H - Electricity – 01 – M
Patent
H - Electricity
01
M
H01M 2/10 (2006.01) H01M 2/02 (2006.01) H01M 2/12 (2006.01) H01M 2/20 (2006.01) H01M 10/34 (2006.01) H01M 10/50 (2006.01) H01M 10/52 (2006.01) H01M 10/04 (2006.01)
Patent
CA 2276569
Mechanically and thermally improved rechargeable batteries, modules and fluid-cooled battery systems are disclosed herein. The battery is prismatic in shape with an optimized thickness to width to height aspect ratio which provides the battery with balanced optimal properties when compared to prismatic batteries lacking this optimized aspect ratio. The optimized thickness, width and height allow for maximum capacity and power output, while eliminating deleterious side effects. The battery case allows for unidirectional expansion which is readily compensated for by applying external mechanical compression counter to that direction. In the module (32), the batteries are bound within a bundling/compression means under external mechanical compression which is optimized to balance outward pressure due to expansion and provide additional inward compression to reduce the distance between the positive and negative electrodes, thereby increasing overall battery power. The fluid-cooled battery pack (39) includes a battery-pack case (40) having coolant inlets (41) and outlets (42); battery modules within the case such that they are spaced from the case walls and from each other to form coolant flow channels (43) along at least one surface of the bundled batteries; and at least one coolant transport means (44). The width of the coolant flow channels allows for maximum heat transfer. Finally, the batteries, modules and packs can also include means for providing variable thermal insulation to at least that portion of the rechargeable battery system which is most directly exposed to ambient thermal conditions, so as to maintain the temperature of the system within the desired operating range thereof under variable ambient conditions.
L'invention concerne des batteries, de modules de batteries et des systèmes de batteries refroidis par un fluide, rechargeables et améliorés au niveau mécanique et thermique. La batterie a la forme d'un prisme avec une épaisseur, une largeur et une hauteur relatives optimisées, conférant à la batterie des propriétés optimales par comparaison avec des batteries prismatiques ne présentant pas de telles proportions optimisées. L'optimisation de l'épaisseur, de la largeur et de la hauteur permettent une capacité maximale et un courant fourni maximum, tout en éliminant les effets secondaires indésirables. Le boîtier de la batterie permet une dilatation unidirectionnelle qui est compensée, de manière appropriée, en appliquant une force de compression mécanique externe dans le sens opposé à cette direction. Dans le module (32), les batteries sont liées par des moyens d'assemblage/compression en appliquant une pression mécanique externe qui est optimisée pour équilibrer la pression vers l'extérieur due à la dilatation et qui assure une compression additionnelle vers l'intérieur, pour diminuer la distance entre les électrodes positives et négatives, ce qui augmente la puissance globale des batteries. L'assemblage (39) de batteries refroidi par un fluide comprend un boîtier (40) pour l'assemblage de batteries ayant des entrées (41) et des sorties (42) pour le fluide de refroidissement; des modules de batteries dans le boîtier disposés de manière à être espacés des parois du boîtier et également entre eux, ce qui permet d'avoir des canaux de circulation (43) pour le fluide de refroidissement le long d'au moins une surface des batteries assemblées; et au moins un moyen (44) pour faire circuler le fluide de refroidissement. La largeur des canaux pour la circulation du fluide de refroidissement permet d'assurer un échange thermique optimum. Finalement, les batteries, les modules et les assemblages peuvent également comporter des moyens pour assurer une isolation thermique variable au moins de la portion du système de batteries rechargeables qui est la plus directement exposée aux conditions thermiques ambiantes, de manière à maintenir la température du système dans la plage de fonctionnement souhaitée, lorsque les conditions ambiantes varient.
Corrigan Dennis A.
Dhar Subhash K.
Fillmore Donn
Gow Philippe
Higley Lin
Macrae & Co.
Ovonic Battery Company Inc.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1637964