(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１内部空間（７６）及び第２内部空間（７８）を定義する電池パックハウジング（３０）であって、前記電池パックハウジング（３０）は、ベース部（７０）及び上部カバー（７２）を有し、前記ベース部（７０）は、底壁（９０）及び側壁（９２、９４、９６、９８）を含み、第１側壁（９２）は前記第１内部空間（７６）と連通した入口孔（１１２）を含み、第２側壁（９４）は前記第２内部空間（７８）と連通した出口孔（１１４）を有する、電池パックハウジングと、
前記第１内部空間（７６）に配置される電池モジュール（３４）であって、前記電池モジュール（３４）は熱交換器（２６４）を有し、前記熱交換器（２６４）は第１熱伝導板（３６０）及び第２熱伝導板（３６２）を有し、前記第１熱伝導板（３６０）及び第２熱伝導板（３６２）は互いに結合されるともに、貫通する流路部（５４０）を規定し、前記熱交換器（２６４）は、前記入口孔（１１２）を通して前記第１内部空間（７６）へ入る空気を通過させるように構成され、前記電池モジュール（３４）は、前記熱交換器（２６４）に対向する少なくとも一つの電池セルを有し、前記電池モジュール（３４）は第１エンドプレート（２３０）と第２エンドプレート（２３２）との間に配置された電池セル（１５０〜１７０；１８０〜２００）を越えて延在する第１エンドプレート（２３０）及び第２エンドプレート（２３２）を有し、前記第１エンドプレート（２３０）は、電池モジュール（３４）の終端方向軸（７６８）に対して実質的に平行に延在するとともに第１の端部（７７０）を有し、前記第１エンドプレート（２３０）の第１の端部（７７０）は、電池セル（１５０〜１７０）の第１端部を越えて前記入口孔（１１２）に向かって終端方向に延在するとともに前記入口孔（１１２）の上方の第１側壁（９２）に接触し、前記第２エンドプレート（２３２）は、前記電池モジュール（３４）の終端方向軸（７６８）に対して実質的に平行に延在するとともに第１の端部（７８０）を有し、前記第２エンドプレート（２３２）の第１の端部（７８０）は、前記電池セル（１５０〜１７０）のそれぞれの第１端部を越えて前記入口孔（１１２）に向かって終端方向に延在するとともに前記入口孔（１１２）の下方の第１側壁（９２）に接触する、電池モジュールと、
前記熱交換器から前記出口孔に向いて流れる空気によって冷却されるよう前記第２内部空間に配置されたＤＣ−ＤＣ電圧変換器と、
前記入口孔から前記第１及び第２内部空間を経て前記電池パックハウジングの出口孔にまで前記空気を強制的に流す電気ファンと、
前記第１内部空間に配置され、前記電池セルの第１温度レベルを示す第１信号を生成するように構成された第１温度センサーと、
前記第２内部空間に配置され、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器の第２温度レベルを示す第２信号を生成するように構成された第２温度センサーと、
前記第１及び第２信号をそれぞれ受信するよう前記第１及び第２温度センサーと動作可能に連結され、かつ前記電気ファンと動作可能に連結されたマイクロプロセッサーと、
を含み、
前記マイクロプロセッサーが、前記第１温度レベル及び前記第２温度レベルに基づいて前記電気ファンの第１ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第１百分率に当る）及び第２ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第２百分率に当る）をそれぞれ決定し、前記第１及び第２ファン速度百分率値のうち大きい速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成するように構成されたことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサーは、前記第１ファン速度百分率値が前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第１ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記マイクロプロセッサーは、前記第２ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第２ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを作動させる制御信号を生成するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記マイクロプロセッサーは、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器によって出力される電気的パワーの量を決定し、前記電気的パワーの量に基づいて前記電気ファンの第３ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第３百分率に当る）を決定し、前記第３ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値及び前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第３ファン速度百分率値に当る動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
前記第２内部空間に配置され、その内部に前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器を含む熱伝導ハウジングをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
前記熱伝導ハウジングの下部面には、複数の冷却フィンが空気の移動方向に沿って突出しており、
前記熱伝導ハウジングは、前記冷却フィンが前記電池パックハウジングの底面から離隔するように前記第２内部空間に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
前記熱伝導ハウジングの下縁部を支持して前記冷却フィンの端部を前記電池パックハウジングの底面から離隔させ、前記出口孔に向いて開口した装着フレームと、
一側が、前記熱交換器から空気が流れ出る前記電池モジュールの一側面の枠に対向し、他側が、前記装着フレームに連結された流体誘導板を含むことを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記電気ファンが、前記出口孔付近の前記第２内部空間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器が、前記電池モジュールの少なくとも一つの電池セルと電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の電池パックにおいて電気ファンを制御するための方法であって、
（ａ）第１内部空間及び第２内部空間を含む内部領域を定義し、前記第１内部空間と連通した入口孔及び前記第２内部空間と連通した出口孔を有する電池パックハウジングと、前記第１内部空間に配置され、前記入口孔を通して前記第１内部空間へ入る空気を通過させる熱交換器及びこれに対向する少なくとも一つの電池セルを有する電池モジュールと、前記熱交換器から前記出口孔に向いて流れる空気によって冷却されるよう前記第２内部空間内に配置されたＤＣ−ＤＣ電圧変換器と、前記入口孔から前記第１及び第２内部空間を経て前記出口孔にまで前記空気を強制的に流す電気ファンと、前記第１内部空間に配置された第１温度センサーと、前記第２内部空間に配置された第２温度センサーと、前記第１及び第２温度センサーと前記電気ファンと動作可能に連結されたマイクロプロセッサーと、を含む電池パックを提供する段階と、
（ｂ）前記第１温度センサーを用いて前記電池セルの第１温度レベルを示す第１信号を生成する段階と、
（ｃ）前記第２温度センサーを用いて前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器の第２温度レベルを示す第２信号を生成する段階と、
（ｄ）前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第１温度レベルに基づいて前記電気ファンの第１ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第１百分率に当る）を決定する段階と、
（ｅ）前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第２温度レベルに基づいて前記電気ファンの第２ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第２百分率に当る）を決定する段階と、
（ｆ）前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第１ファン速度百分率値及び第２ファン速度百分率値のうち大きい速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記（ｆ）段階が、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第１ファン速度百分率値が前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第１ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成する段階であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記（ｆ）段階が、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第２ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第２ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成する段階であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器によって出力される電気的パワーの量を決定する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器によって出力される電気的パワーの量に基づいて前記電気ファンの第３ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第３百分率に当る）を決定する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第３ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値及び前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第３ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気ファンが、前記出口孔付近の前記第２内部空間に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却が容易な構造を有する電池パック及びそれに含まれている電気ファンの駆動を制御する方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１４年９月１８日出願の米国出願第１４／４８９，６１３号及び２０１５年７月２３日出願の韓国特許出願第１０−２０１５−０１０４５４０号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
電池パックは、電池モジュール及びハウジングを有する。前記ハウジング内には、電池モジュールに含まれた電池セルに電気的に接続するＤＣ−ＤＣ電圧変換器を配置することができる。
【０００４】
前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器は、充電電力と放電電力を調節する部品であって、動作時に熱が多く発生する。
【０００５】
本発明者は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器の冷却を効果的に行える構造を有する、改善した電池パック及び電池パックに備えられた電気ファンの改善した制御方法に対する必要性を認識した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電池パックの内部に設けられたＤＣ−ＤＣ電圧変換器の冷却を効果的に行うことができる構造を有する電池パックを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、電池パックの内部で空気の強制的流れを誘発する電気ファンの改善した制御方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施様態による電池パックが開示される。前記電池パックは、第１内部空間及び第２内部空間を有する内部領域を定義する電池パックハウジングを含む。前記電池パックは、前記第１内部空間と連通した入口孔及び前記第２内部空間と連通した出口孔を有する。また、前記電池パックは、前記入口孔に近接した位置に前記電池パックハウジングの第１内部空間に配置された電池モジュールを含む。前記電池モジュールは、熱交換器に対向して配置された少なくとも一つの電池セルを有する。前記熱交換器は、前記入口孔から前記少なくとも一つの電池セルを冷却するために前記第１内部空間に入る空気を受け入れるように構成される。また、前記電池パックは、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器を含み、前記熱交換器から前記出口孔を通して流れる空気が前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器を追加的に冷却するよう、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器は前記第２内部空間に配置される。また、前記電池パックは、前記入口孔から流れる空気が前記第１及び第２内部空間を経て前記電池パックハウジングの出口孔にまで強制的に流れるようにする電気ファンを含む。前記電池パックは、前記第１内部空間に配置される第１温度センサーをさらに含む。前記第１温度センサーは、前記電池セルに対する第１温度レベルを示す第１信号を生成するように構成される。また、前記電池パックは、前記第２内部空間に配置された第２温度センサーを含む。前記第２温度センサーは、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器に対する第２温度レベルを示す第２信号を生成するように構成される。また、前記電池パックは、前記第１信号及び前記第２信号をそれぞれ受信するように前記第１温度センサー及び前記第２温度センサーと動作可能に連結されているマイクロプロセッサーを含む。また、前記マイクロプロセッサーは、前記電気ファンと動作可能に連結される。前記マイクロプロセッサーは、前記第１温度レベルに基いて前記電気ファンの第１ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第１百分率に当る）を決定するように構成されている。また、前記マイクロプロセッサーは、前記第２温度レベルに基づいて前記電気ファンの第２ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第２百分率に当る）を決定するように構成されている。前記マイクロプロセッサーは、前記第１及び第２ファン速度百分率値のうち大きい速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成するように構成される。
【０００９】
本発明の一面によれば、前記マイクロプロセッサーは、前記第１ファン速度百分率値が前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第１ファン速度百分率値を選択し、前記第１ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを駆動する制御信号を生成するように構成することができる。
【００１０】
本発明の他面によれば、前記マイクロプロセッサーは、前記第２ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第２ファン速度百分率値を選択し、前記第２ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを駆動する制御信号を生成するように構成することができる。
【００１１】
本発明の更なる他面によれば、前記マイクロプロセッサーは、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器によって出力される電気的パワーの量を決定するように構成することができる。また、前記マイクロプロセッサーは、前記電気的パワーの量に基づいて前記電気ファンの第３ファン速度百分率値（前記電気ファンに係わる臨界動作速度値の第３百分率に当る）を決定し、前記第３ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値及び前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第３ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成するように構成することができる。
【００１２】
望ましくは、前記電池パックは、前記第２内部空間に配置され、その内部に前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器を含む熱伝導ハウジングをさらに含むことができる。前記熱伝導ハウジングの下部面には、複数の冷却フィンが空気が移動する方向に沿って突出しており、前記熱伝導ハウジングは、前記冷却フィンが前記電池パックハウジングの底面から離隔するように前記第２内部空間に配置できる。
【００１３】
望ましくは、前記電池パックは、前記熱伝導ハウジングの下縁部を支持して前記冷却フィンの端部を前記電池パックハウジングの底面から離隔させ、前記出口孔に向いて開口した装着フレームと、一側が、前記熱交換器から空気が流れ出る前記電池モジュールの一側面に対向し、他側が前記装着フレームに連結された流体誘導板をさらに含むことができる。
【００１４】
本発明の他の実施様態による、電池パックにおける電気ファンの制御方法が開示される。前記方法は、電池パックハウジング、電池モジュール、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器、第１温度センサー、第２温度センサー及びマイクロプロセッサーを含む電池パックを提供する段階を含む。前記電池パックハウジングは、第１内部空間及び第２内部空間を有する内部領域を定義する。前記電池パックは、前記第１内部空間と連通した入口孔及び前記第２内部空間と連通した出口孔を有する。前記電池モジュールは、前記電池パックハウジングの第１内部空間における前記入口孔付近に配置される。前記電池モジュールは、熱交換器に対向して配置された少なくとも一つの電池セルを含む。前記熱交換器は、前記少なくとも一つの電池セルを冷却するために前記入口孔から前記第１内部空間へ入る空気を受け入れるように構成される。前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器は、前記熱交換器から前記出口孔に向いて流れる空気が前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器を追加的に冷却するよう前記第２内部空間内に配置される。前記電気ファンは、前記入口孔から入る空気が前記第１内部空間及び前記第２内部空間を経て前記電池パックハウジングの出口孔にまで流れるようにする。前記第１温度センサーは、前記第１内部空間に配置される。前記第２温度センサーは、前記第２内部空間に配置される。前記マイクロプロセッサーは、前記第１温度センサー及び前記第２温度センサーに動作可能に連結される。また、前記方法は、前記第１温度センサーを用いて前記電池セルに対する第１温度レベルを示す第１信号を生成する段階を含む。また、前記方法は、前記第２温度センサーを用いて前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器に対する第２温度レベルを示す第２信号を生成する段階を含む。また、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて前記第１温度レベルに基づいて前記電気ファンの第１ファン速度百分率値を決定する段階を含む。また、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて前記第２温度レベルに基づいて第２ファン速度百分率値を決定する段階を含む。また、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて前記第１ファン速度百分率値及び前記第２ファン速度百分率値のうち大きい速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成する段階を含む。
【００１５】
本発明の一面によれば、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第１ファン速度百分率値が前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第１ファン速度百分率値を選択する段階を含む。また、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第１ファン速度百分率値が選択された場合、前記第１ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電池パックを駆動する制御信号を生成する段階を含む。
【００１６】
本発明の他面によれば、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第２ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第２ファン速度百分率値を選択する段階を含む。また、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第２ファン速度百分率値が選択された場合、前記第２ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電池パックを駆動する制御信号を生成する段階を含む。
【００１７】
本発明の更なる側面によれば、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器によって出力される電気的パワーの量を決定する段階を含む。また、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器によって出力される電気的パワーの量に基づいて前記電気ファンの第３ファン速度百分率値を決定する段階を含む。また、前記方法は、前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第３ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値及び前記第２ファン速度百分率値よりも大きい場合、前記第３ファン速度百分率値を選択し、前記第３ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファンを動作させる制御信号を生成する段階を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電池パックに含まれた電池セルの冷却のために用いられる空気をＤＣ−ＤＣ電圧変化器側へ流すことでＤＣ−ＤＣ電圧変換器を効果的に冷却することができる。
【００１９】
本発明の他面によれば、電池パックの内部で熱を発生させる要素の温度レベルに基づいて、電気ファンに対する複数の駆動速度百分率値を決定し、駆動の速度百分率値のうち最も高い駆動速度百分率値で電気ファンを駆動することで電池パックの内部温度を適正に維持することができる。
【００２０】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施様態による電池パックの斜視図である。
【図２】図１の電池パックに対する他の方向からの斜視図である。
【図３】図１の電池パックの上部を部分的に透視した上部透視図である。
【図４】図１の電池パックの底部を部分的に透視した底面透視図である。
【図５】図１の電池パックに用いられた電池パックハウジングの底部の斜視図である。
【図６】図１の電池パックの断面図である。
【図７】図１の電池パックに用いられた電池モジュールの斜視図である。
【図８】図７の電池モジュールに対する他の方向からの斜視図である。
【図９】図７の線９−９に沿って見た電池モジュールの断面図である。
【図１０】図７の線１０−１０に沿って見た電池モジュールの断面図である。
【図１１】図７の電池モジュールの分解図である。
【図１２】図７の電池モジュールの第１側面を示した側面図であって、第１、第２及び第３熱交換器の端部を示す。
【図１３】図７の電池モジュールの第２側面を示した側面図であって、第１、第２及び第３熱交換器の端部を示す。
【図１４】図７の電池モジュールに用いられたフレーム部材の斜視図である。
【図１５】図１４のフレーム部材に対する他の方向からの斜視図である。
【図１６】図１５のフレーム部材に対する他の方向からの斜視図である。
【図１７】熱交換器の端部を示す図１５のフレーム部材の側面図である。
【図１８】図１５のフレーム部材の第１側面を示す側面図である。
【図１９】図１５のフレーム部材の第２側面を示す側面図である。
【図２０】図１５のフレーム部材に設けられた熱交換器に用いられた第１熱伝導板の第１側面を示す斜視図である。
【図２１】図２０の第１熱伝導板の第２側面を示す斜視図である。
【図２２】図１５のフレーム部材にある熱交換器に用いられた第２熱伝導板の第１側面を示す斜視図である。
【図２３】図１の電池パックに用いられた熱伝導ハウジングの斜視図である。
【図２４】図２３の熱伝導ハウジングに対する他の方向からの斜視図である。
【図２５】図２３の熱伝導ハウジングの底面を示す底面図である。
【図２６】図２３の熱伝導ハウジングのさらに他の方向からの斜視図である。
【図２７】本発明の他の実施様態による電池モジュールの組立て方法を示したフローチャートである。
【図２８】本発明のさらに他の実施様態による電池パックの組立て方法を示したフローチャートである。
【図２９】図１の電池パックの構成を示したブロック図である。
【図３０】図１の電池パックによって用いられる第１例示表である。
【図３１】図１の電池パックに備えられた電気ファンの動作を制御するための方法を示したフローチャートである。
【図３２】図１の電池パックに備えられた電気ファンの動作を制御するための方法を示したフローチャートである。
【図３３】図１の電池パックに備えられた電気ファンの動作を制御するための方法を示したフローチャートである。
【図３４】図１の電池パックによって用いられる第２例示表である。
【図３５】本発明のさらに他の実施様態によって図１の電池パックに備えられた電気ファンの動作を制御する方法を示したフローチャートである。
【図３６】本発明のさらに他の実施様態によって図１の電池パックに備えられた電気ファンの動作を制御する方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００２３】
図１〜図６及び図２９を参照すれば、一実施様態による電池パック１０が開示される。前記電池パック１０は、電池パックハウジング３０、電池モジュール３４、熱伝導ハウジング３８、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２、電気ファン４６、第１温度センサー４８及び第２温度センサー５０、パワーレベルセンサー５２及びマイクロプロセッサー５５を含む。前記電池パック１０の長所は、電池セルを接触する熱交換器側へ空気をガイドするために前記電池セルの縁部を通すように延びたエンドプレート２３０、２３２を有する電池モジュール３４を含むという点である。したがって、前記電池パックは、電池セルに接触する熱交換器側へ空気をガイドするために別途の空気マニホールドを要しない。前記電池パック１０は、少なくとも一つの電池セルの温度レベル、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器の温度レベル、及び前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器から出力されるパワーレベルをモニターするマイクロプロセッサー５４を含む。前記マイクロプロセッサー５４は、有用にも、少なくとも一つの電池セルの温度レベルに基づいて電気ファン４６の第１ファン速度百分率値を決定し、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の温度レベルに基づいて前記電気ファン４６の第２ファン速度百分率値を決定し、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器から出力されるパワーレベルに基づいて電気ファン４６の第３ファン速度百分率値を決定し、前記電気ファン４６を制御するために前記第１ファン速度百分率値、前記第２ファン速度百分率値及び前記第３動作速度値のうち最も大きい動作速度値を選択する。
【００２４】
図１、図２及び図５を参照すれば、前記電池パックハウジング３０は、電池パック１０の残りの構成要素を収容するために提供される。前記電池パックハウジング３０は、内部領域７４を定義する要素であって、ベース部７０と上部カバー７２を含む。前記内部領域７４は、第１内部空間７６及び第２内部空間７８を含む。
【００２５】
図５を参照すれば、前記ベース部７０は、底壁９０及び側壁９２、９４、９６、９８を含む。前記側壁９２、９４、９６、９８は底壁９０に結合し、前記底壁９０に対して実質的に垂直方向に立ち上がって延長する。前記側壁９２、９４は、実質的に互いに平行に延長する。また、側壁９６、９８は、実質的に互いに平行に延長し、前記側壁９２、９４に対しては垂直方向に延長する。側壁９２はそれを貫通する入口孔１１２を含み、側壁９４はそれを貫通する出口孔１１４を含む。一実施例で、前記ベース部７０は、スチールやアルミニウムから構成される。他の実施例で、前記ベース部７０はプラスチックから構成される。
【００２６】
前記上部カバー７２は、前記内部領域７４を閉鎖するために側壁９２、９４、９６、９８から脱離可能に結合する。一実施例で、前記上部カバー７２はスチールやアルミニウムから構成される。他の実施例で、前記上部カバー７２はプラスチックから構成される。
【００２７】
図５〜図１１を参照すれば、前記電池モジュール３４は、前記電池パックハウジング３０の内部領域７４において第１内部空間７６の入口孔１１２の付近に配置される。前記電池モジュール３４は、フレーム部材１２０、１２４、１２８、絶縁レイヤー１４０、電池セル１５０、１５４、１５８、１６２、１６６、１７０、１８０、１８４、１８８、１９２、１９６、２００、電池セル配線アセンブリー２２０、２２２及びエンドプレート２３０、２３２を含む。
【００２８】
図７、図９及び図１０を参照すれば、前記フレーム部材１２０、１２４、１２８は、それらの間に電池セル１５０〜２００を収容するために提供される。前記フレーム部材１２４は、フレーム部材１２０、１２８の間においてフレーム部材１２０、１２８に結合する。フレーム部材１２０、１２４、１２８のそれぞれが有する構造は互いに同一である。したがって、以下ではフレーム部材１２０の構造のみについて説明する。
【００２９】
図１４〜図２１を参照すれば、フレーム部材１２０は、実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム２６０、中央プラスチック壁２６２、２６３及び熱交換器２６４を含む。前記熱交換器２６４は互いに結合し、結合界面に流路部５４０を定義する第１及び第２熱伝導板３６０、３６２を含む。図１７を参照すれば、前記流路部５４０は、前記第１及び第２熱伝導板３６０、３６２を介して延長した複数のサブ流路部５５０、５５２、５５４、５５６、５５８、５６０を有する。
【００３０】
図１４〜図１６を参照すれば、実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム２６０は、前記第１及び第２熱伝導板３６０、３６２の外縁領域の周りに結合する。前記実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム２６０は、第１、第２、第３及び第４側壁２８０、２８２、２８４、２８６を有する。前記第１及び第２側壁２８０、２８２は、互いに実質的に平行に延長する。前記第３及び第４側壁２８４、２８６は、前記第１及び第２側壁２８０、２８２の間に結合して互いに実質的に平行に延長し、前記第１及び第２側壁２８０、２８２に対しては垂直に延長する。
【００３１】
前記中央プラスチック壁２６２は、第３及び第４側壁２８４、２８６の間において第１及び第２側壁２８０、２８２に対して実質的に平行に延長する。前記中央プラスチック壁２６２は、熱交換器２６４の熱伝導板３６０の第１側３８０（図２０参照）部分に配置される。
【００３２】
前記中央プラスチック壁２６３は、第３及び第４側壁２８４、２８６の間において第１及び第２側壁２８０、２８２に対して実質的に平行に延長する。前記中央プラスチック壁２６３は、熱交換器２６４の熱伝導板３６２の第１側４８０（図２２参照）部分に配置される。
【００３３】
前記第１、第３及び第４側壁２８０、２８４、２８６と前記中央プラスチック壁２６２は、電池セルを収容するための領域を定義する。前記第２、第３及び第４側壁２８２、２８４、２８６は、他の電池セルを収容するための領域を定義する。
【００３４】
前記第１側壁２８０は、それを貫通して延長した孔３００、３０２、３０４を有する。前記孔３００は、流体が流れるようにサブ流路部５５０、５５２と連通する。前記孔３０２は、流体が流れるようにサブ流路部５５４、５５６と連通する。前記孔３０４は、流体が流れるようにサブ流路部５５８、５６０と連通する。
【００３５】
図１７を参照すれば、第２側壁２８２は、それを貫通して延長した孔３１０、３１２、３１４を有する。前記孔３１０は、流体が流れるようにサブ流路部５５０、５５２と連通する。前記孔３１２は、流体が流れるようにサブ流路部５５４、５５６と連通する。前記孔３１４は、流体が流れるようにサブ流路部５５８、５６０と連通する。
【００３６】
図１４及び図１５を参照すれば、第３側壁２８４は、その自体に溝３２０、３２２、３２４、３２６を有する。第４側壁２８６は、その自体に溝３３０、３３２、３３４、３３６を有する。溝３２０、３３０は、それを通じて電池セルの第１及び第２電気ターミナルを収容するように構成される。また、溝３２４、３３４は、それを通じて他の電池セルの第１及び第２電気ターミナルを収容するように構成される。また、溝３２２、３３２は、それを通じてさらに他の電池セルの第１及び第２電気ターミナルを収容するように構成される。最後に、溝３２６、３３６は、それを通じてさらに他の電池セルの第１及び第２電気ターミナルを収容するように構成される。
【００３７】
図２０〜図２２を参照すれば、熱交換器２６４は互いに結合し、流路部５４０を定義する第１及び第２熱伝導板３６０、３６２を備え、前記流路部５４０は、前記第１及び第２熱伝導板３６０、３６２を完全に通過するように延長する。
【００３８】
前記第１熱伝導板３６０は、第１側面３８０及び第２側面３８２を有するシート部３７０を含む。前記シート部３７０は、長く延長した陥凹部３９０、３９２、３９４、３９６、３９８、４００、４０２、４０４、４０６、４０８と、陥凹エッジ部４１０、４１２を含む。一実施例で、前記シート部３７０はアルミニウムから構成され、実質的に四角形状からなる。
【００３９】
前記第２熱伝導板３６２は、第１側面４８０及び第２側面４８２を有するシート部４７０を含む。前記シート部４７０は、長く延長した陥凹部４９０、４９２、４９４、４９６、４９８、５００、５０２、５０４、５０６、５０８と、陥凹エッジ部５１０、５１２を含む。一実施例で、前記シート部４７０は、アルミニウムから構成され、実質的に四角形状からなる。
【００４０】
前記第１熱伝導板３６０は第２熱伝導板３６２に結合することで、長く延長した陥凹部３９０、３９２、３９４、３９６、３９８、４００、４０２、４０４、４０６、４０８と、長く延長した陥凹部４９０、４９２、４９４、４９６、４９８、５００、５０２、５０４、５０６、５０８とが互いにそれぞれ接触して結合するようにし、陥凹エッジ部４１０、４１２と陥凹エッジ部５１０、５１２とが互いに接触して結合するようにする。前記第１及び第２熱伝導板３６０、３６２は、それらの終端長さをもって完全に延長するサブ流路部５５０、５５２、５５４、５５６、５５８、５６０を有する流路部５４０を定義する。
【００４１】
図７を参照すれば、フレーム部材１２４は、上述のフレーム部材１２０と実質的に同一の構造を有する。前記フレーム部材１２４は、実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム５７０、第１及び第２中央プラスチック壁（図示せず）及び熱交換器５７２を有する。
【００４２】
フレーム部材１２８は、上述のフレーム部材１２０と実質的に同一の構造を有する。前記フレーム部材１２８は、実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム５８０、第１及び第２中央プラスチック壁（図示せず）及び熱交換器５８２を有する。
【００４３】
図６、図９及び図１０を参照すれば、前記フレーム部材１２０とエンドプレート２３２は、それらの間に電池セル１５０、１８０を収容するように構成される。また、フレーム部材１２０の熱交換器２６４は、電池セル１５０、１５４の間に配置されて電池セル１５０、１５４と接触する。また、熱交換器２６４は、電池セル１８０、１８４の間に配置されて電池セル１８０、１８４と接触する。
【００４４】
前記フレーム部材１２０、１２４は、それらの間に電池セル１５４、１５８を収容するように構成される。また、前記フレーム部材１２０、１２４は、それらの間に電池セル１８４、１８８を収容するように構成される。前記フレーム部材１２４の熱交換器５７２は、電池セル１５８、１６２の間に配置されて電池セル１５８、１６２と接触する。また、前記熱交換器５７２は、電池セル１８８、１９２の間に配置されて電池セル１８８、１９２と接触する。
【００４５】
前記フレーム部材１２４、１２８は、それらの間に電池セル１６２、１６６を収容するように構成される。また、前記フレーム部材１２４、１２８は、それらの間に電池セル１９２、１９６を収容するように構成される。前記フレーム部材１２８の熱交換器５８２は、電池セル１６６、１７０の間に配置されて電池セル１６６、１７０と接触する。また、前記熱交換器５８２は、電池セル１９６、２００の間に配置されて電池セル１９６、２００と接触する。
【００４６】
前記フレーム部材１２８と前記絶縁レイヤー１４０（図９参照）は、それらの間に電池セル１７０、２００を収容するように構成される。前記フレーム部材１２８の熱交換器５８２は、電池セル１７０、２００に対向するように配置される。前記エンドプレート１２０は、前記絶縁レイヤー１４０がフレーム部材１２８と電池セル１７０、２００との間に配置可能に前記フレーム部材１２８と結合する。
【００４７】
前記電池セル１５０、１５４、１５８、１６２、１６６、１７０、１８０、１８４、１８８、１９２、１９６、２００は、動作電圧を生成するように構成される。一実施例で、電池セル１５０〜２００は、実質的に四角形状の胴体部と一対の電気的ターミナルを有するパウチ型のリチウムイオン電池セルであってもよい。一実施例で、電池セル１５０〜２００は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー（ｂａｔｔｅｒ  ｃｅｌｌ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  ａｎｄ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ：２２０、２２２）上で配線部材（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  ｍｅｍｂｅｒ）を用いて直列で互いに連結できる。また、一実施例で、電池セル１５０〜２００の電気的ターミナルは、超音波溶接機械を用いて対応する配線部材に溶接可能である。前記電池セル１５０〜２００の構造は実質的に互いに同一である。
【００４８】
図９を参照すれば、電池セル１５０は、四角形状のハウジング６４０を有し、ハウジング６４０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル６４２、６４４を備える。前記電気ターミナル６４２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル６４４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００４９】
電池セル１５４は、四角形状のハウジング６５０を有し、ハウジング６５０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル６５２、６５４を備える。前記電気ターミナル６５２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル６５４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５０】
電池セル１５８は、四角形状のハウジング６６０を有し、ハウジング６６０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル６６２、６６４を備える。前記電気ターミナル６６２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル６６４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５１】
電池セル１６２は、四角形状のハウジング６７０を有し、ハウジング６７０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル６７２、６７４を備える。前記電気ターミナル６７２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル６７４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５２】
電池セル１６６は、四角形状のハウジング６８０を有し、ハウジング６８０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル６８２、６８４を備える。前記電気ターミナル６８２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル６８４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５３】
電池セル１７０は、四角形状のハウジング６９０を有し、ハウジング６９０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル６９２、６９４を備える。前記電気ターミナル６９２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル６９４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５４】
電池セル１５０〜１７０の直列組合せは、長く延長した配線部材を用いて電池セル１８０〜２００の直列組合せと電気的に直列で接続する。
【００５５】
図１０を参照すれば、電池セル１８０は、四角形状のハウジング７００を有し、ハウジング７００は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル７０２、７０４を備える。前記電気ターミナル７０２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル７０４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５６】
電池セル１８４は、四角形状のハウジング７１０を有し、ハウジング７１０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル７１２、７１４を備える。前記電気ターミナル７１２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル７１４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５７】
電池セル１８８は、四角形状のハウジング７２０を有し、ハウジング７２０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル７２２、７２４を備える。前記電気ターミナル７２２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル７２４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５８】
電池セル１９２は、四角形状のハウジング７３０を有し、ハウジング７３０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル７３２、７３４を備える。前記電気ターミナル７３２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル７３４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００５９】
電池セル１９６は、四角形状のハウジング７４０を有し、ハウジング７４０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル７４２、７４４を備える。前記電気ターミナル７４２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル７４４は電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００６０】
電池セル２００は、四角形状のハウジング７５０を有し、ハウジング７５０は、第１及び第２端部からそれぞれ延長した電気ターミナル７５２、７５４を備える。前記電気ターミナル７５２は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２０と電気的かつ物理的に連結される。また、電気ターミナル７５４は、電池セル配線及び電圧センシングアセンブリー２２２と電気的かつ物理的に連結される。
【００６１】
図６を参照すれば、エンドプレート２３０、２３２は、フレーム部材１２０、１２４、１２８の流路部５４０、５７４、５８４それぞれを通して冷却空気をガイドするために提供される。前記エンドプレート２３０、２３２はそれらの間にフレーム部材１２０、１２４、１２８と電池セル１５０〜２００を備える。
【００６２】
エンドプレート２３０は、電池モジュール３４の終端方向軸７６８に対して実質的に平行に延長する。前記エンドプレート２３０は、第１端部分７７０と第２端部分７７２を有する。前記第１端部分７７０は、入口孔１１２に向いて電池セル１５０〜１７０それぞれの第１端部を越えて終端方向に延長する。前記第２端部分７７２は、電池セル１８０〜２００それぞれの第２端部を越えて終端方向に延長する。
【００６３】
エンドプレート２３２は、電池モジュール３４の終端方向軸７６８に対して実質的に平行に延長する。前記エンドプレート２３３は、第１端部分７８０と第２端部分７８２を有する。前記第１端部分７８０は、入口孔１１２に向いて電池セル１５０〜１７０それぞれの第１端部を越えて終端方向に延長する。前記第２端部分７８２は、電池セル１８０〜２００それぞれの第２端部を越えて終端方向に延長する。
【００６４】
図５、図６及び図２３〜図２６を参照すれば、熱伝導ハウジング３８は、その内部に電池モジュール３４の電池セルと電気的に接続するＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２を収容するために提供される。前記熱伝導ハウジング３８は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２から出る熱を熱伝導ハウジング３８を通して流れる空気側へ伝達する。前記熱伝導ハウジング３８は、電池モジュール３４と電池パックハウジング３０の出口孔１１４との間に定義された内部領域７４における第２内部空間７８に配置される。前記熱伝導ハウジング３８は、電池パックハウジング３０との間に流路部８０４を定義する。一例で、前記熱伝導ハウジング３８の下部面は、ベース部７０の底から所定の高さに離隔する。前記流路部８０４は、流体が移動可能に、電池モジュール３４の流路部５４０、５７４、５８４及び出口孔１１４と連通する。
【００６５】
熱伝導ハウジング３８は、ハウジング部８００とフレーム部材８０２を含む。前記ハウジング部８００は、底壁８１０とそれから第１方向に沿って外側へ延長した冷却フィン８２０、８２２、８２４、８２６、８４０、８４２、８４４、８４６、８４８を備える。望ましくは、前記冷却フィン８２０〜８４８を構成するプレートは、流体の移動方向に沿って延長し、出口部８７０に向いて徐々にまとめられる。前記冷却フィン８２０〜８４８は、それらの間に流路部８０４が定義されるように互いに離隔する。前記冷却フィン８２０〜８４８は、ベース部７０の底壁９０（図５参照）上に所定の間隔を置いて配置される。一実施例で、前記熱伝導ハウジング３８はアルミニウムから構成される。勿論、代替の実施例で、前記熱伝導ハウジング３８はスチールや、例えば、他の金属合金のような物質から構成することもできる。
【００６６】
図６及び図２３を参照すれば、フレーム部材８０２は、熱伝導ハウジング３８の外部に結合し、電池パックハウジング３０の電気ファン４６と出口孔１１４に向けて空気をガイドする出口部８７０を備える。
【００６７】
図５及び図６を参照すれば、電気ファン４６は、電池パックハウジング３０の出口孔１１４付近の内部領域７４に配置される。前記電気ファン４６は、空気が入口孔１１２、電池モジュールの流路部５４０、５７４、５８４、流路部８０４、電気ファン４６がある部分及び電池パックハウジング３０の出口孔１１４を通して強制的に流れるように作動する。代替の実施例で、前記電気ファン４６は、入口孔１１４の付近に配置可能である。
【００６８】
図６、図７及び図２６を参照すれば、前記熱伝導ハウジング３８のフレーム部材８０２は、エンドプレート２３０の第２端部分７７２側へ延長し、電池モジュール３４の流路部５４０、５７４、５８４が露出した電池モジュール３４の側壁枠に対向する流体誘導板Ａを含む。前記流体誘導板Ａは、縁部に沿って略「コ」字形態で延長した突出フェンス８０１を有する。前記流体誘導板Ａは、電池モジュール３４の流路部５４０、５７４、５８４と前記熱伝導ハウジング３８の下部の流路部８０４とが互いに連通するように前記電池モジュール３４の側壁と最大限近く対向する。他の例で、前記突出フェンス８０１は、前記電池モジュール３４の側壁の縁部と接触することができる。
【００６９】
図５、図２４及び図２５を参照すれば、前記フレーム部材８０２は、ハウジング部８００の下縁部が装着され、前記流体誘導板Ａと連結され、前記下縁部の内側に流路部８０４に対応する空間を形成する装着フレーム８０２ａと、前記装着フレーム８０２ａと連結され、出口部８７０の形状を定義する出口フレーム８０２ｂとを含む。前記装着フレーム８０２ａは、出口部８７０に向いて開口され、ベース部７０の底面に固定できる。望ましくは、前記装着フレーム８０２ａの高さは少なくても前記冷却フィン８２０〜８４８よりも高い。したがって、前記装着フレーム８０２ａは、前記冷却フィン８２０〜８４８の端部を前記ベース部７０の底面から離隔できる。
【００７０】
図６及び図２９を参照すれば、第１温度センサー４８は、電池モジュール３４の少なくとも一つの電池セルと隣接している電池パックハウジング３０の内部領域７４のうち、第１内部空間７６に配置される。前記第１温度センサー４８は、前記電池モジュール３４の少なくとも一つの電池セルに対する温度レベルを示す信号を生成するように構成される。
【００７１】
第２温度センサー５０は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２と隣接している電池パックハウジング３０の内部領域７４のうち、第２内部空間７８内に配置される。前記第２温度センサー５０は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の温度レベルを示す信号を生成するように構成される。
【００７２】
パワーレベルセンサー５２は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２によって出力されるパワーの量をモニターするようにＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２とマイクロプロセッサー５４に電気的に接続する。前記パワーレベルセンサー５２は、マイクロプロセッサー５４によって受信される信号としてＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２によって出力されるパワーの量を示す信号を生成する。
【００７３】
マイクロプロセッサー５４は、第１温度センサー４８、第２温度センサー５０、パワーレベルセンサー５２及び電気ファン４６と動作可能に電気的に接続する。一実施例で、前記マイクロプロセッサー５４は、第１温度センサー４８から出る信号、第２温度センサー５０から出る信号、パワーレベルセンサー５２から出る信号を受信し、後述するように、これらの信号に基づいて電気ファン４６の動作を制御するようにプログラムされている。
図６、図１４、図１６、図１７及び図２７を参照すれば、一実施例による電池モジュール３４部分の組立て方法についてのフローチャートが提供される。
【００７４】
段階９００で、使用者は電池セル１５４、１８４を提供する。段階９００の後に、前記方法は段階９０２へ進む。
【００７５】
段階９０２で、使用者は実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム２６０及び熱交換器２６４を有するフレーム部材１２０を提供する。前記熱交換器２６４は互いに結合し、その間を通して延長した流路部５４０（図１７参照）を定義する第１及び第２熱伝導板３６０、３６２を有する。前記流路部５４０は、少なくとも前記第１及び第２熱伝導板３６０、３６２を通して延長するサブ流路部５５４、５５８を有する。前記実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム２６０は、前記第１及び第２熱伝導板３６０、３６２の外郭の周り領域に結合する。前記実質的に四角のリング状の外郭プラスチックフレーム２６０は、第１、第２、第３及び第４側壁２８０、２８２、２８４、２８６を有する。前記第１及び第２側壁２８０、２８２は互いに実質的に平行に延長する。前記第３及び第４側壁２８４、２８６は、前記第１及び第２側壁２８０、２８２の間に結合し、互いに実質的に平行に延長し、前記第１及び第２側壁２８０、２８２に対しては実質的に垂直に延長する。前記第１側壁２８０は、これを貫通してサブ流路部５５４、５５８それぞれと連通する孔３０２、３０４（図１４参照）を有する。前記第２側壁２８２は、これを貫通してサブ流路部５５４、５５８のそれぞれと連通する孔３１２、３１４（図１７参照）を有する。段階９０２の後、前記方法は段階９０４へ進む。
【００７６】
段階９０４で、使用者は、熱交換器２６４の第１熱伝導板３６０の第１側面に対向するよう第１側面上に電池セル１５４を配置する。段階９０４の後、前記方法は段階９０６へ進む。
【００７７】
段階９０６で、使用者は、熱交換器２６４の第１熱伝導板３６０の第１側面に対向するよう第１側面上に電池セル１８４を配置する。これによって、前記電池セル１８４は、電池セル１５４にも隣接して配置される。段階９０６の後、前記方法は段階９０８へ進む。
【００７８】
段階９０８で、使用者は、電池セル１５８、１８８及び熱交換器５７２を有するフレーム部材１２４を提供する。段階９０８の後、前記方法は段階９１０へ進む。
【００７９】
段階９１０で、使用者は、電池セル１５４に対向するよう電池セル１５４上に電池セル１５８を配置する。段階９１０の後、前記方法は段階９１２へ進む。
【００８０】
段階９１２で、使用者は、電池セル１８４に対向するよう電池セル１８４上に電池セル１８８を配置する。段階９１２の後、前記方法は段階９１４へ進む。
【００８１】
段階９１４で、電池セル１５８、１８８上に熱交換器５７２を配置する。
【００８２】
図２、図６及び図２８を参照すれば、他の実施例によって電池パック１０の組立て方法を示したフローチャートが提供される。
【００８３】
段階９３０で、使用者は電池パックハウジング３０、電池モジュール３４、熱伝導ハウジング３８及び電気ファン４６を提供する。前記電池パックハウジング３０は、内部領域７４を定義する。また、前記電池パックハウジング３０は前記内部領域７４と連通する入口孔１１２及び出口孔１１４を含む。前記電池モジュール３４は、電池セル１５４、熱交換器２６４及びエンドプレート２３０、２３２を有する。前記電池セル１５４と前記熱交換器２６４は互いに対向するように配置され、前記エンドプレート２３０、２３２の間に配置される。前記熱交換器２６４は、それを貫通する流路部５４０を定義する。前記電池セル１５４は、第１及び第２端部を有する。前記エンドプレート２３０は、前記電池モジュール３４の終端方向軸７６８と実質的に平行に延長する。前記エンドプレート２３０は、第１端部分７７０及び第２端部分７７２を有する。前記エンドプレート２３０の第１端部分７７０は、電池セル１５４の第１端部を越えて終端方向に延長する。前記エンドプレート２３０の第２端部分７７２は電池セル１５４の第２端部を越えて終端方向に延長する。前記エンドプレート２３２は、前記電池モジュール３４の終端方向軸７６８と実質的に平行に延長する。前記エンドプレート２３２は第１端部分７８０及び第２端部分７８２を有する。前記エンドプレート２３２の第１端部分７８０は、電池セル１５４の第１端部を越えて終端方向に延長する。前記エンドプレート２３２の第２端部分７８２は、電池セル１５４の第２端部を越えて終端方向に延長する。段階９３０の後、前記方法は段階９３２へ進む。
【００８４】
段階９３２で、使用者は、前記電池モジュール３４を入口孔１１２に隣接した電池パックハウジング３０の内部領域７４に配置する。段階９３２の後、前記方法は段階９３４へ進む。
【００８５】
段階９３４で、使用者は、熱伝導ハウジング３８を電池モジュール３４と電池パックハウジング３０の出口孔１１４との間にある電池パックハウジング３０の内部領域７４に配置する。前記熱伝導ハウジング３８は、電池パックハウジング３０との間に流路部８０４を定義する。前記流路部８０４は、流体が流れるように流路部５４０と連通する。段階９３４の後、前記方法は段階９３６へ進む。
【００８６】
段階９３６で、使用者は、電池パックハウジング３０の出口孔１１４付近の電池パックハウジング３０の内部領域７４に電気ファン４６を配置する。前記電気ファンは、空気が入口孔、流路部５４０、８０４、前記電気ファン４６がある部分及び電池パックハウジング３０の出口孔１１４を通して強制的に流れるように作動する。
【００８７】
図６、図２９及び図３０を参照すれば、電池モジュール３４及びＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の冷却を目的として、電気ファン４６の動作速度を制御するためにマイクロプロセッサー５４によって利用可能なものとしてメモリーデバイス５５に保存された第１例示表９６０が示されている。前記第１例示表９６０は、レコード９６２、９６４、９６６、９６８、９７０、９７２、９７４、９７６、９７８、９８０、９８２を含む。各レコードは、次のようなフィールド、即ち、（ｉ）ファンの速度百分率、（ｉｉ）電池セルの温度、（ｉｉｉ）ＤＣ−ＤＣ電圧変換器の温度、及び（ｉｖ）ＤＣ−ＤＣ電圧変換器の出力パワーレベルを含む。前記マイクロプロセッサー５４は、電池セル温度レベル、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器温度レベル及びＤＣ−ＤＣ電圧変換器の出力パワーレベルを決定し、このような値を前記第１例示表９６０のインデックスとして活用して電気ファン４６に対し、対応するファン速度百分率値を決定する。それから、前記マイクロプロセッサー５４は、三つの値のうち最も高いファン速度百分率値を選択し、前記電気ファン４６が前記最も高いファン速度百分率値に対応する動作速度で動作させる制御値を生成する。例えば、電池セルの温度レベルが３８℃であれば、前記マイクロプロセッサー５４は、レコード９６４をアクセスして電気ファン４６の臨界動作速度の１０％に当る０．１を第１ファン速度百分率値として選択する。また、もしＤＣ−ＤＣ電圧変換器の温度レベルが９０℃であれば、前記マイクロプロセッサー５４は、レコード９６６をアクセスして電気ファン４６の臨界動作速度の２０％に当る０．２を第２ファン速度百分率値として選択する。また、もしＤＣ−ＤＣ電圧変換器の出力パワーレベルが７５０ワットであれば、前記マイクロプロセッサー５４は、レコード９６８をアクセスして電気ファン４６の臨界動作速度の３０％に当る０．３を第３ファン速度百分率値として選択する。それから、前記マイクロプロセッサーは、電気ファン４６を制御するために、０．１、０．２及び０．３のうち最も高い値である０．３を選択する。
【００８８】
図６及び図３１〜図３３を参照すれば、さらに他の実施例によって電池パック１０にある電気ファン４６の動作を制御するための方法をフローチャートで示している。
【００８９】
段階１０２０で、使用者は、電池パックハウジング３０、電池モジュール３４、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２、第１温度センサー４８、第２温度センサー５０及びマイクロプロセッサー５４を含む電池パック１０を提供する。前記電池パックハウジング３０は、第１内部空間７６及び第２内部空間７８を含む内部領域７４を定義する。前記電池パックハウジング３０は、前記第１内部空間７６と連通した入口孔１１２及び前記第２内部空間７８と連通された出口孔１１４を有する。前記電池モジュール３４は、前記入口孔１１２付近の電池パックハウジング３０の第１内部空間７６内に配置される。前記電池モジュール３４は、熱交換器２６４に対向する少なくとも一つの電池セルを有する。前記熱交換器２６４は、前記入口孔１１２から前記第１内部空間７６へ入る空気を受け入れ、少なくとも一つの電池セル（例えば、電池セル１５０）を冷却するように構成される。前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２は、前記熱交換器２６４の付近に流れる空気によって追加的に冷却されるよう前記第２内部空間７８に配置される。前記電気ファン４６は、空気が入口孔１１２から第１及び第２内部空間７６、７８を経て出口孔１１４にまで強制的に流れるように動作する。前記第１温度センサー４８は、第１内部空間７６に配置される。前記第２温度センサー５０は、第２内部空間７８に配置される。前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１及び第２温度センサー４８、５０と動作可能に連結される。段階１０２０の後、前記方法は段階１０２２へ進む。
【００９０】
段階１０２２で、第１温度センサー４８は、前記マイクロプロセッサー５４によって受信される信号として電池セルの第１温度レベルを示す第１信号を生成する。段階１０２２の後、前記方法は段階１０２４へ進む。
【００９１】
段階１０２４で、第２温度センサー５０は、前記マイクロプロセッサー５４によって受信される信号としてＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の第２温度レベルを示す第２信号を生成する。段階１０２４の後、前記方法は段階１０２６へ進む。
【００９２】
段階１０２６で、前記マイクロプロセッサー５４は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２によって出力される電気的パワーの量を決定する。一実施例で、前記マイクロプロセッサー５４は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２から出力されるパワーの量を示す信号をパワーレベルセンサー５２から受信する。そして、前記マイクロプロセッサー５４は、該当の信号に基づいて出力される電気的パワーの量を決定する。段階１０２６の後、前記方法は段階１０３２へ進む。
【００９３】
段階１０３２で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１温度レベルに基づいて前記電気ファン４６に対する第１ファン速度百分率値を決定する。段階１０３２の後、前記方法は段階１０３４へ進む。
【００９４】
段階１０３４で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２温度レベルに基づいて前記電気ファン４６に対する第２ファン速度百分率値を決定する。段階１０３４の後に、前記方法は段階１０３６へ進む。
【００９５】
段階１０３６で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２から出力される電気的パワーの量に基づいて前記電気ファン４６に対する第３ファン速度百分率値を決定する。段階１０３６の後に、前記方法は段階１０３８へ進む。
【００９６】
段階１０３８で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１ファン速度百分率値が前記第２ファン速度百分率値以上であるか否かと、前記第１ファン速度百分率値が前記第３ファン速度百分率値以上であるか否かを決定する。もし、段階１０３８における判断値が「はい」であれば、前記方法は段階１０４０へ進み、反対の場合でれば、前記方法は段階１０４４へ進む。
【００９７】
段階１０４０で、前記マイクロプロセッサー５４は、第１ファン速度百分率値を選択する。段階１０４０の後、前記方法は段階１０４２へ進む。
【００９８】
段階１０４２で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファン４６を動作させる第１制御信号を生成する。段階１０４２の後に、前記方法は段階１０２２に戻る。
【００９９】
また、段階１０３８を参照すれば、段階１０３８の値が「いいえ」であれば、前記方法は段階１０４４へ進む。段階１０４４で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２ファン速度百分率値が第１ファン速度百分率値以上であるか否かと、前記第２ファン速度百分率値が第３ファン速度百分率値以上であるか否かを決定する。段階１０４４の後に、前記方法は段階１０４６へ進む。
【０１００】
段階１０４６において、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２ファン速度百分率値を選択する。段階１０４６の後に、前記方法は段階１０５２へ進む。
【０１０１】
段階１０５２で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファン４６を動作させる第２制御信号を生成する。段階１０５２の後、前記方法は段階１０５４へ進む。
【０１０２】
段階１０５４で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第３ファン速度百分率値が前記第１ファン速度百分率値以上であるか否かと、前記第３ファン速度百分率値が前記第２ファン速度百分率値以上であるか否かを決定する。もし、段階１０５４における判断値が「はい」であれば、前記方法は段階１０５６に進み、反対の場合、前記方法は段階１０２２に戻る。
【０１０３】
段階１０５６で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第３ファン速度百分率値を選択する。段階１０５６の後に、前記方法は段階１０５８へ進む。
【０１０４】
段階１０５８で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第３ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファン４６を動作させる第３制御信号を生成する。
【０１０５】
図２９及び図３４を参照すれば、電池モジュール３４及びＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の冷却を目的で電気ファン４６の動作速度を制御するためにマイクロプロセッサー５４によって利用可能なものとしてメモリーデバイス５５に保存された第２例示表１１６０を示している。前記第２例示表１１６０は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の出力パワーレベルがレコードにないという点を除いては、前記第１例示表と実質的に類似である。前記第２例示表１１６０は、レコード１１６２、１１６４、１１６６、１１６８、１１７０、１１７２、１１７４、１１７６、１１７８、１１８０、１１８２を含む。各レコードは、次のようなフィールド、即ち、（ｉ）ファン速度百分率値、（ｉｉ）電池セル温度及び（ｉｉｉ）ＤＣ−ＤＣ電圧変換器温度を含む。前記マイクロプロセッサー５４は、電池セル温度レベル及びＤＣ−ＤＣ電圧変換器温度レベルを決定し、このような値を前記第２例示表１１６０のインデックスとして活用して電気ファン４６に対し、対応するファン速度百分率値を決定する。それから、前記マイクロプロセッサー５４は、二つの値のうち最も高いファン速度百分率値を選択し、前記電気ファン４６が前記最も高いファン速度百分率値に対応する動作速度で動作させる制御値を生成する。例えば、電池セルの温度レベルが３８℃であれば、前記マイクロプロセッサー５４は、レコード１１６４をアクセスして電気ファン４６の臨界動作速度の１０％に当る０．１を第１ファン速度百分率値として選択する。また、もしＤＣ−ＤＣ電圧変換器の温度レベルが９０℃であれば、前記マイクロプロセッサー５４は、レコード１１６６をアクセスして電気ファン４６の臨界動作速度の２０％に当る０．２を第２ファン速度百分率値として選択する。それから、前記マイクロプロセッサー５４は、電気ファン４６を制御するために、ファン速度百分率値０．１及び０．２のうち最も高い値である０．２を電気ファン４６のファン速度百分率値として選択する。
【０１０６】
図６及び図３４〜図３５を参照すれば、さらに他の実施例による電池パック１０に含まれた電気ファン４６の動作を制御するための方法をフローチャートで示す。
【０１０７】
段階１２００で、使用者は、電池パックハウジング３０、電池モジュール３４、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２、第１温度センサー４８、第２温度センサー５０及びマイクロプロセッサー５４を含む電池パック１０を提供する。前記電池パックハウジング３０は、第１内部空間７６及び第２内部空間７８を含む内部領域７４を定義する。前記電池パックハウジング３０は、前記第１内部空間７６と連通した入口孔１１２及び前記第２内部空間７８と連通した出口孔１１４を有する。前記電池モジュール３４は、前記入口孔１１２付近の電池パックハウジング３０の第１内部空間７６内に配置される。前記電池モジュール３４は、熱交換器２６４に対向する少なくとも一つの電池セル（例えば、電池セル１５０）を有する。前記熱交換器２６４は、前記入口孔１１２から前記第１内部空間７６へ入る空気を受け入れ、少なくとも一つの電池セルを冷却するように構成される。前記ＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２は、前記熱交換器２６４の付近に流れる空気によって追加的に冷却されるよう前記第２内部空間７８に配置される。前記電気ファン４６は、空気が入口孔１１２から第１及び第２内部空間７６、７８を経て出口孔１１４にまで強制的に流れるように動作する。前記第１温度センサー４８は、第１内部空間７６に配置される。前記第２温度センサー５０は、第２内部空間７８に配置される。前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１及び第２温度センサー４８、５０と動作可能に連結される。
【０１０８】
段階１２０２で、第１温度センサー４８は、前記マイクロプロセッサー５４によって受信される信号として電池セルの第１温度レベルを示す第１信号を生成する。段階１２０２の後、前記方法は段階１２０４へ進む。
【０１０９】
段階１２０４で、第２温度センサー５０は、前記マイクロプロセッサー５４によって受信される信号としてＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の第２温度レベルを示す第２信号を生成する。段階１２０４の後、前記方法は段階１２０６へ進む。
【０１１０】
段階１２０６で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１温度レベルに基づいて前記電気ファン４６に対する第１ファン速度百分率値を決定する。段階１２０６の後、前記方法は段階１２０８へ進む。
【０１１１】
段階１２０８で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２温度レベルに基づいて前記電気ファン４６に対する第２ファン速度百分率値を決定する。段階１２０８の後、前記方法は段階１２１０へ進む。
【０１１２】
段階１２１０で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１ファン速度百分率値が前記第２ファン速度百分率値以上であるか否かを決定する。もし、段階１２１０での判断値が「はい」であれば、前記方法は段階１２１２へ進み、反対の場合、前記方法は段階１２１６へ進む。
【０１１３】
段階１２１２で、前記マイクロプロセッサー５４は、第１ファン速度百分率値を選択する。段階１２１２の後に、前記方法は段階１２１４へ進む。
【０１１４】
段階１２１４で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第１ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファン４６を動作させる第１制御信号を生成する。段階１２１４の後、前記方法は段階１２０２へ戻る。
【０１１５】
また、段階１２１０を参照すれば、段階１２１０の値が「いいえ」であれば、前記方法は段階１２１６へ進む。段階１２１６で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２ファン速度百分率値が第１ファン速度百分率値以上であるか否かを決定する。もし、段階１２１６の値が「はい」であれば、前記方法は段階１２１８へ進み、反対の場合、前記方法は段階１２０２へ戻る。
【０１１６】
段階１２１８で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２ファン速度百分率値を選択する。段階１２１８の後、前記方法は段階１２２０へ進む。
【０１１７】
段階１２２０で、前記マイクロプロセッサー５４は、前記第２ファン速度百分率値に対応する動作速度で前記電気ファン４６を動作させる第２制御信号を生成する。段階１２２０の後、前記方法は段階１２０２へ戻る。
【０１１８】
前記マイクロプロセッサー５４は、図３１〜図３３及び図３５〜図３６で説明した方法の少なくとも一部を具現するためにソフトウェアアルゴリズムを行うために提供される。特に、ここで説明した上述の方法の少なくとも一部は、少なくとも前記方法を行うためのコンピューター実行命令を含む一つ以上のコンピューター判読可能なメディアの形態に具体化することができる。前記コンピューター判読可能なメディアは、一つ以上のメモリーデバイス及び／または一つ以上の不揮発性メモリーデバイスを含み、前記コンピューター実行命令は、一つ以上のメモリーデバイスにロードされて前記マイクロプロセッサー５４によって実行可能である。前記マイクロプロセッサー５４は、ここで説明された方法の少なくとも一部を具現するためにプログラムされた装置であり得る。
【０１１９】
前記電池パック１０と、前記電池モジュール３４及びＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２を冷却するために電気ファン４６を制御するための方法は、他の電池パックや方法に対して実質的な利点を提供する。特に、前記電池パック１０は、電池モジュール３４とＤＣ−ＤＣ電圧変換器４２の第１及び第２温度レベルをそれぞれモニターし、前記第１及び第２温度レベルに基づいて前記電気ファン４６に対する第１及び第２ファン速度百分率値をそれぞれ決定できるマイクロプロセッサー５４を含む。前記マイクロプロセッサー５４は、前記電気ファン４６の動作速度を制御するために前記第１及び第２ファン速度百分率値のうち最も高いファン速度百分率値を選択する。
【０１２０】
本発明が、制限された実施例によって詳細に説明されたが、本発明はかかる開示の実施例に限定されない。本発明は、今まで説明されていない本発明の思想と範囲に適するあらゆる変形、変化、代替またはこれに相応する変更を含んで変形され得る。加えて、本発明の多様な実施例が説明されたが、本発明の様態は上述の実施例の一部のみを含み得る。したがって、本発明は、前述の説明によって制限されない。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明によれば、電池パックに含まれた電池セルの冷却のために用いられる空気をＤＣ−ＤＣ電圧変換器側へ流すことで、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器を効果的に冷却することができる。
【０１２２】
本発明の他面によれば、電池パックの内部で熱を発生する要素の温度レベルに基づいて、電気ファンに対する複数個の駆動速度百分率値を決定して駆動速度百分率値のうち最も高い駆動速度百分率で電気ファンを駆動することで、電池パックの内部温度を適正に維持することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  電池パック
４２  ＤＣ−ＤＣ電圧変換器
４６  電気ファン
４８  第１温度センサー
５０  第２温度センサー
５４  マイクロプロセッサー
７６  第１内部空間
７８  第２内部空間
１５０、１５４、１５８、１８４、１８８  電池セル
【図１】
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【図２】
0006403141.tif 000003
【図３】
0006403141.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006403141.tif 000006
【図６】
0006403141.tif 000007
【図７】
0006403141.tif 000008
【図８】
0006403141.tif 000009
【図９】
0006403141.tif 000010
【図１０】
0006403141.tif 000011
【図１１】
0006403141.tif 000012
【図１２】
0006403141.tif 000013
【図１３】
0006403141.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0006403141.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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