DE10003247A1 - Stromquelle enthaltend wiederaufladbare Batterien - Google Patents
Stromquelle enthaltend wiederaufladbare BatterienInfo
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Abstract
Die Stromquelle ist mit einem Haltergehäuse versehen, das eine Vielzahl von schlanken Stromversorgungsmodulen beherbergt. Kühlluft geht über die Oberflächen der Stromversorgungsmodule hinweg, indem Luft durch das Haltergehäuse hindurchgeleitet wird. Ein Luftkanal ist in dem Haltergehäuse gebildet, und Zwischenlufteinlässe münden auf dem Weg des Luftkanals. Eine Vielzahl von Reihen von Stromversorgungsmodulen, die in dem Haltergehäuse untergebracht sind, wird durch Luft gekühlt, die aus den Zwischenlufteinlässen austritt.
Description
Diese Anmeldung basiert auf Nr. 22028, angemeldet am
29. Januar 1999, und Nr. 94634, angemeldet am 1. April 1999 in
Japan, deren Inhalte durch Bezugnahme hierin einverleibt
wird.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochstromenergiequelle,
wie sie hauptsächlich zum Antreiben eines Antriebsmotors
für Kraftfahrzeuge wie Hybridkraftfahrzeuge und Elektromo
bile benutzt wird.
Eine Hochstromenergiequelle, die zum Speisen eines Kraft
fahrzeugantriebsmotors benutzt wird, hat eine hohe Aus
gangsspannung durch Reihenschaltung von Stromversorgungsmo
dulen. Das dient dem Zweck, die Antriebsmotorausgangslei
stung zu steigern. In einer Stromquelle, die für diesen Typ
von Anwendung benutzt wird, fließt ein extrem hoher Strom
durch die Batterien. Zum Beispiel fließt bei Hybridkraft
fahrzeugen ein extrem hoher Strom durch die Batterien, wenn
gestartet und beschleunigt wird. Das ist deshalb der Fall,
weil die Kraftfahrzeuge mittels Batteriestrom beschleunigt
werden. Darüber hinaus fließt auch ein hoher Strom durch
die Batterien, wenn diese in kurzer Zeit schnell aufgeladen
werden.
Die Hochstromenergiequelle verlangt eine Zwangskühlung,
wenn die Temperatur der Batterien ansteigt. Bei einer
Stromquelle, in welcher eine Vielzahl von Reihen von Strom
versorgungsmodulen auf eine laterale Weise in einem Halter
gehäuse untergebracht ist, ist es wichtig, jedes Stromver
sorgungsmodul auf gleiche Weise zu kühlen. Wenn eine Tempe
raturdifferenz in den Batterien erzeugt wird, kann es
leicht vorkommen, daß der Wirkungsgrad von Hochtemperatur
batterien sich verschlechtert.
Beispielsweise ist der Aufbau zum Unterbringen einer Viel
zahl von Stromversorgungsmodulen in einem Haltergehäuse und
zum gleichen Kühlen jedes Stromversorgungsmoduls in der ja
panischen nichtgeprüften Patentveröffentlichung
HEI 10-270095 (1998) beschrieben. Gemäß der Darstellung in der
Querschnittsansicht von Fig. 1 ist ein in der Veröffentli
chung beschriebenes Haltergehäuse 102 mit einem Lufteinlaß
1035 in dem unteren Teil und mit einem Luftauslaß 1036 in
dem oberen Teil versehen, und zum Kühlen von Stromversor
gungsmodulen 101 läßt es Luft von dem Lufteinlaß 1035, der
in dem unteren Teil angeordnet ist, in den Luftauslaß 1036
in dem oberen Teil strömen. Kühlungseinstellrippen 1047
sind bei dem Haltergehäuse 102 vorgesehen, um die Geschwin
digkeit der Luft einzustellen, die über die Oberfläche der
Stromversorgungsmodule 101 strömt.
Ein Haltergehäuse mit diesem Aufbau macht die Geschwindig
keiten der Luft, die über die Oberfläche der Stromversor
gungsmodule strömt, welche in dem oberen Teil vorgesehen
sind, höher als die Geschwindigkeit der Luft, die über die
Oberfläche der Stromversorgungsmodule strömt, welche in dem
unteren Teil vorgesehen sind. Wenn die Geschwindigkeiten
der Luft, die über die Oberflächen der oberen und unteren
Stromversorgungsmodule strömt, dieselben sind, werden die
unteren Stromversorgungsmodule wirksamer gekühlt als die
oberen Stromversorgungsmodule, da die Temperatur der Luft,
die über die Oberfläche der unteren Stromversorgungsmodule
strömt, niedriger ist als die Temperatur der Luft, die über
die Oberfläche der oberen Stromversorgungsmodule strömt,
und dadurch wird die Temperaturdifferenz erzeugt.
Spalte zwischen den Kühlungseinstellrippen und den Strom
versorgungsmodulen werden so gebildet, daß sie zu dem obe
ren Teil hin allmählich schmaler werden, um die Geschwin
digkeit der Luft, die über die Oberfläche der Stromversor
gungsmodule in dem oberen Teil strömt, höher zu machen als
die Geschwindigkeit der Luft, die in dem unteren Teil
strömt. Das ist deshalb der Fall, weil die Luftgeschwindig
keit höher wird, wenn die Spalte schmaler ausgebildet sind.
Eine Stromquelle mit diesem Aufbau kann die oberen und die
unteren Stromversorgungsmodule unter denselben Umständen
kühlen, nämlich die unteren Stromversorgungsmodule werden
durch Luft niedriger Temperatur gekühlt und die oberen Mo
dule werden durch schnell strömende Luft gekühlt. Bei die
sem Aufbau ist es jedoch extrem schwierig, die oberen und
die unteren Stromversorgungsmodule unter denselben Bedin
gungen zu kühlen. Das ist deshalb der Fall, weil die Kühl
lufttemperatur der unteren Stromversorgungsmodule niedrig
ist und die Kühllufttemperatur der oberen Stromversorgungs
module hoch ist. Selbst wenn die Geschwindigkeit der Luft,
die über die Oberfläche der oberen Stromversorgungsmodule
strömt, erhöht wird, ist es schwierig, die oberen Stromver
sorgungsmodule wirksam zu kühlen, die wie die unteren
Stromversorgungsmodule durch Luft hoher Temperatur gekühlt
werden. Aus diesem Grund können Stromversorgungsmodule, die
in der Nähe eines Lufteinlasses vorgesehen sind, wirksam
gekühlt werden, wohingegen Stromversorgungsmodule, die in
der Nähe eines Luftauslasses vorgesehen sind, nicht wirksam
gekühlt werden können. Dieser Typ von Energiequelle hat den
Nachteil, daß die Temperaturdifferenz erzeugt wird. Die
Stromversorgungsmodule, die in der Nähe des Luftauslasses
vorgesehen sind, sind auch dadurch benachteiligt, daß sich
ihr Wirkungsgrad leicht verschlechtern kann.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um diese Ar
ten von Problemen bei bekannten Stromquellen zu lösen. Es
ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine
Stromquelle zu schaffen, bei der die gesamten Stromversor
gungsmodule, die in dem Haltergehäuse untergebracht sind,
gleich und effizient gekühlt werden können und bei der ver
hindert wird, daß der Wirkungsgrad der Batterien sich ver
schlechtert, verursacht durch die Temperaturdifferenz.
Die obigen und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung
werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit den
beigefügten Zeichnungen vollständiger deutlich werden.
Die Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung ist mit ei
nem Haltergehäuse versehen, in welchem eine Vielzahl von
Reihen von schlanken Stromversorgungsmodulen in paralleler
Anordnung untergebracht ist. Die Stromversorgungsmodule
werden gekühlt, indem Luft durch das Haltergehäuse hin
durchgeleitet wird.
Weiter, die Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung ist
mit einem Lufteinlaß an einem Ende und mit einem Luftauslaß
an dem anderen Ende versehen. Ein Luftkanal ist zwischen
dem Lufteinlaß und dem Luftauslaß gebildet. Der Luftkanal
ist mit Zwischenlufteinlässen versehen zum Einleiten von
Luft in den Luftkanal. In dieser Stromquelle liefern sowohl
der Lufteinlaß als auch die Zwischenlufteinlässe Luft an
den Luftkanal zum Kühlen einer Vielzahl von Reihen von
Stromversorgungsmodulen, die in dem Haltergehäuse unterge
bracht sind.
Eine Stromquelle dieses Aufbaus hat das Merkmal, daß die
gesamten Stromversorgungsmodule, die in dem Haltergehäuse
untergebracht sind, gleich gekühlt werden können und daß
verhindert werden kann, daß sich der Wirkungsgrad der Bat
terien wegen der Temperaturdifferenz verschlechtert. Die
Stromquelle kann sämtliche Stromversorgungsmodule gleich
und wirksam kühlen, indem sowohl die Lufteinlässe als auch
die Zwischenlufteinlässe Luft an den Luftkanal liefern.
Weiter, in der Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung
können Luftauslässe an beiden Enden eines Haltergehäuses
vorgesehen sein, und Zwischenlufteinlässe, die durch das
Haltergehäuse hindurchführen, können auf dem Weg des Luft
kanals vorgesehen sein. Dadurch strömt Luft in einen Luft
kanal, der in dem Haltergehäuse angeordnet ist, durch die
Zwischenlufteinlässe. Die Luft, die in den Luftkanal
strömt, kühlt zwangsläufig eine Vielzahl von Stromversor
gungsmodulen, die in dem Luftkanal angeordnet sind.
Eine Stromquelle mit diesem Aufbau hat das Merkmal, daß
sämtliche Stromversorgungsmodule, die in dem Haltergehäuse
untergebracht sind, gleich und effizient gekühlt werden
können und daß verhindert werden kann, daß sich der Wir
kungsgrad der Batterien wegen der Temperaturdifferenz ver
schlechtert. Speziell können in dieser Stromquelle mit die
sem Aufbau Stromversorgungsmodule, die in der Mitte des
Haltergehäuses untergebracht sind, wirksam gekühlt werden,
indem kalte Luft von den Zwischenlufteinlässen aus durch
den mittleren Teil des Haltergehäuses hindurchgeleitet
wird, der als am schwierigsten zu kühlender Teil angesehen
wird.
Fig. 1 ist ein Querschnitt, der eine bekannte Stromquelle
zeigt.
Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht, die eine
Ausführungsform der Stromquelle nach der vorliegenden Er
findung zeigt.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schrägansicht, die eine Ober
flächenform des Haltergehäuses der in Fig. 2 gezeigten
Stromquelle zeigt.
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das eine Ausführungsform der
Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines Stromversorgungsmoduls,
der in der Stromquelle untergebracht ist, die in Fig. 2 ge
zeigt ist.
Fig. 6 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht, die
den Verbindungsaufbau für Batterien des Stromversorgungsmo
duls zeigt, der in Fig. 5 gezeigt ist.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines
weiteren Stromversorgungsmodulbatterieverbindungsaufbaus
zeigt.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines
weiteren Stromversorgungsmodulbatterieverbindungsaufbaus
zeigt.
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines
weiteren Stromversorgungsmodulbatterieverbindungsaufbaus
zeigt.
Fig. 10 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht,
die den positivseitigen Elektrodenklemmenverbindungsaufbau
für den Stromversorgungsmodul zeigt, der in Fig. 5 gezeigt
ist.
Fig. 11 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht,
die den negativseitigen Elektrodenklemmenverbindungsaufbau
für den Stromversorgungsmodul zeigt, der in Fig. 5 gezeigt
ist.
Fig. 12 ist eine vergrößerte Schrägansicht der positiven
Elektrodenklemme, die in Fig. 10 gezeigt ist.
Fig. 13 ist eine vergrößerte Schrägansicht der negativen
Elektrodenklemme, die in Fig. 11 gezeigt ist.
Fig. 14 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht des Hal
tergehäuses der Stromquelle, die in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 15 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht, die das
Haltergehäuse zeigt, das in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf die Stromquelle, die in
Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 17 ist eine Seitenquerschnittsansicht der Stromquelle,
die in Fig. 16 gezeigt ist.
Fig. 18 ist eine vergrößerte Schrägansicht der Stromquelle,
die in Fig. 17 gezeigt ist.
Fig. 19 ist eine Seitenquerschnittsansicht von einer weite
ren Ausführungsform der Stromquelle nach der vorliegenden
Erfindung.
Fig. 20 ist eine vergrößerte Schrägansicht der Stromquelle,
die in Fig. 19 gezeigt ist.
Fig. 21 ist eine Horizontalquerschnittsansicht der Strom
quelle, die in Fig. 19 gezeigt ist.
Fig. 22 ist eine Seitenquerschnittsansicht von einer weite
ren Ausführungsform der Stromquelle nach der vorliegenden
Erfindung.
Fig. 23 ist eine vergrößerte Schrägansicht der Stromquelle,
die in Fig. 22 gezeigt ist.
Fig. 24 ist eine Horizontalquerschnittsansicht der Strom
quelle, die in Fig. 22 gezeigt ist.
Fig. 25 ist eine vergrößerte Schrägansicht, die stoßdämp
fende Dichtungen zeigt, welche mit der Halterippe des Hal
tergehäuses verbunden sind, das in Fig. 14 gezeigt ist.
Fig. 26 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht, die die
Endplatte der Stromquelle zeigt, welche in Fig. 2 gezeigt
ist.
Fig. 27 ist eine auseinandergezogene Schrägansicht, die den
Zusammenbau der Endplatte zeigt, welche in Fig. 26 gezeigt
ist.
Fig. 28 ist eine Draufsicht, die den Zusammenbau des Rah
mens der Endplatte zeigt, welche in Fig. 26 gezeigt ist.
Fig. 29 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel ei
ner Endplatte zeigt.
Fig. 30 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel ei
ner Endplatte zeigt.
Fig. 31 ist eine Draufsicht, die Durchgangsstäbe zeigt,
welche an dem Rahmen der Endplatte befestigt sind.
Fig. 32 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Rahmen zeigt,
welcher in Fig. 31 gezeigt ist.
Fig. 33 ist eine Querschnittsansicht nach der Linie A-A, die
den Rahmen zeigt, welcher in Fig. 32 gezeigt ist.
Fig. 34 ist eine Querschnittsansicht, die den geformten Rah
men von einer weiteren Ausführungsform zeigt.
Fig. 35 ist eine Querschnittsansicht, die den Durchgangsstab
befestigt an dem Rahmen zeigt, welcher in Fig. 33 gezeigt
ist.
Fig. 36 ist eine schematische Schrägansicht, die eine Viel
zahl von Stromversorgungsmodulen zeigt, welche durch Durch
gangsstäbe in Reihe geschaltet sind.
Fig. 37 ist eine Querschnittsansicht, die einen Endplatten
durchgangsstab- und Stromversorgungsverbindungsaufbau
zeigt.
Fig. 38 ist eine Schrägansicht der Stromquelle von einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 39 ist eine Draufsicht auf die Stromquelle, die in
Fig. 38 gezeigt ist.
Fig. 40 ist eine Querschnittsansicht der Stromquelle, die in
Fig. 38 gezeigt ist.
Fig. 41 ist eine Schrägansicht eines Stromversorgungsmo
duls, der in dem Haltergehäuse untergebracht ist.
Fig. 42 ist eine Schrägansicht, die ein Beispiel von einem
weiteren Stromversorgungsmodul zeigt, der in dem Halterge
häuse untergebracht ist.
Fig. 43 ist eine Schrägansicht der Stromversorgungsquelle,
die in den Stromversorgungsmodulen untergebracht ist, wel
che in Fig. 42 gezeigt sind.
Fig. 44 ist eine Schrägansicht, die eine weitere Ausfüh
rungsform der Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung
zeigt.
Fig. 45 ist eine Draufsicht auf die Stromquelle, welche in
Fig. 44 gezeigt ist.
Fig. 46 ist eine Querschnittsansicht der Stromquelle, welche
in Fig. 44 gezeigt ist.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist die Stromquelle mit ei
nem Haltergehäuse 2 versehen zum Halten einer Vielzahl von
Stromversorgungsmodulen 1 in paralleler Orientierung, mit
Durchgangsstäben 4, die in Endgebieten des Haltergehäuses 2
untergebracht und mittels Schrauben an Elektrodenklemmen 5
befestigt sind, die an den Enden der Stromversorgungsmodule
1 vorgesehen sind, welche in dem Haltergehäuse 2 unterge
bracht sind, und mit Endplatten 3, die in Endgebieten des
Haltergehäuses 2 an den Durchgangsstäben 4 befestigt sind,
welche in festen Positionen angeordnet sind. Die obere
Oberfläche des Haltergehäuses 2 ist jedoch in dieser Figur
nicht genau dargestellt. Gemäß der Darstellung in Fig. 3
ist die obere Oberfläche des Haltergehäuses 2 zerklüftet
ausgebildet.
Ein Stromversorgungsmodul 1 hat eine Vielzahl von wieder
aufladbaren Batterien oder Superkondensatoren großer Kapa
zität, die auf lineare Art und Weise verbunden sind. Die
Stromversorgungsmodule 1 nach Fig. 2 haben sechs in Reihe
geschaltete wiederaufladbare Batterien 6, die in einer ge
raden Linie miteinander verbunden sind. Ein Stromversor
gungsmodul, bei dem Superkondensatoren verwendet werden,
hat eine Vielzahl von Superkondensatoren, die elektrisch
parallel geschaltet sind. Ein Stromversorgungsmodul 1 kann
jedoch auch aus einer einzelnen wiederaufladbaren Batterie
oder einem Superkondensator aufgebaut sein. Die Stromver
sorgungsmodule 1, die in Fig. 2 gezeigt sind, haben kreis
zylindrische wiederaufladbare Batterien 6, die in einer ge
raden Linie durch schüsselförmige Verbinder 7 verbunden
sind. Positive und negative Elektrodenklemmen 5 sind mit
den Enden eines Stromversorgungsmoduls 1 verbunden.
In Fig. 4, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Schalt
bild der Stromquelle gezeigt, welche in Fig. 2 gezeigt ist.
Die Stromquelle, die in Fig. 4 gezeigt ist, beherbergt 2
Ebenen von 8 Reihen von Stromversorgungsmodulen 1, und je
der Stromversorgungsmodul 1 ist elektrisch in Reihe ge
schaltet. Die Durchgangsstäbe 4, welche die Stromversor
gungsmodule 1 verbinden, sind über Schmelzsicherungen 8 mit
Leitungen 9 zum Messen der Spannung des Stromversorgungsmo
duls 1 verbunden.
In den Fig. 5 und 6, auf die nun Bezug genommen wird, ist
der Aufbau zum Verbinden von Batterien 6 in einer geraden
Linie mit schüsselförmigen Verbindern 7 gezeigt. In einem
Stromversorgungsmodul 1 dieses Aufbaus ist ein Scheibenge
biet 7A eines schüsselförmigen Verbinders 7 durch Schweißen
mit der positiven Klemme einer kreiszylindrischen Batterie
6 verbunden. Das Scheibengebiet 7A des schüsselförmigen
Verbinders 7 ist mit Vorsprüngen 7a zum Verschweißen mit
der positiven Klemme der kreiszylindrischen Batterie 6 ver
sehen. Wenn die Vorsprünge 7a des schüsselförmigen Verbin
ders 7 mit der positiven Klemme verschweißt werden, drückt
der Schweißelektrodenstab auf die oberen Oberflächen der
Vorsprünge 7a. Zum Verhindern von Kurzschlüssen zwischen
dem schüsselförmigen Verbinder 7 und der kreiszylindrischen
Batterie 6 ist ein ringförmiger Isolator 10 zwischen dem
schüsselförmigen Verbinder 7 und der kreiszylindrischen
Batterie 6 angeordnet.
Darüber hinaus ist eine kreiszylindrische Batterie 6 in das
Flanschgebiet 7B des schüsselförmigen Verbinders 7 einge
führt, um die negative Klemme der kreiszylindrischen Bat
terie 6, welche deren äußeres Gehäuse 6A ist, mit dem
Flanschgebiet 7B zu verbinden. Ebenso wie das Scheibenge
biet 7A hat auch das Flanschgebiet 7B Vorsprünge 7a, die an
seiner inneren Oberfläche vorgesehen sind, zum Verschweißen
mit dem äußeren Batteriegehäuse 6A. Während des Schweißens
drücken Schweißelektrodenstäbe auf die Außenseiten der Vor
sprünge 7a des Flanschgebietes 7B.
Gemäß der Darstellung in der Querschnittsansicht in Fig. 7
können in Reihe geschaltete Batterien 6 ohne die Verwendung
von schüsselförmigen Verbindern 7 verbunden werden durch
eine Schweißverbindung mit den entgegengesetzten Seiten von
U-förmig gebogenen Anschlußplatten 711. Bei dem Stromver
sorgungsmodul 71 nach Fig. 7 werden die entgegengesetzten
Seiten der U-förmigen Anschlußplatten 711 angeschweißt, in
dem ein Hochstromimpuls durch die Batterien 76 in der Rich
tung einer Batterieentladung hindurchgeleitet wird. Zum
Beispiel können die Anschlußplatten 711 angeschweißt wer
den, indem ein Hochstromimpuls von 1 kA für ungefähr 15 ms
hindurchgeleitet wird.
Weiter können, wie es in dem Querschnitt nach Fig. 8 ge
zeigt ist, Metallplatten 812 zwischen positiven und negati
ven Klemmen einer Batterie 86 angeordnet werden, und es
kann ein Hochstromimpuls durch die Batterien 86 in ihrer
Entladungsrichtung hindurchgeleitet werden, um die Metall
platten 812 mit den Klemmen der Batterie 86 zu verschwei
ßen.
Darüber hinaus können auch gemäß der Darstellung in Fig. 9
die positiven und negativen Klemmen einer Batterie 96 eines
Stromversorgungsmoduls 91 direkt miteinander verschweißt
werden, ohne eine zwischen die Batterien 96 eingelegte Me
tallplatte. Hier sind konische Vorsprünge an der oberen
Oberfläche einer Batterieverschlußplatte vorgesehen, welche
die positive Elektrodenklemme ist, und diese Vorsprünge
werden mit der negativen Elektrodenklemme einer benachbar
ten Batterie 96 durch Hindurchleiten eines Hochstromimpul
ses verschweißt.
Bei Stromversorgungsmodulen, wie sie in den Fig. 7 bis 9
gezeigt sind, mit positiven und negativen Batterieklemmen,
welche direkt durch Schweißen verbunden sind, ohne daß
schüsselförmige Verbinder verwendet werden, oder mit Me
tallplatten, die durch Schweißen mit den positiven und ne
gativen Batterieklemmen verbunden sind, wird der elektri
sche Widerstand zwischen den Batterien drastisch reduziert.
Diese Stromversorgungsmodule haben auch die Eigenschaft,
daß die verbundene Festigkeit der Batterien robust gemacht
werden kann.
Gemäß der Darstellung in den Fig. 10 und 11 ist bei den
Stromversorgungsmodulen, die in Reihe geschaltet sind, die
positive Seite der Batterien 6 mit einer positiven Klemme
5A und die negative Seite mit einer negativen Klemme 5B
verbunden. Gemäß der Darstellung in den Fig. 12 und 13 sind
die zentralen Vorsprünge der positiven Klemme 5A und der
negativen Klemme 5B in Form eines quadratischen Pfeilers
ausgebildet. Der Zweck der quadratischen Pfeilerform des
zentralen Vorsprungs der positiven Klemme 5A und der nega
tiven Klemme 5B ist das Ausrichten und Verbinden einer
Vielzahl von Stromversorgungsmodulen 1 in Fenstern 20, die
in der Endplatte 3 geöffnet sind. Gewindeschraublöcher 5a
sind in dem Zentrum der Elektrodenklemmen 5, nämlich der
positiven Klemme 5A und der negativen Klemme 5B vorgesehen.
Die wiederaufladbaren Batterien 6 der Stromversorgungsmodu
le 1 sind Nickelwasserstoffbatterien. Es können jedoch auch
Nickelcadmiumbatterien oder Lithiumionenbatterien als wie
deraufladbare Batterien der Stromversorgungsmodule verwen
det werden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 sind Temperatursensoren 13
an der Oberfläche jeder Batterie 6 der Stromversorgungsmo
dule 1 befestigt. Die Temperatursensoren 13 sind Vorrich
tungen, welche die Batterietemperatur messen können. Bevor
zugt werden PTC-Vorrichtungen, die den elektrischen Wider
stand mit der Batterietemperatur ändern, als Temperatursen
soren 13 verwendet. Die Temperatursensoren 13, die an der
Oberfläche jeder Batterie 6 befestigt sind, sind linear und
in Reihe über Sensorleitungen 14 verbunden, welche sich
längs der Oberfläche der Stromversorgungsmodule 1 erstrecken
und in Längsrichtung an der Oberfläche befestigt sind.
Die Temperatursensoren 13 und die Sensorleitungen 14 sind
an den Oberflächen der Batterien 6 durch ein Material wie
einen aufschrumpfbaren Schlauch, der die Stromversorgungs
moduloberflächen bedeckt, befestigt.
In einer auseinandergezogenen Schrägansicht in Fig. 14 ist
gezeigt, daß das Haltergehäuse 2 mit Deckgehäusen 2A und
einem Zwischengehäuse 2B, das zwischen den Deckgehäusen 2A
angeordnet ist, versehen ist. Die Deckgehäuse 2A und das
Zwischengehäuse 2B sind gänzlich aus Kunststoff herge
stellt.
In den Fig. 16 bis 18, auf die nun Bezug genommen wird,
sind die Stromversorgungsmodule 1, die in einem Halterge
häuse 2 untergebracht sind, welches in den Fig. 3 und 15
gezeigt ist, dargestellt. Die Stromversorgungsmodule 1, die
in dem Haltergehäuse 2 untergebracht sind, werden zwangs
weise gekühlt, indem Luft durch das Haltergehäuse 2 in der
Richtung von Pfeilen A hindurchgeleitet wird. Zum Hindurch
leiten von Luft durch das Haltergehäuse 2 in der Richtung
der Pfeile A ist das Haltergehäuse 2, das in Fig. 16 ge
zeigt ist, mit einem Lufteinlaß 35 an dem linken Ende und
mit einem Luftauslaß 36 an dem rechten Ende versehen. Ein
Luftkanal 37 ist zwischen dem Lufteinlaß 35 und dem Luft
auslaß 36 gebildet. Die Stromversorgungsmodule 1, die in
dem Haltergehäuse 2 untergebracht sind, werden zwangsge
kühlt, indem Luft durch den Luftkanal 37 hindurchgeleitet
wird.
Gemäß der Querschnittsansicht, die in Fig. 17 gezeigt ist,
ist das Haltergehäuse 2 mit einem Luftkanal 37 versehen,
der durch das obere und das untere Deckgehäuse 2A gebildet
wird. Die Stromversorgungsmodule 1 sind in dem Luftkanal 37
untergebracht. Zwischenlufteinlässe 38 sind in den Deckge
häusen 2A derart geöffnet, daß Luft gestattet wird, in den
mittleren Teil des Luftkanals 37 zu strömen, um eine Viel
zahl von Reihen von Stromversorgungsmodulen 1, die in dem
Luftkanal 37 angeordnet sind, gleich zu kühlen. Die Zwi
schenlufteinlässe 38 öffnen sich durch die Deckgehäuse 2A
in der Mitte des Luftkanals 37, vorzugsweise mehrfach. Das
dient dem Zweck, die Stromversorgungsmodule 1, die in dem
Luftkanal 37 angeordnet sind, beträchtlich gleichmäßiger zu
kühlen. Die Deckgehäuse 2A, die in den Fig. 15 und 17 ge
zeigt sind, sind mit den Zwischenlufteinlässen 38 an drei
Stellen in dem mittleren Teil versehen. Die Zwischenluft
einlässe 38, die in der Nähe eines Lufteinlasses 35 ange
ordnet sind, sind breiter offen als die Zwischenlufteinläs
se 38, die in der Nähe eines Luftauslasses 36 angeordnet
sind. Das Haltergehäuse, das diese Form hat, kann die
Stromversorgungsmodule 1, die in dem Luftkanal 37 angeord
net sind, sehr viel gleicher kühlen.
Gemäß der Darstellung in den Fig. 17 und 18 sind die Deck
gehäuse 2A mit Luftleitsteuervorsprüngen 39 versehen, die
zu Spalten hin vorstehen, welche zwischen einer Vielzahl
von Stromversorgungsmodulen 1 gebildet sind. Die Luftleit
steuervorsprünge 39 sind kegelförmig ausgebildet, so daß
sie in Täler zwischen den Stromversorgungsmodulen 1 einge
führt werden können, und sind einstückig mit der inneren
Oberfläche der Deckgehäuse 2A ausgebildet. Spalte zwischen
den Luftleitsteuervorsprüngen 39 und den Stromversorgungs
modulen 1 werden zu Kühlluftdurchlässen. In den Deckgehäu
sen 2A dieses Aufbaus werden die Stromversorgungsmodule 1
effizient gekühlt, indem Luft über die Oberflächen der
Stromversorgungsmodule 1 hinweggeleitet wird.
Gemäß der Darstellung in einer vergrößerten Querschnittsan
sicht in Fig. 18 sind die Deckgehäuse 2A mit Zwischenluft
einlässen 38 versehen, die in einer Schlitzform längs der
Endränder der Luftleitsteuervorsprünge 39 geöffnet sind.
Weiter, die Zwischenlufteinlässe 38 sind auf der Leeseite
der Luftleitsteuervorsprünge 39 geöffnet. In dem Deckgehäu
se 2A mit diesem Aufbau werden die Stromversorgungsmodule 1
wirksam gekühlt, indem kalte Luft, die von den Zwischen
lufteinlässen 38 geliefert wird, über die Oberflächen der
Stromversorgungsmodule 1 strömen kann. Weiter kühlt gemäß
der Darstellung durch Pfeile in Fig. 18 kalte Luft, deren
Richtung durch die Luftleitsteuervorsprünge 39 geändert
wird, die gesamten Oberflächen der Stromversorgungsmodule
1, wobei sie sich verzweigt und über die Oberflächen der
Stromversorgungsmodule 1 strömt.
Ein Zwischengehäuse 2B ist mit Luftleitsteuerstäben 40 ver
sehen, die sich längs Spalten zwischen den Stromversor
gungsmodulen 1 erstrecken, um Luft über die Oberflächen der
Stromversorgungsmodule 1 gleicher hinwegzuleiten und Halte
rippen zu verbinden, welche die Stromversorgungsmodule 1
festhalten. Die Luftleitsteuerstäbe 40, die in Fig. 18 ge
zeigt sind, sind in Seitenquerschnittsansicht kreuzförmig
ausgebildet, und ihre Vorsprünge stehen zu den Spalten zwi
schen den Stromversorgungsmodulen 1 hin vor. Ein Kühlluft
durchlaß ist zwischen den Luftleitsteuerstäben 40 und den
Stromversorgungsmodulen 1 gebildet.
In einem Haltergehäuse 2 mit diesem Aufbau geht, wenn Luft
aus den Luftauslässen 36 durch Kühlgebläse gesaugt wird,
Kühlluft durch den Luftkanal 37 hindurch. Weiter, kalte
Kühlluft, die durch Zwischenlufteinlässe 38 gesaugt wird,
welche mit dem mittleren Teil des Luftkanals 37 verbunden
sind, wird mit Luft aus dem Lufteinlaß 35 vermischt und
geht durch den Luftkanal 37 hindurch, um die Stromversor
gungsmodule 1 zu kühlen.
Ein Haltergehäuse 2, das diesen Aufbau hat, ist mit Luft
auslässen 36 versehen, die mit der Saugseite der Kühlgeblä
se verbunden sind. Jedoch sind in einer Stromquelle nach
der vorliegenden Erfindung die Luftauslässe 36 nicht not
wendigerweise mit Kühlgebläsen verbunden. Zum Beispiel kann
ein Luftstrom, der durch das Fahren von Kraftfahrzeugen er
zeugt wird, durch das Haltergehäuse 2 hindurchgehen und die
Stromversorgungsmodule 1 kühlen. Weiter ist eine Stromquel
le, die in Fig. 19 gezeigt ist, mit einem Lufteinlaß 1935
versehen, der mit einem Kühlgebläse 1941 verbunden ist. In
dieser Stromquelle ist ein Haltergehäuse 192 in einem
Stromquellenkasten 1942 untergebracht, und äußere Luftkanä
le 1943 zum Hindurchleiten von Kühlluft sind zwischen dem
Stromquellenkasten 1942 und dem Haltergehäuse 192 gebildet.
Gemäß der Darstellung in einer vergrößerten Querschnittsan
sicht in Fig. 20 sind Zwischenlufteinlässe 1938, die in dem
Haltergehäuse 192 vorgesehen sind, zu den äußeren Luftkanä
len 1943 hin offen, und Kühlluft in den äußeren Luftkanälen
1943 strömt in einen Luftkanal 1937.
Gemäß den Querschnittsansichten in den Fig. 19 und 21 ist
ein Stromquellenkasten 1942 aus Kunststoff in Kastenform
mit einer Größe gebildet, die gestattet, einen äußeren
Luftkanal 1943 zwischen dem Stromquellenkasten 1942 und dem
Haltergehäuse 192 zu bilden. Der Stromquellenkasten 1942
hat einen Verbindungsteil, der zum Verbinden mit einem
Kühlgebläse 1941 offen ist, und einen Auslaßteil, der zum
Abgeben von aus einem Luftkanal 1936 des Haltergehäuses 192
abgegebener Luft geöffnet ist. Die übrigen Teile sind ge
schlossen. Ein Haltergehäuse 192, das in Fig. 19 gezeigt
ist, ist mit Füßen 1944 versehen zum Verbinden mit dem
Stromquellenkasten 1942. Die Füße 1942 sind mittels Schrau
ben auf der inneren Oberfläche des Stromversorgungskastens
1942 befestigt, um den äußeren Luftkanal 1943 zwischen dem
Haltergehäuse 192 und dem Stromquellenkasten 1942 zu bil
den. In einer Stromquelle mit diesem Aufbau werden die
Stromversorgungsmodule 191 wirksam gekühlt, indem die Ober
fläche des Stromquellenkastens 1942 mit Kraftfahrzeugen
fest verbunden und daran fixiert wird. Das ist deshalb der
Fall, weil die äußeren Luftkanäle 1943 zwischen dem Strom
quellenkasten 1942 und dem Haltergehäuse 192 vorgesehen
sind und Kühlluft durch die äußeren Luftkanäle 1943 hin
durchgeleitet wird. Weiter bezeichnet in diesen Figuren ein
Bezugszeichen 192A ein Deckgehäuse, 192B ein Zwischendeck
gehäuse, 1939 einen Luftleitsteuervorsprung und 1940 einen
Luftleitsteuerstab.
Darüber hinaus ist eine Stromquelle, die in Fig. 22 gezeigt
ist, mit einer Vielzahl von Haltergehäusen 222 versehen,
die vertikal geschichtet sind, und mit einem Zwischenluft
kanal 2245, der zwischen benachbarten Haltergehäusen 222
angeordnet ist, um kalte Luft hindurchzuleiten. Die Strom
quelle nach Fig. 22 wird aufgebaut durch vertikales Über
einanderschichten von zwei Ebenen von Haltergehäusen 222
derart, daß ein Zwischenluftkanal 2245 gebildet werden
kann, Unterbringen der geschichteten Haltergehäuse 222 in
einem Stromquellenkasten 2242 und Befestigen derselben an
dem Stromquellenkasten 2242. Eine vergrößerte Querschnitt
ansicht in Fig. 23 zeigt, daß Zwischenlufteinlässe 2238 des
Haltergehäuses 222 zu einem Zwischenluftkanal 2245 hin ge
öffnet sind und daß dadurch kalte Kühlluft, die durch den
Zwischenluftkanal 2245 hindurchgeht, in den Luftkanal 2237
strömt.
Darüber hinaus ist das Haltergehäuse 222 in dem Stromquel
lenkasten 2242 so befestigt, daß Luft, die durch den äuße
ren Luftkanal 2243 hindurchgeht, durch die Zwischenluftein
lässe 2238 in den Luftkanal 2237 strömen kann. Gemäß der
Darstellung in den Fig. 22 und 24 ist ein Stromquellenka
sten 2242 aus Kunststoff in Kastenform mit einer Größe ge
bildet, welche gestattet, den äußeren Luftkanal 2243 zwi
schen dem Stromquellenkasten 2242 und dem Haltergehäuse 222
zu bilden. Der Stromquellenkasten 2242 ist mit einem Ver
bindungsteil versehen, der geöffnet ist, um ihn mit einem
Kühlgebläse 2241 zu verbinden, und mit einem Auslaßteil,
der geöffnet ist, um Luft abzulassen, die von einem Luft
auslaß 2236 des Haltergehäuses 222 abgegeben wird. Die üb
rigen Teile sind geschlossen. Ein Haltergehäuse 222 ist mit
einem benachbarten Haltergehäuse 222 verbunden und weiter
mit Füßen 2244 versehen zum Verbinden mit dem Stromquellen
kasten 2242. Diese Füße 2242 sind mittels Schrauben an dem
Stromquellenkasten 2242 befestigt, um einen Zwischenluftka
nal 2245 zwischen dem Haltergehäuse 222 und einem äußeren
Luftkanal 2243 zwischen dem Haltergehäuse 222 und dem
Stromquellenkasten 2242 zu bilden. In einer Stromquelle mit
diesem Aufbau werden die Stromversorgungsmodule 221 wirksam
gekühlt durch festes Anschließen und Fixieren der Oberflä
che des Stromquellenkastens 2242 an Kraftfahrzeugen, und
außerdem können viele Stromversorgungsmodule auf einer
kleinen Fläche untergebracht werden, da die Haltergehäuse
222 vertikal übereinander geschichtet werden können. Wei
ter, in diesen Figuren bezeichnet eine Bezugszahl 222A ein
Deckgehäuse, 222B ein Zwischendeckgehäuse, 2235 einen Luft
einlaß, 2239 einen Luftleitsteuervorsprung und 2240 einen
Luftleitsteuerstab.
Halterippen 15 sind als ein einstückiges Teil an den Deck
gehäusen 2A und dem Zwischengehäuse 2B für den Zweck gebil
det, Stromversorgungsmodule 1 in festen Positionen zwischen
sich aufzunehmen und festzuhalten. Die Deckgehäuse 2A und
das Zwischengehäuse 2B, die in Fig. 14 gezeigt sind, sind
mit einer Vielzahl von parallelen Reihen von Halterippen 15
an beiden Enden und in Zwischenpositionen versehen. Die
Halterippen 15 sind an der Innenseite der Deckgehäuse 2A
und auf beiden Seiten des Zwischengehäuses 2B vorgesehen.
Die Halterippen 15 halten die Stromversorgungsmodule 1 in
festen Positionen, unterteilen einen Luftkanal 37 mehrfach,
leiten Luft durch jeden Luftkanal 37 hindurch und untertei
len und kühlen die Stromversorgungsmodule 1.
Die Halterippen 15 sind mit Haltevertiefungen 15A versehen,
die in Halbkreisformen gekrümmt sind, welche den Umrissen
der Stromversorgungsmodule 1 folgen, um die kreiszylindri
schen Stromversorgungsmodule in festen Positionen zu hal
ten. Zylindrische Stromversorgungsmodule 1 passen in die
Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 und werden zwi
schen denselben angeordnet und in festen Positionen gehal
ten. Flexible Stoßdämpfungsdichtungen 16 aus Gummi sind in
den Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 befestigt, um
die Stoßfestigkeit der Batterie 6 zu verbessern. Das Hal
tergehäuse 2 nach Fig. 14 hat stoßdämpfende Dichtungen 16,
die an 2 Reihen von Zwischenhalterippen 15 befestigt sind.
Gemäß der Darstellung in Fig. 25 sind die stoßdämpfenden
Dichtungen 16 mit Formen versehen, welche den Halterippen
15 angepaßt sind. Fig. 14 zeigt stoßdämpfende Dichtungen
16, bei welchen stoßdämpfende Dichtungen 16, die in Fig. 25
gezeigt sind, mit ihren gegenüberliegenden Ausschnitten
miteinander verbunden sind. Die stoßdämpfenden Dichtungen
16 halten die Stromversorgungsmodule 1 eng fest durch An
ordnen derselben zwischen ihren einander gegenüberliegenden
Ausschnitten. Das Haltergehäuse, in welchem stoßdämpfende
Dichtungen 16 mit den Halterippen 15 verbunden sind, kann
durch die Stoßdämpfung verhindern, daß die Stromversor
gungsmodul 1 vibrieren.
Die Halterippen 15 sind mit Führungsausschnitten 17 am
Grund der Haltevertiefungen 15A zum Führen von Temperatur
sensoren 13 und Sensorleitungen 14 versehen, die von der
Oberfläche der Stromversorgungsmodule 1 vorstehen. Die Tem
peratursensoren 13 und die Sensorleitungen 14 werden in die
Führungsausschnitte 17 eingeführt, und die Stromversor
gungsmodule 1 werden in festen Positionen in den Haltever
tiefungen 15A der Halterippen 15 angeordnet.
Ein Haltergehäuse 2 mit dem obigen Aufbau wird folgenderma
ßen zusammengebaut, um die Stromversorgungsmodule 1 paral
lel angeordnet festzuhalten.
- 1. Das untere Deckgehäuse 2A wird horizontal angeordnet, und die Stromversorgungsmodule 1 werden parallel aufgereiht durch Einführen in die Haltevertiefungen 15A der Halterip pen 15. In dem Deckgehäuse 2A nach den Figuren werden 8 Reihen von Stromversorgungsmodulen 1 in den Halterippen 15 angeordnet. Die Stromversorgungsmodule 1 werden aufgereiht, um beide Enden in einzelnen Ebenen anzuordnen. An diesem Punkt werden die Temperatursensoren 13 und die Sensorlei tungen 14, die von den Oberflächen der Stromversorgungsmo dule 1 vorstehen, durch die Führungsausschnitte 17 der Hal terippen 15 geführt.
- 2. Das Zwischengehäuse 2B wird auf dem unteren Deckgehäuse 2A platziert. Die Stromversorgungsmodule 1 werden in die Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 eingeführt, die von der unteren Oberfläche des Zwischengehäuses 2B vorste hen, um die Schicht auszurichten.
- 3. Die Stromversorgungsmodule 1 werden auf parallele Art und Weise aufgereiht durch Einführen in die Haltevertiefun gen 15A in den Halterippen 15, die von der oberen Oberflä che des Zwischengehäuses 2B vorstehen. Wieder werden die Stromversorgungsmodule 1 aufgereiht, um beide Enden in ein zelnen Ebenen anzuordnen.
- 4. Das obere Deckgehäuse 2A wird über den Stromversorgungs modulen 1 platziert, wobei die obere Schicht mit dem Deck gehäuse 2A ausgerichtet wird. In dieser Konfiguration wer den die Stromversorgungsmodule 1 in die Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 geführt, die von der unteren Seite des Deckgehäuses 2A vorstehen.
- 5. Das obere und das untere Deckgehäuse 2A werden mit Ver bindungsschrauben (nicht dargestellt) verbunden, um das obere und das untere Deckgehäuse 2A und das Zwischengehäuse 2B miteinander zu verbinden und zusammenzuhalten. Die Ver bindungsschrauben werden durch das obere und das untere Deckgehäuse 2A und durch das Zwischengehäuse 2B hindurchge führt, um diese miteinander zu verbinden. Die Verbindungs schrauben verbinden das obere und das untere Deckgehäuse 2A an den vier Ecken und an Zwischenstellen.
Endplatten 3 werden an dem Haltergehäuse 2 befestigt, das
die Stromversorgungsmodule 1 in festen Positionen in der
oben beschriebenen Konfiguration festhält. Die Endplatten 3
beherbergen Durchgangsstäbe 4, welche die Stromversorgungs
module 1 des Haltergehäuses 2 in Reihe verbinden. Eine End
platte 3 hält die Durchgangsstäbe 4 in festen Positionen
und ist gemäß der Darstellung in den auseinandergezogenen
Schrägansichten nach den Fig. 26 und 27 mit einem Rahmenab
schnitt 3A und mit einem Deckabschnitt 3B versehen, die zur
Verbindung aufeinandergelegt werden. Der Rahmenabschnitt 3A
und ein Deckabschnitt 3B der Endplatte 3 werden separat
hergestellt, und zwar jeweils einstückig und aus Kunst
stoff. Der Rahmenabschnitt 3A wird auf der Seite angeord
net, die den Stromversorgungsmodulen 1 zugewandt ist, und
der Deckabschnitt 3B wird auf der Rückseite des Rahmenab
schnitts 3A angeordnet.
Der Rahmenabschnitt 3A hat Durchgangsstäbe 4, die auf sei
ner Rückseite angeordnet sind und die Stromversorgungsmodu
le 1 in Reihe schalten. Die Durchgangsstäbe 4, die hier an
geordnet sind, werden zwischen dem Rahmenabschnitt 3A und
einem Deckabschnitt 3B angeordnet, um sie in festen Posi
tionen an einer Endplatte 3 zu halten.
Der Rahmenabschnitt 3A, der in den Figuren gezeigt ist, hat
Durchgangsstabeinführhohlräume 18, die auf seiner Rückseite
gebildet sind, um die Durchgangsstäbe 4 in festen Positio
nen zu halten. Ein Durchgangsstabeinführhohlraum 18 hat un
gefähr dieselbe Größe wie der Umriß eines rechteckigen
Durchgangsstabes 4, um das Einführen eines Metallplatten
durchgangsstabes 4 zu gestatten, aber, genauer gesagt, der
Einführhohlraum 18 ist ein etwas größeres Rechteck. Die
Rahmenabschnitte 3A, die in den Schrägansichten nach den
Fig. 26 und 27 und in Fig. 28 gezeigt sind, sind mit Durch
gangsstabeinführhohlräumen 18 versehen, die sich in der la
teralen Richtung erstrecken. In dieser Patentanmeldung wird
die laterale Richtung der Durchgangsstäbe 4 als die Längs
richtung des Durchgangsstabes 4 angenommen, und die Rich
tung rechtwinkelig dazu wird als die vertikale Richtung an
genommen. Der Rahmenabschnitt 293A, der in Fig. 29 gezeigt
ist, ist mit Durchgangsstabeinführhohlräumen 2918 versehen,
die sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Der Rahmen
abschnitt 303A, der in Fig. 30 gezeigt ist, ist mit Durch
gangsstabeinführhohlräumen 2018 sowohl in vertikaler als
auch in lateraler Richtung versehen. Die Durchgangsstäbe
werden in die Durchgangsstabeinführhohlräume 2918 und 3018
eingeführt, um die Stromversorgungsmodule in Reihe zu
schalten.
Gemäß der Darstellung in Fig. 31 sind Anschlagklammern 19
in den Öffnungen der Durchgangsstabeinführhohlräume 18 vor
gesehen, um zu verhindern, daß die Durchgangsstäbe 4 aus
den Hohlräumen herausfallen, und sind in einem einstückigen
Aufbau mit einem Rahmenabschnitt 3A aus Kunststoff gebil
det. Gemäß der Darstellung in einer vergrößerten Schrägan
sicht nach Fig. 32 und in einer Querschnittsansicht nach
Fig. 33 stehen die Anschlagklammern 19 von der inneren
Oberfläche der Öffnungen der Durchgangsstabeinführhohlräume
18 vor. Die Anschlagklammern 19, die in den Figuren gezeigt
sind, stehen von der inneren Oberfläche vor, und zwar unge
fähr in der Mitte der Längsseite der Öffnungen der Durch
gangsstabeinführhohlräume 18. Fenster 20 sind an beiden En
den der Durchgangsstabeinführhohlräume 18 vorgesehen zum
Verbinden der Durchgangsstäbe 4 mit den Elektrodenklemmen 5
der Stromversorgungsmodule 1. Die Durchgangsstabeinführ
hohlräume 18 sind mit Anschlagklammern 19 in der Mitte der
Fenster 20 an deren beiden Enden versehen.
Die Anschlagklammern können auch in dem Teil der Fenster
vorgesehen sein, der an beiden Enden der Durchgangsstabein
führhohlräume angeordnet ist. Ein Rahmenabschnitt mit die
sem Aufbau hat die Eigenschaft, daß die Anschlagklammern
durch ein einfaches Formwerkzeug gebildet werden können.
Das ist deshalb der Fall, weil gemäß der Querschnittsansicht
nach Fig. 34 die innere Oberfläche des Vorsprungs der An
schlagklammern 3419 durch ein Formwerkzeug 3446 zum Formen
von Fenstern 3420 gebildet werden kann, die an beiden Enden
der Durchgangsstabeinführhohlräume 3418 angeordnet sind.
Gemäß der Darstellung in dieser Figur kann ein Formwerkzeug
3446, welches die innere Oberfläche des Vorsprungs der An
schlagklammern 3419 formt, einen geformten Rahmenabschnitt
343A machen, der aus dem Formwerkzeug 3446 ausgestoßen wird
durch Bewegen in der Richtung eines Pfeils A.
Wenn die Vorsprungshöhe der Anschlagklammer 19 zu groß ist,
ist es schwierig für Durchgangsstäbe 4, aus den Durchgangs
stabeinführhohlräumen 18 herauszufallen, aber das Einführen
von Durchgangsstäben 4 in die Durchgangsstabeinführhohlräu
me 18 wird ebenfalls schwierig. Umgekehrt, wenn die An
schlagklammern 19 kurz sind, können die Durchgangsstäbe 4
leicht in die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 eingeführt
werden, aber die Durchgangsstäbe 4 können auch leicht aus
den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 herausfallen. Die
Höhe des Vorsprungs der Anschlagklammer 19 wird so gewählt,
daß ein sanftes Einführen der Durchgangsstäbe 4 in die
Durchgangsstabeinführhohlräume 18 möglich ist und die
Durchgangsstäbe 4 wirksam am Herausfallen aus den Durch
gangsstabeinführhohlräumen 18 gehindert werden.
Endplatten 3, die diesen Aufbau haben, halten die Durch
gangsstäbe 4 in festen Positionen in den Durchgangsstabein
führhohlräumen 18 fest, wie es in Fig. 35 gezeigt ist. Wenn
die Durchgangsstäbe 4 in die Durchgangsstabeinführhohlräume
18 eingeführt werden, werden die Anschlagklammern 19 etwas
elastisch verformt, damit die Durchgangsstäbe 4 hindurchge
führt werden können. Zum Beispiel, die Durchgangsstäbe 4,
die in die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 eingeführt
sind, können nicht aus den Durchgangsstabeinführhohlräumen
18 herausfallen, selbst wenn der Rahmenabschnitt 3A in der
artiger Lage platziert wird, daß die Fenster 20 die obere
Seite sind. Wenn die Durchgangsstäbe 4 zwangsweise aus den
Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 entnommen werden, werden
die Anschlagklammern 19 etwas elastisch verformt, um die
Durchgangsstäbe 4 durchzulassen.
Das Haltergehäuse 2, das in Fig. 2 gezeigt ist, hat zwei
Ebenen vertikal und beherbergt 8 Reihen von Stromversor
gungsmodulen 1. In diesem Haltergehäuse 2 schaltet die End
platte 3 an einem Ende die Stromversorgungsmodule 1 in
Reihe durch Aufnehmen der Durchgangsstäbe 4 lateral, und
die Endplatte 3 an dem anderen Ende schaltet die Stromver
sorgungsmodule 1 in Reihe durch Aufnehmen der Durchgangs
stäbe 4 vertikal. Dadurch werden alle Stromversorgungsmodu
le 1 in Reihe geschaltet, wie es in einer schematischen
Schrägansicht in Fig. 36 gezeigt ist. Infolgedessen beher
bergt die Endplatte 3, die an einem Ende des Haltergehäuses
2 befestigt ist, die Durchgangsstäbe 4 orientiert in der
lateralen Richtung, wie es in den Fig. 26, 27 und 28 ge
zeigt ist, und die Endplatte 3, die an dem anderen Ende des
Haltergehäuses 2 befestigt ist, beherbergt die Durchgangs
stäbe 4 orientiert in der vertikalen Richtung, wie es in
Fig. 29 gezeigt ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 30 kann
ein Rahmenabschnitt 303A, der mit Durchgangsstabeinführ
hohlräumen 3018 sowohl in vertikaler als auch in lateraler
Richtung versehen ist, an beiden Enden eines Haltergehäuses
2 befestigt werden.
Die Rahmenabschnitte 3A sind mit Fenstern 20 an beiden En
den der Durchgangsstabeinführhohlräume 18 versehen zum Ver
binden der Durchgangsstäbe 4 mit den Elektrodenklemmen 5
der Stromversorgungsmodule 1. Die Fenster 20 sind mit einer
Form versehen, die gestattet, daß die Elektrodenklemmen 5
der Stromversorgungsmodule 1, die an den Elektroden der
Batterien 6 befestigt sind, ohne Drehung in die Fenster
passen. Die Stromversorgungsmodule 1, die in den Figuren
gezeigt sind, haben quadratische Elektrodenklemmen 5 befes
tigt an beiden Enden. Die Fenster 20 haben zum Einpassen
dieser Elektrodenklemmen 5 ungefähr dieselbe Größe wie der
Umriß der Elektrodenklemmen 5, sind aber, genauer gesagt,
mit inneren Formen versehen, die etwas größer sind als die
Elektrodenklemmen 5. Bei diesem Typ von Rahmenabschnitt 3A
werden die Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1
in die Fenster 20 eingeführt, um die Stromversorgungsmodule
1 ohne Drehung festzuhalten und die Verbindung mit den
Durchgangsstäben 4 zu gestatten.
Die Rahmenabschnitte 3A, die in den Figuren gezeigt sind,
sind mit Anschlußdrahtnuten 21 versehen, um Anschlußdrähte
in festen Positionen zu halten. Die Anschlußdrahtnuten 21
sind parallel zu den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18
vorgesehen. Anschlagklammern 22 sind auch in den Öffnungen
der Anschlußdrahtnuten 21 vorgesehen, um zu verhindern, daß
die Anschlußdrähte herausfallen. Die Anschlagklammern 22
sind auf entgegengesetzten Seiten der Öffnungen der
Anschlußdrahtnuten 21 angeordnet. Spalte zwischen entgegen
gesetzten Anschlagklammern 22 sind so ausgebildet, daß sie
ungefähr gleich der Dicke der Anschlußdrähte sind. Die An
schlagklammern 22 erlauben, daß die Anschlußdrähte leicht
in die Anschlußdrahtnuten 21 eingeführt werden können, ma
chen es aber schwierig für die Anschlußdrähte, aus den
Anschlußdrahtnuten 21 herauszufallen.
Die Anschlußdrähte sind mit den Durchgangsstäben 4 über
Schmelzsicherungen 8 zum Messen der Spannung jedes Strom
versorgungsmoduls 1 verbunden. Die Rahmenabschnitte 3A sind
mit Schmelzsicherungshohlräumen 23 versehen, welche die
Schmelzsicherungen 8 in festen Positionen halten. Die
Schmelzsicherungshohlräume 23 sind so ausgebildet, daß sie
mit den Anschlußdrahtnuten 21 in Verbindung stehen. Füh
rungsausschnitte 24 sind in den Trennwänden zwischen den
Schmelzsicherungshohlräumen 23 und den Durchgangsstabein
führhohlräumen 18 vorgesehen, um Anschlußplatten aufzuneh
men, welche Schmelzsicherungen 8 und Durchgangsstäbe 4 ver
binden.
Weiter, die Rahmenabschnitte 3A, die in den Fig. 26 und 27
gezeigt sind, sind mit Sensorverbindungsplatteneinführhohl
räumen 26 auf ihren Rückseiten zum Halten von Sensorverbin
dungsplatten 25 in festen Positionen versehen. Die Sensor
verbindungsplatteneinführhohlräume 26 sind benachbart und
parallel zu den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 und auf
der Außenseite der Durchgangsstabeinführhohlräume 18. In
einem Rahmenabschnitt 3A, der in den Fig. 31 bis 33 gezeigt
ist, haben die Sensorverbindungsplatteneinführhohlräume 26
auch Anschlagklammern 48 ähnlich den Durchgangsstabeinführ
hohlräumen 18, die mit einstückigem Aufbau in den Öffnungen
ausgebildet sind, um das Herausfallen der Sensorverbin
dungsplatten 25 zu verhindern.
Die Sensorverbindungsplatten 25, welche in die Sensorver
bindungsplatteneinführhohlräume 26 eingeführt werden,
schalten die Temperatursensoren 13, die an den Stromversor
gungsmodulen 1 befestigt sind, in Reihe. Gemäß der Darstel
lung in Fig. 2 stehen die Sensoranschlußleitungen 14 aus
den Stromversorgungsmodulen 1 benachbart zu den Elektroden
klemmen 5 hervor. Diese Sensoranschlußleitungen 14 stehen
mit den Sensorverbindungsplatten 25 in Verbindung, um alle
Temperatursensoren 13 in Reihe zu schalten.
Die Rahmenabschnitte 3A sind mit Verbindungslöchern 27 ver
sehen, um das Hindurchführen der Sensorleitungen 14 durch
den Rahmenabschnitt 3A zur Verbindung mit den Sensorverbin
dungsplatten 25 zu gestatten. Die Verbindungslöcher 27 mün
den benachbart zu einem Ende jedes Sensorverbindungsplat
teneinführhohlraums 26 und außerhalb dieser Einführhohlräu
me 26. Die Sensorleitungen 14, die von den Stromversor
gungsmodulen 1 vorstehen, gehen durch die Verbindungslöcher
27 der Rahmenabschnitte 3A hindurch, stehen mit den Sensor
verbindungsplatten 25 in Verbindung und schalten alle Tem
peratursensoren 13 in Reihe. Alle Temperatursensoren 13,
die miteinander in Reihe geschaltet sind, geben ihre Meßsi
gnale an äußere Vorrichtungen über Anschlußdrähte ab. Wenn
irgendein Temperatursensor 13 erkennt, daß die Batterietem
peratur abnormal hoch angestiegen ist, wird ein Signal, das
von diesem Temperatursensor 13 abgegeben wird, durch eine
extern angeschlossene Vorrichtung wie eine Schutzschaltung
verarbeitet. Zum Beispiel wird durch eine externe Schutz
schaltung der Lade-Entlade-Strom der Batterie 6 begrenzt
oder abgeschaltet, um die Batterien 6 zu schützen.
Die Rahmenabschnitte 3A sind mit Umfangswänden 28 versehen,
die an dem Umfang eines Rahmenabschnitts 3A gebildet sind
und von seiner Rückseite vorstehen, um einen Deckabschnitt
3B in einer festen Position zu halten. Ein Rahmenabschnitt 3A
mit Umfangswänden 28 kann einen Deckabschnitt 3B aufneh
men, um die Position des Deckabschnitts 3B akkurat zu fi
xieren, so daß er sich nicht aus seiner Ausrichtung ver
schieben kann. Weiter, sowohl ein Deckabschnitt 3B als auch
ein wasserbeständiger Deckel 29 können in festen Positionen
innerhalb der Umfangswände 28 zur Befestigung an einem Rah
menabschnitt 3A aufgenommen werden. Eine Konfiguration,
welche den äußeren Umfang des wasserbeständigen Deckels 29
mit der inneren Oberfläche der Umfangswände 28 auf eine
wasserabhaltende Art und Weise verbindet, hat die Eigen
schaft, daß die Endplatte 3 ein zuverlässiges wasserabhal
tendes Gebilde sein kann.
Ein Deckabschnitt 3B wird auf einen Rahmenabschnitt 3A ge
legt und an demselben befestigt, wobei er offene Gebiete
der Durchgangsstabeinführhohlräume 18, der Sensorverbin
dungsplatteneinführhohlräume 26 und der Anschlußdrahtnuten
21 abdichtet. In dieser Konfiguration haben der Rahmenab
schnitt 3A und der Deckabschnitt 3B die Durchgangsstäbe 4,
die Sensorverbindungsplatten 25 und die Anschlußdrähte zwi
schen sich, um sie in festen Positionen festzuhalten. Wenn
der Deckabschnitt 3B mit einem Rahmenabschnitt 3A verbunden
und an demselben befestigt ist, sind die Durchgangsstäbe 4,
die Sensorverbindungsplatten 25 und die Anschlußdrähte in
festen Positionen festgelegt und fallen nicht aus der End
platte 3 heraus. Der Umriß eines Deckabschnitts 3B hat un
gefähr die gleiche Form wie die innere Oberfläche der Um
fangswände 28, die an einem Rahmenabschnitt 3A vorgesehen
sind. Ein Deckabschnitt 3B wird zwischen den Umfangswänden
28 eines Rahmenabschnitts 3A aufgenommen, um seine Position
zu fixieren und eine geschichtete Endplatte 3 zu bilden.
Der Deckabschnitt 3B, der in den Fig. 26 und 27 gezeigt
ist, hat Fenster 20, die in denselben Positionen wie die
Fenster 20 münden, welche in dem Rahmenabschnitt 3A gebil
det sind. In dieser Endplatte 3 münden die Fenster 20 an
entsprechenden Stellen sowohl in dem Rahmenabschnitt 3A als
auch in den Deckabschnitt 3B, und die Durchgangsstäbe 4,
die in der Endplatte 3 aufgenommen sind, können mit den
Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1 über Fest
stellschrauben verbunden werden.
Der Deckabschnitt 3B ist mit Führungsausschnitten 31 in
seinem Umfang versehen zum Verbinden der Sensorleitungen 14
der Stromversorgungsmodule 1 mit den Sensorverbindungsplat
ten 25. Die Führungsausschnitte 31 sind außerhalb der Fen
ster 20 angeordnet. Darüber hinaus ist der Deckabschnitt 3B
mit Vorsprüngen, die einen einstückigen Aufbau aufweisen,
an dem Umfang und an den Rändern der Fenster 20 versehen.
Diese Vorsprünge verstärken nicht nur den Deckabschnitt 3B,
sondern verhindern wirksam auch das Eindringen von Wasser
oder anderem Fluid durch die Fenster 20 oder die Führungs
ausschnitte 31 in das Innere der Endplatte 3.
Der Deckabschnitt 3B, der in den Fig. 26 und 27 gezeigt
ist, hat Leitungsextraktionsöffnungen 32A an beiden Enden
zum Herausziehen der Anschlußdrähte aus der Endplatte 3.
Die Anschlußdrähte, die in den Anschlußdrahtnuten 21 fest
gelegt sind, sind von den Extraktionsöffnungen 32A her ex
tern zugänglich.
Anschlagvorsprünge 33 einstückigen Aufbaus sind an dem Um
fangsrand des Deckabschnitts 3B vorgesehen, um das Einfüh
ren und Verbinden des Deckabschnitts 3B in den Umfangswän
den 28 des Rahmenabschnitts 3A zu gestatten. Der Deckab
schnitt 3B, der in den Fig. 26 und 27 gezeigt ist, ist mit
einer insgesamt rechteckigen Form versehen, wobei eine
Vielzahl von Anschlagvorsprüngen 33 von jedem Rand vor
steht. Anschlagvertiefungen 34 sind auf der inneren Ober
fläche der Umfangswände 28 des Rahmenabschnitts 3A gebildet
und passen mit den Anschlagvorsprüngen 33 zusammen. Gemäß
der Darstellung in Fig. 37 können die Anschlagvertiefungen
34 auch Durchgangslöcher sein, die in den Umfangswänden 28
gebildet sind. Gemäß der Darstellung in Fig. 37 wird der
Deckabschnitt 3B in einer festen Position mit dem Rahmenab
schnitt 3A verbunden, indem die Anschlagvorsprünge 33 in
die Anschlagvertiefungen 34 eingepaßt werden. In der End
platte 3 sind gemäß diesen Figuren Anschlagvorsprünge 33 in
dem Deckabschnitt 3B und Anschlagvertiefungen 34 in dem
Rahmenabschnitt 3A vorgesehen, wobei aber Anschlagvorsprün
ge 33 in dem Rahmenabschnitt 3A und Anschlagvertiefungen 34
in dem Deckabschnitt 3B vorgesehen sein können, um auch den
Deckabschnitt in einer festen Position mit dem Rahmenab
schnitt zu verbinden. Weiter, Anschlagvorsprünge können nur
an den inneren Rändern der Umfangswände des Rahmenab
schnitts vorgesehen werden, und der Deckabschnitt kann nach
innen über diese Anschlagvorsprünge hinaus gedrückt werden,
um den Deckabschnitt mit dem Rahmenabschnitt zu verbinden.
Dieser Typ von Schnappeinführgebilde, der oben beschrieben
ist, hat die Eigenschaft, daß der Deckabschnitt 3B der End
platte 3 und der Rahmenabschnitt 3A einfach, leicht und
schnell verbunden und getrennt werden können. Der Deckab
schnitt kann jedoch auch mit dem Rahmenabschnitt durch eine
Konfiguration verbunden werden, die Punktschweißungen, lo
kales Verbinden oder eine Schraubverbindung usw. umfaßt.
Der wasserbeständige Deckel 29, der auf die äußere Oberflä
che des Deckabschnitts 3B gelegt wird, ist eine Kunststoff
platte, hat eine Umrißform, die ungefähr gleich der Form
der Innenseite der Umfangswände 28 des Rahmenabschnitts 3A
ist, und hat Anschlußdrahtextraktionsführungsausschnitte
29A und Stromkabelzugangslöcher 29B, die durch sie hin
durchführen.
Eine Endplatte 3 mit dem oben beschriebenen Aufbau hat ei
nen Deckabschnitt 3B befestigt an der Rückseite eines Rah
menabschnitts 3A, wobei die Durchgangsstäbe 4, die Sensor
verbindungsplatten 25 und die Schmelzsicherungen 8 in vor
geschriebenen Positionen an dem Rahmenabschnitt 3A angeord
net sind. In diesem Zustand sind die Endplatten 3 an einem
Haltergehäuse 2 befestigt, welches die Stromversorgungsmo
dule 1 in festen Positionen hält. Gemäß der Darstellung in
Fig. 37 werden Feststellschrauben 30 in die Fenster 20 des
Deckabschnitts 3B eingeführt, um die Durchgangsstäbe 4 der
Endplatten 3 mit den Elektrodenklemmen 5 der Stromversor
gungsmodule 1 zu verbinden. Wenn die Endplatten 3 mit dem
Haltergehäuse 2 verbunden werden, können die Durchgangsstä
be 4 einfach und wirksam mit den Elektrodenklemmen 5 ver
bunden werden. Die Endplatten 3 können jedoch auch mit dem
Haltergehäuse 2 verbunden und an demselben fixiert werden,
nachdem die Durchgangsstäbe 4 mit den Elektrodenklemmen 5
der Stromversorgungsmodule 1 verbunden worden sind.
Eine Endplatte 3 mit dem oben beschriebenen Aufbau verbin
det einen Rahmenabschnitt 3A und einen Deckabschnitt 3B und
hält die Durchgangsstäbe 4 dazwischen. Bei einer Stromquel
le nach der vorliegenden Erfindung braucht jedoch eine End
platte nicht notwendigerweise aus dem Rahmenabschnitt und
dem Deckabschnitt zu bestehen. Zum Beispiel kann, was aber
nicht dargestellt ist, eine Endplatte nur aus dem Rahmenab
schnitt bestehen, ohne daß der Deckabschnitt verwendet
wird. Eine Endplatte dieses Aufbaus hat die Eigenschaft,
daß die Fertigungskosten aufgrund einer einfachen Konfigu
ration beträchtlich gesenkt werden können. Bei einer End
platte, die nur den Rahmenabschnitt aufweist, liegen der
Durchgangsstab und die Sensorverbindungsplatte an ihrer Au
ßenseite frei, die freiliegenden Teile können aber abge
deckt werden, um sie in einen isolierten Zustand zu brin
gen, indem ein wasserabhaltender Deckel aus Kunststoff auf
der Rückseite des Rahmenabschnitts befestigt wird.
Weiter, in einer Stromquelle, die in den Fig. 38 bis 40 ge
zeigt ist, ist eine Vielzahl von Stromversorgungsmodulen
381 in einem Haltergehäuse 382 untergebracht. Ein Stromver
sorgungsmodul 1 besteht aus einer einzelnen zylindrischen,
wiederaufladbaren Batterie oder einem Superkondensator. Ni
ckelwasserstoffbatterien sind als wiederaufladbare Batte
rien geeignet und werden als Stromversorgungsmodule verwen
det. Nickelcadmiumbatterien oder Lithiumionenbatterien kön
nen jedoch ebenfalls als wiederaufladbare Batterien der
Stromversorgungsmodule verwendet werden.
Die Stromversorgungsmodule können auch aus einer Vielzahl
von wiederaufladbaren Batterien und einem Superkondensator,
die in einer geraden Linie miteinander verbunden sind, her
gestellt werden. Ein Stromversorgungsmodul in der Figur be
steht aus einer oder zwei wiederaufladbaren Batterien und
einem Superkondensator, die wegen ihrer kurzen vollen Länge
in einer geraden Linie verbunden sind.
Die Stromversorgungsmodule 381, die in Fig. 41 gezeigt
sind, sind über Leitungen 3849 in Reihe geschaltet und in
Gruppen von Batterien zusammengefaßt. Die Stromversorgungs
module 381 sind in einem Haltergehäuse 382 in einer Grup
penform untergebracht. Gemäß der Darstellung in Fig. 41 ist
eine Gruppe von Batterien aus Stromversorgungsmodulen 381
aufgebaut, die auf parallele Weise angeordnet sind und über
die Leitungen 3849 miteinander verbunden sind. In einer
Gruppe von Batterien nach der Figur ist eine Vielzahl von
Stromversorgungsmodulen 381 so verbunden, daß diese in der
selben Ebene angeordnet sind. Die Stromversorgungsmodule in
einer Gruppe von Batterien können auch, was nicht darge
stellt ist, in einer Zickzackform verbunden sein, um in et
wa die Form zu bilden. Weiter sind, wie es für eine Gruppe
von Batterien in Fig. 42 gezeigt ist, Stromversorgungsmodu
le 421 in 2 Reihen verbunden, um Spalte zwischen den Strom
versorgungsmodulen 421 zu bilden.
Eine Stromquelle, in welcher eine Gruppe von Batterien, die
aus Stromversorgungsmodulen 381 gebildet ist, in einem Hal
tergehäuse 382 untergebracht ist, kann effizient viele
Stromversorgungsmodule 381 in dem Haltergehäuse 382 aufneh
men. Aus diesem Grund kann die Stromquelle effizient zusam
mengebaut werden. Weiter, eine Stromquelle dieses Aufbaus
hat die Eigenschaft, daß viele Stromversorgungsmodule 381
in den richtigen Positionen platziert werden können, da die
Stromversorgungsmodule 381 mit benachbarten Stromversor
gungsmodulen über die Leitung 3849 verbunden sind.
Eine Stromquelle, die in Fig. 38 gezeigt ist, hat 6 Reihen
von Gruppen von Batterien in einem Haltergehäuse 382. Die
Stromquellen, die in den Fig. 42 und 43 gezeigt sind, haben
3 Reihen von Stromversorgungsmodulen 421, die in 2 Reihen
verbunden sind. Darüber hinaus sind denselben Bauteilen ei
ner Stromquelle wie einer Stromquelle einer Ausführungs
form, die in Fig. 38 gezeigt ist, mit denselben Bezugszei
chen in Fig. 43 versehen, wobei aber zwei Figuren von oben
eliminiert werden. Jede Reihe von Gruppen von Batterien ist
über Leitungen 3850, 4250 und Verbinder 3851, 4251 in Reihe
geschaltet. In einer Stromquelle, in welcher die Stromver
sorgungsmodule Superkondensatoren sind, sind alle Kondensa
toren über Leitungen und Verbinder parallel geschaltet.
Eine Gruppe von Batterien ist, was nicht dargestellt ist,
mit Temperatursensoren versehen, die an der Oberfläche je
des Stromversorgungsmoduls befestigt sind. Die Temperatur
sensoren sind Vorrichtungen, die die Temperatur der Strom
versorgungsmodule messen können. Als Temperatursensoren
werden vorzugsweise PTC-Elemente verwendet, die die Tempe
ratur dadurch erfassen, daß sich ihr elektrischer Wider
stand mit der Temperatur ändert. Die Temperatursensoren,
die an der Oberfläche jedes Stromversorgungsmoduls befe
stigt sind, sind über Sensorleitungen in Reihe geschaltet,
die nicht dargestellt und nach außen gezogen sind.
Gemäß der Darstellung in Fig. 38 ist ein Haltergehäuse 382
mit der oberen und der unteren Platte 382a, mit Endplatten
382b und Seitenplatten 382c, die den Umfang der oberen und
unteren Platten 382a schließen, versehen. Das Haltergehäuse
382 ist mit einem Luftkanal versehen, der durch die obere
und die untere Platte 382a, die Endplatten 382b und die
Seitenplatten 382c gebildet wird und innerhalb des Halter
gehäuses 382 vorgesehen ist. In einem Haltergehäuse 382
dieses Aufbaus werden die obere und die untere Platte 382a
aus Kunststoff separat hergestellt und mittels Schrauben
oder durch Kleben miteinander verbunden, um einen Luftkanal
zu bilden. Die untere Platte 382a wird einstückig mit den
Endplatten 382b und den Seitenplatten 382 hergestellt, um
eine Kastenform mit offenem oberen Ende zu schaffen. Die
obere Platte 382a wird in Plattenform hergestellt. Nachdem
die Stromversorgungsmodule in der unteren Platte 382a auf
genommen worden sind, die kastenförmig ausgebildet ist,
wird die obere Platte 382a mit der unteren Platte 382a so
verbunden, daß die obere Platte 382a ein offenes oberes En
de der unteren Platte 382a verschließen kann.
In der Figur sind die obere und die untere Platte 382a mit
Zwischenlufteinlässen 3852 versehen, und die Endplatten
382b, die einander gegenüberliegen, sind mit Luftauslässen
3836 versehen. Die Zwischenlufteinlässe 3852 sind in der
Mitte der oberen und der unteren Platten 382a vorgesehen,
so daß sie sich zwischen den Luftauslässen 3836 der End
platten 382b befinden. In einem Haltergehäuse 382, das in
Fig. 40 gezeigt ist, sind die Zwischenlufteinlässe in der
oberen und in der unteren Platte 382a geöffnet.
Das Haltergehäuse 382 ist mit einem Spalt für eine Luft
strömung versehen, der zwischen den Stromversorgungsmodulen
381, die auf der Oberfläche der unteren Platte 382a befe
stigt sind, und der oberen Platte 382 gebildet ist. In ei
nem Haltergehäuse 382, das diesen Aufbau hat, können die
Stromversorgungsmodule 381, die in dem Luftkanal 3837 ange
ordnet sind, wirksam gekühlt werden, indem Luft zwischen
den Stromversorgungsmodulen 381 und der oberen Platte 382a
hindurchgeleitet wird. In der Stromquelle nach der vorlie
genden Erfindung können die Stromversorgungsmodule auch in
einem Luftkanal angeordnet werden, indem die Stromversor
gungsmodule mit der inneren Oberfläche der oberen und der
unteren Platte in Kontakt gebracht werden. Stromversor
gungsmodule dieses Typs werden gekühlt, indem Luft zwischen
den Batterien hindurchgeleitet wird.
Die Stromversorgungsmodule 381, in welchen Batterien in
rechtwinkeliger Anordnung zu der oberen und der ünteren
Platte 382a angeordnet sind, werden in einem Haltergehäuse
382 befestigt. Eine Stromquelle, in welcher die Stromver
sorgungsmodule 381 in dieser Anordnung in dem Haltergehäuse
382 untergebracht sind, kann die Stromversorgungsmodule 381
wirksam kühlen, indem Luft durch den Luftkanal 3827 hin
durchgeleitet wird. In der Stromquelle nach der vorliegen
den Erfindung sind die Stromversorgungsmodule nicht notwen
digerweise in dieser Anordnung. Zum Beispiel ist es mög
lich, daß die Stromversorgungsmodule in dem Haltergehäuse
parallel zu der oberen und der unteren Platte angeordnet
werden.
Die Haltergehäuse 382, die in den Fig. 38 und 39 gezeigt
sind, bewirken eine Zwangskühlung der Stromversorgungsmodu
le 381, die in dem Luftkanal 3837 untergebracht sind, durch
Hindurchleiten von Luft in der Richtung eines Pfeils A, wie
es in Fig. 40 gezeigt ist. Zum Hindurchleiten von Luft in
der Richtung des Pfeils sind Luftauslässe 3836 der Endplat
ten 382b mit Kühlgebläsen 3841 versehen. Die Kühlgebläse
3841 saugen Luft aus den Luftauslässen 3836 an und geben
die Luft zwangsläufig in den Luftkanal 3837 ab. Der Luft
auslaßkanal 3853 ist einstückig mit den Endplatten 382b
ausgebildet und steht mit den Kühlgebläsen in Verbindung.
Zum gleichen Kühlen von sämtlichen Stromversorgungsmodulen,
die in einem Luftkanal untergebracht sind, sind Zwischen
lufteinlässe in der oberen und in der unteren Platte 382a
in der Mitte zwischen den Luftauslässen 3836 geöffnet. Ein
Haltergehäuse 382 nach der Figur ist mit einer Vielzahl von
Zwischenlufteinlässen 3852 in der oberen und in der unteren
Platte 382a versehen. Weiter, das Haltergehäuse nach der
Figur ist mit einer Vielzahl von unterschiedlich großen
Zwischenlufteinlässen 3852, die in 3 Reihen aufgereiht
sind, in der oberen und in der unteren Platte 382a verse
hen, die in der Größe unterschiedlich sind. Große Zwischen
lufteinlässe 3852 sind in der mittleren Reihe vorgesehen,
und kleine Zwischenlufteinlässe 3852 sind in 2 Reihen auf
beiden Seiten der großen Zwischenlufteinlässe 3852 vorgese
hen. Ein Haltergehäuse 382 dieses Aufbaus hat das Merkmal,
daß die Stromversorgungsmodule 381, die in einem Luftkanal
3837 untergebracht sind, leicht gekühlt werden können.
Ein Haltergehäuse 382, das in der Figur gezeigt ist, ist
mit vielen Zwischenlufteinlässen 3852 in einer Kreisform
versehen. Die Zwischenlufteinlässe können jedoch auch in
Schlitzform ausgebildet sein. Die schlitzförmigen Zwischen
lufteinlässe sind breit in der mittleren Reihe und schmal
an beiden Enden ausgebildet, um Stromversorgungsmodule, die
in einem Luftkanal untergebracht sind, gleich zu kühlen.
Neben einem Öffnungsquerschnitt der Zwischenlufteinlässe
kann auch die Dichte der Zwischenlufteinlässe geändert wer
den, um Stromversorgungsmodule, die in einem Luftkanal un
tergebracht sind, gleich zu kühlen. Zum Beispiel, in diesem
Haltergehäuse sind viele Zwischenlufteinlässe dicht in der
Mitte des Haltergehäuses geöffnet, um viel Luft einem Luft
kanal zuzuführen, und spärlich auf beiden Seiten derselben
geöffnet, um die Menge der Luft zu reduzieren, die in beide
Seiten des Luftkanals strömt, und dadurch Stromversorgungs
module, die in dem Luftkanal untergebracht sind, gleich zu
kühlen.
Ein Haltergehäuse 382 dieses Aufbaus saugt Luft aus den
Luftauslässen 3836 mit Hilfe von Kühlgebläsen 3841 an und
leitet die Luft durch einen Luftkanal 3837, der in dem Hal
tergehäuse 382 angeordnet ist. Kalte Luft, die aus den Zwi
schenlufteinlässen 3852 angesaugt wird, welche an die Mitte
des Luftkanals 3837 angeschlossen sind, geht durch den
trennenden Luftkanal auf beiden Seiten hindurch, um die
Stromversorgungsmodule 381 zu kühlen, und wird von den Luf
tauslässen 3836 abgegeben.
Das Haltergehäuse 382, das diesen Aufbau hat, hat das Merk
mal, daß die Stromversorgungsmodule 381 wirksam gekühlt
werden können, indem das Haltergehäuse 382 dünn ausgebildet
wird. Das ist deshalb der Fall, weil die Kühlgebläse 3841
mit den Luftauslässen 3836 verbunden sind. In einer Strom
quelle nach der vorliegenden Erfindung sind jedoch die
Luftauslässe 3836 nicht notwendigerweise mit Kühlgebläsen
3841 verbunden. Zum Beispiel können die Stromversorgungsmo
dule 381 gekühlt werden, indem ein Luftstrom, der durch
fahrende Kraftfahrzeuge erzeugt wird, in die Zwischenluft
einlässe eingelassen wird.
Weiter, in Stromquellen, die in den Fig. 44 bis 46 gezeigt
sind, werden Stromversorgungsmodule 441 gekühlt, indem Luft
mit Hilfe eines Kühlgebläses 442 zu Zwischenlufteinlässen
eines Haltergehäuses 442 geleitet wird. Ein Haltergehäuse
442 dieses Aufbaus ist mit einem Luftversorgungskanal 4454
auf der Außenseite der Zwischenlufteinlässe 445 versehen,
der mit einem Kühlgebläse 4441 verbunden ist, um Luft zu
dem Luftversorgungskanal 4454 zu leiten. Das Kühlgebläse
4441 saugt kalte Luft an und liefert sie an den Luftversor
gungskanal 4454. Luft, die von dem Luftversorgungskanal
4454 geliefert wird, wird zwangsläufig über die Zwischen
lufteinlässe in den Luftkanal 4437 geleitet.
Eine Stromquelle nach diesen Figuren ist mit Zwischenluft
einlässen 4452 versehen, die in der oberen Platte 442a al
lein geöffnet sind, und ein Luftversorgungskanal 4454 ist
mit den Zwischenlufteinlässen 4452 verbunden. In einer
Stromquelle dieses Aufbaus strömt Luft in der Richtung von
Pfeilen B, die in Fig. 46 gezeigt sind. Es wird nämlich
Luft dem Luftversorgungskanal 4454 mit Hilfe des Kühlgeblä
ses 4441 zugeführt. Die Luft des Luftversorgungskanals 4454
geht durch die Zwischenlufteinlässe 4452 hindurch und
strömt in den Luftkanal 4437. Die Luft strömt separat zu
beiden Seiten des Luftkanals 4437, um die Stromversorgungs
module 441 zu kühlen, und wird über die Luftauslässe 4436
abgegeben, die an beiden Enden geöffnet sind.
In einem Haltergehäuse 442 nach dieser Figur ist ein Luft
versorgungskanal 4454 allein mit der oberen Platte 442a
verbunden. Es kann jedoch ein Luftversorgungskanal sowohl
mit der oberen als auch mit der unteren Platte verbunden
sein, um Luft einem Luftkanal zuzuführen. Die obere und die
untere Platte 442a, die mit dem Luftversorgungskanal 4454
verbunden sind, sind mit den Zwischenlufteinlässen 4452
versehen, um Luft aus dem Luftversorgungskanal 4454 in den
Luftkanal 4437 zu leiten.
Ein Haltergehäuse 442 wird als eine Stromquelle mit ein
stückig aufgebauten Komponenten oder als eine Stromquelle
zum Verbinden von Stromversorgungsmodulen 441, die in einer
Vielzahl von Haltergehäusen 442 untergebracht sind, verwen
det. In einer Stromquelle mit einer Vielzahl von Halterge
häusen werden die Haltergehäuse vertikal übereinander ge
schichtet. Die Haltergehäuse, die vertikal übereinander ge
schichtet sind, werden verbunden, indem zur Vibrationsdämp
fung Gummi zwischen sie eingelegt wird zur gegenseitigen
Schwingungsdämpfung. Weiter, eine Stromquelle, bei der das
Haltergehäuse mit einstückig aufgebauten Komponenten ver
wendet wird, ist ebenfalls mit vibrationsdämpfendem Gummi
an seiner Unterseite versehen. Wenn zum Beispiel eine
Stromquelle an Kraftfahrzeugen befestigt wird, kann der
schwingungsdämpfende Gummi Schwingungen dämpfen.
In einer Stromquelle mit einer Vielzahl von Haltergehäusen,
die vertikal übereinander geschichtet sind, können die
Stromversorgungsmodule, die in jedem Haltergehäuse unterge
bracht sind, durch Luftversorgungskanäle wirksam gekühlt
werden, die zwischen den übereinander geschichteten Halter
gehäusen angeordnet sind.
Da die Erfindung in mehreren Formen ausgeführt werden kann,
ohne die Lehre der wesentlichen Merkmale derselben zu ver
lassen, ist die vorliegende Ausführungsform deshalb illu
strativ und nicht restriktiv, da der Schutzbereich der Er
findung durch die beigefügten Ansprüche festgelegt wird und
nicht durch die ihnen vorangehende Beschreibung, und alle
Änderungen, die in den Schutzbereich der Ansprüche oder in
den Äquivalenzbereich desselben fallen, sollen deshalb
durch die Ansprüche umfaßt werden.
Claims (19)
1. Stromquelle, versehen mit wiederaufladbaren Batterien,
mit:
- 1. einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1);
- 2. einem Haltergehäuse, das eine Vielzahl von Stromversor gungsmodulen (1) beherbergt, die parallel zueinander ange ordnet sind, und in dem die Stromversorgungsmodule (1) ge kühlt werden, indem Luft durch das Haltergehäuse hindurch geleitet wird;
- 3. wobei das Haltergehäuse (2) mit einem Lufteinlaß (35) auf einer Seite und mit einem Luftauslaß (36) auf der ande ren Seite versehen ist, ein Luftkanal (37) zwischen dem Lufteinlaß (35) und dem Luftauslaß (36) gebildet ist, Zwi schenlufteinlässe (38) zur Zufuhr von Luft zu dem Luftkanal (37) auf dem Weg des Luftkanals (37) vorgesehen sind und Luft, die sowohl aus dem Lufteinlaß (35) als auch aus den Zwischenlufteinlässen (38) eingesaugt wird, in den Luftka nal (37) strömt, um die Stromversorgungsmodule (1) zu küh len, die in einer Vielzahl von Reihen in dem Haltergehäuse (2) untergebracht sind.
2. Stromquelle nach Anspruch 1, wobei das Haltergehäuse (2)
mit Deckgehäusen (2A) auf beiden Seiten und mit einem Zwi
schengehäuse (2B) zwischen den Deckgehäusen (2A) versehen
ist und wobei die Deckgehäuse (2A) mit den Zwischenluftein
lässen (38) versehen sind.
3. Stromquelle nach Anspruch 2, wobei Halterippen (15) mit
einstückigem Aufbau an der inneren Oberfläche der Deckge
häuse (2A) und auf beiden Seiten des Zwischengehäuses (2B)
gebildet sind, um die Stromversorgungsmodule (1) zwischen
sich aufzunehmen und festzuhalten, wobei die Halterippen
den Luftkanal (37) mehrfach unterteilen und Luft durch je
den Luftkanal (37) hindurchleiten, um die Stromversorgungs
module (1) zu kühlen.
4. Stromquelle nach Anspruch 2, wobei das Haltergehäuse (2)
mit Luftleitsteuervorsprüngen (39) versehen ist, die in
Spalte vorstehen, welche zwischen einer Vielzahl von Strom
versorgungsmodulen (1) auf der inneren Oberfläche der Deck
gehäuse (2A) gebildet sind, und wobei Spalte zwischen den
Luftleitsteuervorsprüngen (39) und den Stromversorgungsmo
dulen (1) Kühlluftdurchlässe sind.
5. Stromquelle nach Anspruch 4, wobei die Zwischenluftein
lässe (38) längs der Endränder der Luftleitsteuervorsprünge
(39) münden, die in den Deckgehäusen (2A) gebildet sind.
6. Stromquelle nach Anspruch 5, wobei die Zwischenluftein
lässe (38) an den Endrändern und auf der Leeseite der Luft
leitsteuervorsprünge (39) münden, die in den Deckgehäusen
(2A) gebildet sind.
7. Stromquelle nach Anspruch 5, wobei die Zwischenluftein
lässe (38) an den Endrändern der Vielzahl von Luftleitsteu
ervorsprüngen (39) münden, die zwischen dem Lufteinlaß (35)
und dem Luftauslaß (36) angeordnet sind.
8. Stromquelle nach Anspruch 1, wobei die Saugseiten von
Kühlgebläsen (41) mit den Luftauslässen (36) des Halterge
häuses (2) verbunden sind und wobei die Kühlgebläse (41)
Luft zu dem Haltergehäuse (2) schicken, um die Stromversor
gungsmodule (1) zu kühlen.
9. Stromquelle nach Anspruch 1, wobei die Halterippen (15)
zum Halten der Stromversorgungsmodule (1) in festen Posi
tionen innerhalb des Haltergehäuses (2) vorgesehen sind und
den Luftkanal (37), der in dem Haltergehäuse (2) gebildet
ist, in eine Vielzahl von Reihen unterteilen.
10. Stromquelle nach Anspruch 1, wobei das Haltergehäuse
(2) in einem Stromquellenkasten (42) untergebracht ist, ein
äußerer Luftkanal (43) für Kühlluft zwischen dem Stromquel
lenkasten (42) und dem Haltergehäuse (2) gebildet ist und
die Zwischenlufteinlässe (38) des Haltergehäuses (2) mit
dem äußeren Luftkanal (43) verbunden sind.
11. Stromquelle nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von
Haltergehäusen (2) vertikal übereinandergeschichtet ist,
ein Zwischenluftkanal (45) für Kühlluft zwischen benachbar
ten Haltergehäusen (2) vorgesehen ist und die Zwischenluft
einlässe (38) des Haltergehäuses (2) mit dem Zwischenluft
kanal (45) verbunden sind.
12. Stromquelle nach Anspruch 1, wobei die Stromversor
gungsmodule (1) Nickelwasserstoffbatterien, Nickelcadmium
batterien oder wiederaufladbare Lithiumionenbatterien sind.
13. Stromquelle, versehen mit wiederaufladbaren Batterien,
mit:
- 1. einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1);
- 2. einem Haltergehäuse, das eine Vielzahl von Stromversor gungsmodulen (1) beherbergt, die parallel zueinander ange ordnet sind, und einen Luftkanal (37) für Kühlluft und zum Kühlen der Stromversorgungsmodule (1) durch Hindurchleiten von Luft durch den Luftkanal (37);
- 3. wobei das Haltergehäuse (2) mit Luftauslässen (36) auf beiden Seiten versehen ist, Zwischenlufteinlässe (38), die durch das Haltergehäuse (2) hindurchführen, auf dem Weg des Luftkanals (37) vorgesehen sind, und Luft, die aus den Zwi schenlufteinlässen (38) austritt, in den Luftkanal (37) des Haltergehäuses (2) strömt, um eine Vielzahl von Stromver sorgungsmodulen (1) zu kühlen, die in dem Haltergehäuse (2) untergebracht sind.
14. Stromquelle nach Anspruch 13, wobei ein Luftversor
gungskanal (54) an der Außenseite von Zwischenlufteinlässen
(52) vorgesehen ist, der Luftversorgungskanal (54) mit ei
nem Kühlgebläse (41) verbunden ist zur Zufuhr von Luft zu
dem Luftversorgungskanal (54) und Luft, die von dem Kühlge
bläse (41) geliefert wird, zwangsläufig über die Zwischen
lufteinlässe (52) in den Luftkanal (37) strömt.
15. Stromquelle nach Anspruch 13, wobei das Kühlgebläse
(41) zum Ansaugen von Luft mit dem Luftauslaß (36) verbun
den ist und die von dem Kühlgebläse (41) angesaugte Luft
zwangsläufig in den Luftkanal (37) strömt.
16. Stromquelle nach Anspruch 13, wobei das Haltergehäuse
mit einer Vielzahl von Luftauslässen (36) auf beiden Seiten
versehen ist und jeder Luftauslaß (36) mit dem Kühlgebläse
(41) versehen ist.
17. Stromquelle nach Anspruch 13, wobei das Haltergehäuse
(2) mit einer Vielzahl von Zwischenlufteinlässen (52) un
terschiedlicher Größe versehen ist und Luft aus den Zwi
schenlufteinlässen (52) in den Luftkanal (37) strömt, um
die Stromversorgungsmodule (1), die in dem Luftkanal (37)
vorgesehen sind, gleich zu kühlen.
18. Stromquelle nach Anspruch 13, wobei das Haltergehäuse
(2) mit einer quadratischen oberen und einer quadratischen
unteren Platte (2a) versehen ist, die einander mit Abstand
und parallel zueinander gegenüberliegen, wobei die Umfänge
der oberen und der unteren Platte (2a) durch Endplatten
(2b) und Seidenplatten (2c) geschlossen sind, um den Luft
kanal (37) zu bilden, wobei die Endplatten (2b), die einan
der gegenüberliegen, mit den Luftauslässen (36) versehen
sind, die Zwischenlufteinlässe in der oberen und in der un
teren Platte (2a) vorgesehen sind, so daß sie zwischen den
Luftauslässen (36) angeordnet sind, und eine Vielzahl von
Stromversorgungsmodulen (1) in dem Haltergehäuse (2) derart
untergebracht ist, daß die Batterien zu der oberen und der
unteren Platte (2a) rechtwinkelig sind.
19. Stromquelle nach Anspruch 13, wobei die Stromversor
gungsmodule (1) Nickelwasserstoffbatterien, Nickelcadmium
batterien oder wiederaufladbare Lithiumionenbatterien sind.
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