとも１つの角柱状セルを前記熱伝達要素に固定する１対のセル保持装置と
を含む電池アセンブリ。
【請求項２５】
前記熱伝達要素は更に、少なくとも１つの熱伝導材料から形成された平板により画定される請求項２４に記載の電池アセンブリ。
【請求項２６】
各前記第１フレームは周辺端部と、各前記第１フレームから延伸する複数の雄コネクタと、各前記第１フレームで画定される複数の雌コネクタとを含む請求項２５に記載の電池アセンブリ。
【請求項２７】
各前記第１フレームは、他の前記第１フレームに画定された前記雌コネクタの１つを機械的に係合させるために前記第１フレームから延伸する少なくとも１本のピンを含み、それにより前記第１フレーム間に前記平板を挟持する請求項２６に記載の電池アセンブリ。
【請求項２８】
各前記第１フレームは高分子材料と非高分子材料の少なくとも１つから作られる請求項２７に記載の電池アセンブリ。
【請求項２９】
各前記角柱状セルは周辺リップ部分に延伸する隆起部分、負極端子、および正極端子を含む請求項２８に記載の電池アセンブリ。
【請求項３０】
前記正極端子および前記負極端子の少なくとも１つを係合するために各前記第１フレームは各前記第１フレームの前記周辺端部から延伸する１対のスタッドを含む請求項２９に記載の電池アセンブリ。
【請求項３１】
各前記第２フレームは、周辺端部と各前記第２フレームにおいて画定された複数の雌コネクタとを含む請求項３０に記載の電池アセンブリ。
【請求項３２】
２つの前記角柱状セルに各前記２つの角柱状セルの隆起部分を係合する前記平板で保持するために、各前記第２フレームは前記第１フレームとそれぞれ機械的に係合される請求項３１に記載の電池アセンブリ。
【請求項３３】
各前記第２フレームは高分子材料および非高分子材料の少なくとも１つから作られる請求項３２に記載の電池アセンブリ。
【請求項３４】
各熱伝達要素間に挟持された装置を含む請求項３３に記載の電池アセンブリであって、前記装置は拡張モードと収縮モードとの間で可動であり、それにより前記角柱状セルの少なくとも１つが前記組電池の動作モードの間拡張する時、前記角柱状セル間に間隙を形成する電池アセンブリ。
【請求項３５】
前記装置は、各前記角柱状セルの前記隆起部分を実質的にカバーする拡張可能な材料層により更に画定される請求項３４に記載の電池アセンブリ。
【請求項３６】
前記層は、前記角柱状セルの前記周辺リップ部分と前記第２フレームの１つとの間に等しく配列される請求項３５に記載の電池アセンブリ。
【請求項３７】
少なくとも１つの組電池と、
前記少なくとも１つの組電池の複数の角柱状セルと、
２つの前記角柱状セルの間を各々延伸する１対の熱伝達要素と、
前記熱伝達要素の１つと前記角柱状セルの少なくとも１つとを接続する１対のセル保持装置と、
各前記伝達要素間に挟持された装置であって、前記装置は拡張モードと収縮モードとの間で可動であり、それにより前記角柱状セルの少なくとも１つが前記組電池の動作モードの間拡張する時、前記角柱状セル間に間隙を形成する装置と
を含む電池アセンブリ。
【請求項３８】
各前記第１コネクタが各前記第２コネクタと機械的に係合する時、各セル保持装置は、前記少なくとも１つの角柱状セルに前記熱伝達要素を脱着可能に係合するための１対の第１および第２コネクタを各々有する第１フレームおよび第２フレームを提供し、それにより前記第１フレームおよび第２フレームの前記少なくとも１つの角柱状セルを前記熱伝達要素に固定する請求項３７に記載の電池アセンブリ。
【請求項３９】
前記装置は、各前記角柱状セルの前記隆起部分を実質的にカバーする拡張可能な材料層により更に画定される請求項３８に記載の電池アセンブリ。
【請求項４０】
前記角柱状セルの前記周辺リップ部分と前記第２フレームの１つとの間に前記層が等しく配列される請求項３９に記載の電池アセンブリ。
【請求項４１】
前記熱伝達要素は更に、少なくとも１つの熱伝導材料から形成された平板により画定される請求項４０に記載の電池アセンブリ。
【請求項４２】
各前記第１フレームは周辺端部と、各前記第１フレームから延伸する複数の雄コネクタと、各前記第１フレームで画定される複数の雌コネクタとを含む請求項４１に記載の電池アセンブリ。
【請求項４３】
各前記第１フレームは、他の前記第１フレームに画定された前記雌コネクタの１つを機械的に係合するために前記第１フレームから延伸する少なくとも１本のピンを含み、それにより前記第１フレーム間に前記平板を挟持する請求項４２に記載の電池アセンブリ。
【請求項４４】
各前記第１フレームは高分子材料と非高分子材料の少なくとも１つから作られる請求項４３に記載の電池アセンブリ。
【請求項４５】
各前記角柱状セルは周辺リップ部分に延伸する隆起部分、負極端子、および正極端子を含む請求項４４に記載の電池アセンブリ。
【請求項４６】
前記正極端子および前記負極端子の少なくとも１つを係合するために各前記第１フレームは各前記第１フレームの前記周辺端部から延伸する１対のスタッドを含む請求項４５に記載の電池アセンブリ。
【請求項４７】
各前記第２フレームは、周辺端部と各前記第２フレームにおいて画定された複数の雌コネクタとを含む請求項４６に記載の電池アセンブリ。
【請求項４８】
２つの前記角柱状セルを各２つの前記角柱状セルの隆起部分を係合する前記平板で保持するために、各前記第２フレームは前記第１フレームとそれぞれ機械的に係合される請求項４７に記載の電池アセンブリ。
【請求項４９】
各前記第２フレームは高分子材料および非高分子材料の少なくとも１つから作られる請求項４８に記載の電池アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルを有する組電池に関し、特に、組電池のセルを冷やすための冷却システムまたは加熱システムを有する電気/ハイブリッド自動車のための組電池および組電池にセルを保持する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハイブリッド車などの自動車は、動力を供給する複数の推進システムを使用する。これは内燃機関（ICEs）を動かすガソリン（石油）、およびモーターを動かす電池を使用し、ガソリン・電気ハイブリッド車と最も一般的に呼ばれる。これらのハイブリッド車は、回生ブレーキを介して運動エネルギーを得ることによって電池を再充電する。走行時またはアイドリング時、内燃機関の出力の一部は、発電機（単に発電機モードで運転中の電動機）に供給され、それは、電池を充電する電気を生み出す。これは配電網のような外部電源で充電される電池を使用する全電気自動車、またはトレーラーに広がる機種と比較される。エタノールまたは植物ベースの油などのディーゼルおよび他の燃料の時々の使用も見られるが、ほとんどすべてのハイブリッド車は唯一の燃料源としてのガソリンをまだ必要とする。
【０００３】
電池とセルはその技術分野でよく知られている重要なエネルギー貯蔵装置である。電池とセルは通常、電極とそれら電極間に位置するイオン伝導電解液からなる。リチウムイオン電池を含む組電池は、ますます自動車応用分野および様々な商業用電子装置に次第に普及してきている。というのは、その組電池は充電式であり、記憶効果を全く有さないからである。最適の動作温度でリチウムイオン電池を操作する事は、電池性能と寿命とにとって非常に重要である。
【０００４】
リチウムイオン電池の特性のため、組電池は、摂氏約-３０度から６０度の周囲温度範囲中で動作するように通常指定される。しかしながら、この温度範囲の中で作動するときでさえ、極端に長期間放置されると、組電池は、その充放電容量または性能を失い始める可能性がある。それにもかかわらず、リチウムイオン電池は周囲温度が動作温度範囲外で使用されることは、不可避である可能性がある。
【０００５】
上記に暗に示すとおり、１つのセルから次のセルまでかなりの温度変化が起こることがあり、それは、組電池の性能に有害である。組電池全体の長寿命を促進するために、セルは所望の閾値温度未満でなければならない。組電池性能を促進するために、組電池のセル間の温度差は最小にされるべきである。しかしながら、周囲への熱経路しだいで、異なったセルは異なった温度に達する。さらに、同じ理由で、充電の間、異なったセルは異なった温度に達する。したがって、もしあるセルが他のセルに関して増加した温度であると、その充電または放電効率は異なり、したがって、あるセルは、他のセルより速く充電または放電する可能性がある。これは組電池全体の性能の低下に通じる。 
【０００６】
先行技術は冷却システムおよびパッケージシステムを有する組電池の様々な設計思想に満ちている。ジョーンズらによる米国特許第5,071,652号は、並行関係に配置される複数の円形セルモジュールからなる円形構成の外部圧力容器を含む金属酸化物水素電池を教示する。隣接するセルモジュールは、セルモジュールから外部容器に熱を伝達する円形熱伝達部材によって切り離される。各熱伝達部材は、隣接するセルモジュールの間に配列される略扁平体またはフィンを含む。外周フランジは圧力容器の内表面に接触した状態に置かれる。各セルモジュールの幅がフランジの長さより大きいので、隣接する熱伝達部材と各熱伝達部材のフランジとは接触しない。フランジは、圧力容器に対して外へ向かう半径方向力を作用させるために構成され、配置される。連結棒は、圧力容器に挿入される積層体の形態でセルモジュールと熱伝達部材とを一緒に固定するのに役立つ。
【０００７】
ジョーンズらによる米国特許第5,071,652号により教示された金属酸化物水素電池は、円筒型電池用に設計され、容器に直接接触する熱伝達部材を示すが、その結果容器および熱伝達部材間に、セルを冷却または加熱するための冷却剤または加熱剤を導入するのに使用されうる間隙を形成できない。
【０００８】
電池セルのパッケージシステムを参照して、多数の先行技術は、取り扱いおよび振動損傷からセルを保護するために使用される金属ケースを教示し、複数のケースを結合して単一の大きい組電池にすることを教示する。しかしながら、金属ケースは、製造コストが高価であり、そして、各異なった構成は、種々の部品およびそれらの部品を組み立てるための新しい道具を生産するための新しいダイスを必要とする。その結果、リチウム電池セルパックを作る包装部材に電池セルを収納するための技術および材料は発達してきた。残念ながら、これらのパッケージは金属ケースと殆ど同様に構造的剛性または取り扱いと振動からの保護を提供せず、リチウム電池セルパックの厚さの固有の変化のため一貫した大きさで分けられたセルのグループにこれらのパッケージを結合できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
定格容量および定格充放電速度で、最長可能ライフサイクルを確実にするために最適の運転温度で組電池を維持するためのセル保持要素を有する改良組電池の余地が残っている。 
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電池モジュールは自動車および非自動車の応用分野で使用される水平または垂直に積層された電池セルパッケージング構成を含む構成およびそれらに限られない様々な構成での利用に適応できる。電池モジュールは本発明の範囲に限られることなく、例えば、平ストックアルミニウム合金箔などの熱伝導材料から形成される個別のヒートシンクに各々隣接する複数のセルを有する。望ましくは、各セルは、第一の電流コレクタ、第一の電流コレクタに隣接した第一の電極、第二の電流コレクタ、および第一の電極とは電荷が正反対で且つ第二の電流コレクタに隣接した第２の電極を有するリチウムイオンセルである。分離層は、第一と第二の電極の間に配置され、第一と第二の電極はそれらの間にある電解液を導電する。複数の第一の電極および第二の電極は、セルを形成するために電気絶縁包装部材の中に積層され且つパッケージングされる。 
【００１１】
上記に暗に示すとおり、各ヒートシンクは熱伝導材料から形成された平板を呈する。平板は熱伝導縁部および端子端部を画定する。各平板は切込部分と、前記切込部分と係合するスペーサを画定する。各平板は、組電池を形成するためにヒートシンクを相互接続するために穴を貫通して延びる複数のロッドを受け取るための複数の穴を含む。端子端部の１つは矩形断面を有する第一の構成を提示するフィンに延びている。他の端子端部はL形断面を有する第二の構成を提示する他のフィンに延びている。第一と第二の断面は、本発明の範囲を限定する意図でなく、例示的目的のために開示される。フィンは、冷間成形され、応用によりセルへまたはセルから、熱を伝達するように設計される。
【００１２】
セル保持装置は各ヒートシンクと協働可能である。セル保持装置は内側フレームセットと外側フレームセットとを含む。各セル保持装置の内側フレームはヒートシンクをその間に挟持する。内側および外側フレームは内側および外側フレームに角柱状セルを固定するため機械的に互いに係合する複数の雌雄接続機能を提供する。-分解目的のために角柱状セルの除去を可能にするためにこれらの機能を非係合とすることができる。上記はセル保持および熱伝達アセンブリについて説明する。
【００１３】
発泡体またはいかなる他の非剛性高分子材料などの材料層などの装置は、角柱状セル間に挟持される。装置は実質的に角柱状セルを覆う。各ヒートシンクは、内側フレームの対を有し、ヒートシンクの反対側に接続され、セル保持および熱伝達アセンブリを形成するために各角柱状セルを間に有する各外側フレームを機械的に係合している。この装置は組電池を形成するために互いに機械的に積み重ねられ電気的に接続される少なくとも２つのこれらのアセンブリの間で挟持される。アセンブリは組電池を形成するために結合されるので、装置は、通常の充放電中に角柱状セルの伸縮を許容し、それ故効率的熱伝導のためセルとヒートシンクとの密接触を維持する。
【００１４】
本発明の利点は、セルを囲み、固定する卓越した保持機構を有する組電池を提供することである。 
本発明の他の利点は、簡素化組立法のため製造コストを下げる組電池を提供することである。 
【００１５】
本発明のさらに他の利点は、否定的に組電池の性能と寿命に影響を与えるかもしれない急速充放電パルスの間、好ましくない熱を効率的に取り除くことにより、高い率即ちCレートの電流を配り、受け取るために熱的に組電池を管理するための手段を提供することである。
【００１６】
本発明のさらに他の利点は、デザインが簡単であり、体積の少ない組電池を提供することである。 
本発明のさらに他の利点は、異なった応用分野用に容易に拡張可能な組電池を提供することである。 
【００１７】
本発明のさらに他の利点は、角柱状セルを囲む電気的に絶縁するシェルを供給することである。 
以下の添付図面に関して考慮された以下の詳細な説明を参照することにより、同様のことがよりよく理解されるようになるので、本発明の他の利点は容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１対の組電池を有する電池ケースを示す。
【図２】１対の内側フレーム間に挟持されたヒートシンクを示す。
【図３】図２に示されるように、１対の内側フレーム間に挟持されたヒートシンクの部分斜視図を示す。
【図４】図２の分解組立図を示す。
【図５】内側フレーム間に挟持されたヒートシンクを有するセル保持要素、ヒートシンクの両側に位置し各内側フレーム上に延伸する各角柱状セルを有する１対の角柱状セルおよび各角柱状セル上にそれぞれ延伸する１対の内側フレームの斜視図を示す。
【図６】図５に示されたセル保持要素の分解組立図を示す。
【図７】複数のセル保持要素を含む電池モジュールの１つの分解組立図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図を参照して、似たような符号は同等または対応する部品を示す。本発明の電池アセンブリは一般に、ハウジング１４に配置された１２で一般に示された１対の組電池を有し、図１の１０で示される。組電池１２は自動車および非自動車の応用分野で使用される水平または垂直に積み重ねられた電池セルパッケージング構成を含む構成およびそれらに限られない様々な構成での利用に適応できる。各組電池１２は複数のセル１６を含む。望ましくは、各セル１６は、本発明の範囲を制限せずに角柱構成を有するリチウムイオンセルである。電池業界当業者は、本発明と共に他のセルを利用できることを理解する。リチウム電池業界当業者に知られている通り各セル１６は、その間にある電解液を通じて互いに作用する複数の電池コンポーネント（図示せず）を含む。第一の電極は第一の電流コレクタに隣接し、第一の電極とは正反対の電荷を有する第二の電極は第二の電流コレクタに隣接する。分離層は第一と第二の電極との間に位置し、両電極間には電解液が置かれる。複数の第一および第二電極は、セルを形成するために電気絶縁包装部材に積み重ねられ、パッケージされる。
【００２０】
上記に暗に示すとおり、各セル１６が側縁部１８および２０を提供する。第一端子または屈曲部２２は、正極端子を提供し、縁部１８の１つから延伸する。第二端子または屈曲部２４は負極端子を提供し、縁部２０の１つから延伸する。各屈曲部２２と２４は少なくとも９０度の角度を画定する。 角度は度数が変化可能で、本発明の範囲を制限することなく、最大９０度まで構成されうる。代替的に、第一と第二端子は平面構成を提示してもよい。各屈曲部２２と２４は１対の半円開口部２６を提供する。代替的に、各屈曲部は、本発明の範囲を制限することなく、異なった構成を有する他の開口部（図示せず）を提供しうる。
【００２１】
図２から６を参照して、各組電池は一般に、参照番号３０で示された複数のセル保持要素を含み、組電池１２を形成するために互いに脱着可能に接続される。図７は、発明概念を正しく理解するために組電池１２の分解組立図を示す。セル保持要素３０は一般に、参照番号３２で示されたヒートシンクを含む。ヒートシンク３２は、本発明の範囲を制限することなく、アルミニウム、銅などの熱伝導材料から形成された平板３４を装備する。各ヒートシンク３２は、図４に参照番号３６および３８で一般に示された、向かい合って互いに間隔をおかれたフィン部分で区切られる。フィン部分３８は長方形の、または、管状の断面４０を提供する。他のフィン部分３６は平面４２を提供する。フィン部分３６と３８はゲート構成を含んでもよく、ひだをつけてもよく、平面でもよく、複数のスロットまたは穴を提供してもよく、ヒーター毛布および/または冷却ジャケットを含むがこれらに限られない外部加熱または冷却装置用の熱境界面を提供するために屈曲部として形成されてもよい。当業者は、複数の他の構成またはフィン部分３６と３８が、液体、固体、または気体などの冷却または加熱媒体用に、より良い表面を提供するために利用できることを理解する。それらの媒体は、セル１６を冷却または加熱するために各熱伝導平板、シート、または箔のフィン部分３６と３８とに導入される。フィン部分３６と３８とは、冷間成形でもよく、応用分野によりセルへ、または、セルから熱を伝達するように設計される。平板３４は、複数のロッド４８を受け入れる為に平板３４の両側４６で複数のスロット４３と半円構成４４とを画定する。ロッド４８は、組電池１２を形成するためセル保持要素３０を相互接続するためにセル保持要素３０などを貫いて延伸する。
【００２２】
図４から７で最も良く示されるように、セル保持要素３０のフレームアセンブリは開示される。フレームアセンブリは、内側フレーム５０と５２との間で挟持された平板３４を固定する内側フレーム５０および５２の第一セットと、セル１６を固定するための外側フレーム５４および５６第二のセットとを含む。 セル１６の１つは、内側フレーム５０の１つと外側フレーム５４の１つとの間に固定される。他の内側および外側フレーム５２と５６とは、内外フレーム間に保持された他のセル１６を固定する。
【００２３】
図４に最も良く示されるように、内側フレーム５０の１つは、周辺端部５８と側壁６０と６２とを提供する。側壁６２の１つは、セル１６の屈曲部２２または２４を電気機械的に係合させるために１対のピン６４および６６を含む。複数の穴または雌コネクタ６８は内側フレーム５０で画定される。複数の雄コネクタまたはフック７０は形成され、内側フレーム５０の周辺端部５８から一体的に延伸する。フック７０は逆方向に延伸し、平板３４から離れる。複数のスタッド７２は、他の内側フレーム５２と平板３４とを機械的にその間に係合させるためにフック７０から反対方向に内側フレーム５０から延伸する。
【００２４】
図６で最も良く示されるように、他の内側フレーム５２は、内側フレーム５２の構成と同様の構成を提供する。内側フレーム５２は周辺端部８０と側壁８２と８４とを含む。また、側壁８２の１つはまた、電気機械的にセル１６の屈曲部２２または２４を係合させるために、１対のピン（図示せず）を含む。複数の穴または雌コネクタ８６はフレーム５２で画定される。複数の雄コネクタまたはフック８８は形成され、フレーム５０の周辺端部５８の周りから一体的に延伸している。フック８８は逆方向に延伸し、平板３４から離れる。複数のスタッド８９は、他の内側フレーム５０とスタッド間に挟持された平板３４とを機械的に係合させるためにフック８８から反対方向に内側フレーム５２から延伸する。フレーム５０と５２は高分子材料から成形される。当業者は、様々な高分子材料が本発明の範囲を制限することなく、フレーム５０と５２を形成するために使用されてもよいことを理解する。フレーム５０と５２は、成型ステージの間、高分子材料から部分的に形成して、そこにフックとスタッドを配列してもよい。フックとスタッドは非高分子材料から形成されてもよい。成型は、射出成形か注型であってもよい。下側フレーム５０と５２の形成材料および方法は例示的目的に使用され、本発明の範囲を限定する意図ではない。
【００２５】
図６で最も良く示されるように、外側フレーム５４の１つは、屈曲部２２および/または２４を係合させるように寸法的に構成された各切込部分９６および９８を提供する周辺端部９０および側壁９２と９４とを提示する。複数の穴または雌コネクタ１００はフレーム５４で画定される。複数の雌コネクタ１０２は、フック７０を係合するため周辺端部９０で形成され、角柱状セル間のスナップインターフェースで角柱状セル１６の１つをその間に固定するために内側フレーム５０から延伸する。外側フレーム５４および内側フレーム５０は、セル１６の隆起部１０４を囲むために開口部を画定し、セル１６の周縁部１０６を外内フレーム間に挟持する。図７に最も良く示されているように、他の隆起部１０４は、隣接するセル保持要素によって保持された他のセル１６の隆起部１０４を摩擦によって係合させるが、各セル１６の隆起部１０４の１つは平板３４を摩擦によって係合させる。
【００２６】
代替的に、図７に最も良く示されるように、発泡材またはいかなる他の非剛性高分子材料などの装置または層状材１１０は、角柱状セル１６の隆起部１０４の間に挟持される。装置１１０は実質的に角柱状セル１６の隆起部１０４をカバーする。代替的に、装置１１０は、装置１１０をセル保持要素３０とともに機械的に保持するためにセル１６の周縁部１０６および上側フレーム５４の間に挟持される。セル保持要素３０が組電池１２を形成するために互いに組み立てられるとき、１つのセル保持要素３０のセル１６は、装置１１０が角柱状セル１６の間に挟持される隣接セル保持要素３０のセル１６に隣接して置かれる。セル保持要素３０が組電池１２を形成するために結合されるとき、装置１１０は、典型的な充放電状態の間、角柱状セル１６の伸縮を許容し、したがって、セル１６に組電池１２および/または電池アセンブリ１０の効率的な熱伝達のためヒートシンク３４と密接触を維持させる。
【００２７】
同様に、他の外側フレーム５６は、周辺縁部１１２、および側壁１１４および１１６を呈示し、各側壁は屈曲部２２および/または２４を係合させるように寸法的に構成された切込部１１８および１２０を提供する。複数の穴または雌コネクタ１２２は、フレーム５６で画定される。複数の穴または雌コネクタ１２４は、フック８８を係合するため周辺端部１１２で形成され、角柱状セル間のスナップインターフェースで角柱状セル１６の１つを固定するために内側フレーム５２から延伸する。外側フレーム５６および内側フレーム５２は、他の角柱状セル１６の隆起部１０４を囲むために開口部を画定し、角柱状セル１６の周縁リップ部１０６をその間に挟持する。
【００２８】
図７に最も良く示されているように、他の隆起部１０４は、隣接するセル保持要素によって保持された他のセル１６の隆起部１０４を摩擦によって係合させるが、角柱状セル１６の隆起部１０４の１つは平板３４を摩擦によって係合させる。外側フレーム５４および５６は高分子材料から成形される。当業者は、様々な高分子材料が本発明の範囲を制限せずにフレーム５４および５６を形成するために使用されてもよいことを理解する。フックおよびスタッドは非高分子材料から形成されてもよい。成型ステージの間、フレーム５４および５６は、部分的に高分子材料から形成されてもよく、フックおよびスタッドはそこに配列されてもよい。成型は、射出成形または注型であってもよい。内側フレーム５４および５６の形成の材料および方法は例示的目的に使用され、本発明の範囲を限定する意図ではない。
【００２９】
本発明は１実施例として記述されるが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われてもよく、同等物が本発明の要素に代用されてもよいことは当業者により理解されるべきである。加えて、本発明の不可欠の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明に関する教示に適合させるために複数の変更が為されてもよい。したがって、本発明は本発明を実施するために熟考された最良の態様として開示された特定の実施例に限定されないことが意図されるが、本発明は添付クレームの範囲内に属す全ての実施例を含むことを意図する。
【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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【国際調査報告】
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