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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Batterieanordnung, die viele einzelne
Batteriezellen in Reihe oder parallel mit einander verbindet, und
insbesondere betrifft sie hauptsächlich
eine Batterieanordnung, die als Stromquelle verwendet wird, um einen
Elektromotor mit Strom zu versorgen, der ein Automobil antreibt.
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Ein
Elektrofahrzeug, beispielsweise ein Elektroauto oder ein Hybridauto,
das sowohl durch eine Brennkraftmaschine als auch durch einen Elektromotor
angetrieben wird, verwendet eine Batterieanordnung aus vielen, miteinander
verbundenen, einzelnen Batteriezellen als Stromquelle, um elektrischen Strom
an den Motor zu dessen Antrieb zu liefern.
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Eine
Batterieanordnung, die in dieser Art von Anwendung verwendet wird,
soll eine hohe Ausgangsspannung bereitstellen, um den Strom an einen
Motor mit hoher Ausgangsleistung zu liefern. Folglich werden viele
einzelne Batteriezellen in Reihe miteinander geschaltet und in einem
Aufnahmegehäuse
untergebracht. Beispielsweise sind in Batterieanordnungen, die in
gegenwärtig
auf dem Markt befindlichen Hybridautos installiert sind, mehrere
hundert einzelne Batteriezellen in Reihe geschaltet, um Ausgangsspannungen
von mehreren hundert Volt zu erzeugen. In diesen Batterieanordnungen
sind fünf oder
sechs einzelne Batteriezellen in Reihe miteinander verbunden, um
ein Batteriemodul zu bilden, und viele Batteriemodule sind in einem
Aufnahmegehäuse
untergebracht.
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Eine
Batterieanordnung, die in einem Elektroauto, beispielsweise einem
Hybridauto, installiert ist, gibt hohe Ausgangsströme ab, um
den Motor hochzufahren, wenn der Wagen schnell beschleunigt. Zusätzlich wird
die Batterieanordnung beim Bremsen oder Bergabfahren über einen
regenerativen Bremsvorgang mit hohen Strömen aufgeladen. Folglich kann
die Batterietemperatur erheblich hoch werden. Da die Anwendung sich
auch auf die heißen Umgebungsbedingungen
der Sommermonate erstreckt, kann die Batterietemperatur noch weiter
ansteigen. Daher ist es wichtig, bei einer Batterieanordnung, die
viele Batterien in einem Aufnahmegehäuse beinhaltet, eine wirkungsvolle
und gleichmäßige Kühlung von
jeder der sich im Innenraum befindlichen Batterien bereitzustellen.
Verschiedene Probleme treten auf, wenn sich Temperaturunterschiede zwischen
den Batterien entwickeln, die gekühlt werden. Beispielsweise
kann eine Batterie, die heiß wird, schlechter
werden, und ihre tatsächliche
Ladekapazität
bei voller Aufladung nimmt ab. Wenn eine Batterie mit einer verminderten
Ladekapazität
in Reihe geschaltet ist und mit dem gleichen Strom wie die anderen
Batterien geladen und entladen wird, kann sie leicht zu hoch aufgeladen
oder zu weit entladen werden. Dies beruht darauf, dass die Kapazität, bis zu der
die verschlechterte Batterie voll aufgeladen werden kann, und die
Kapazität,
die vollständig
entladen werden kann, kleiner werden. Die Batteriekennwerte werden
mit der zu hohen Aufladung und der zu weiten Entladung dramatisch
schlechter. Folglich verschlechtert sich eine Batterie mit einer
verminderten, tatsächlichen
Ladekapazität
immer schneller. Insbesondere, wenn die Temperatur der Batterie
hoch wird, wird die Verschlechterung weiter vergrößert. Folglich
ist eine gleichmäßige Kühlung, die
keine Temperaturunterschiede zwischen beliebigen Batterien erzeugt,
für eine
Batterieanordnung wichtig, die viele Batterien in einem Aufnahmegehäuse enthält.
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Verschiedene
Systemanordnungen wurden entwickelt, um dieses Ziel zu erreichen
(es wird Bezug genommen auf die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung
2001-313090; die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung
2002-50412; und die japanische Patentoffenlegungsschrift HEI 11-329518 (1999)).
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Die
Batterieanordnungen, die in JP 2001-313090A und JP 2002-50412A offenbart
sind, wurden früher
von dem vorliegenden Anmelder entwickelt. In diesen Batterieanordnungen
waren Batteriemodule, die eine Vielzahl einzelner Batteriezellen in
einer linearen Anordnung miteinander verbinden, in einer parallelen
Ausrichtung in einem Aufnahmegehäuse
untergebracht. In dem Innenraum des Aufnahmegehäuses wurden die Batteriemodule
durch die erzwungene Strömung
von Kühlluft über die
Batteriemodule gekühlt.
Die Batteriemodule waren in zwei Niveaus in der Richtung der Kühlluftströmung angeordnet.
Ferner waren eine Vielzahl von Aufnahmegehäusen innerhalb eines Außengehäuses angeordnet.
In solch einer Batterieanordnung kann die Ausgangsspannung durch
die Anzahl der Aufnahmegehäuse
eingestellt werden, die in dem Außengehäuse untergebracht sind. Zusätzlich hatte
jedes Aufnahmegehäuse
Kühlspalte,
die zwischen dem Aufnahmegehäuse
und den im Innenraum aufgenommenen Batteriemodulen vorgesehen waren.
Die Batteriemodule wurden dadurch gekühlt, dass eine Kühlluftströmung zwangsweise
durch die Kühlspalte
geführt
wurde. Um jeden Batteriemodul gleichmäßig zu kühlen, wurden strukturelle Komponenten
zwischen den Batteriemodulen angeordnet, die in der Richtung der
Luftströmung
versetzt sind, um die Strömung
der Kühlluft
zu steuern.
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Eine
Batterieanordnung mit dieser Ausführung (Stand der Technik) kann
Batteriemodule gleichmäßig kühlen, die
in zwei Niveaus aufgestapelt und in einem Aufnahmegehäuse untergebracht
sind. Wenn die Batteriemodule jedoch in einem Aufnahmegehäuse in drei
oder mehreren Niveaus gestapelt sind, um die gesamte Standfläche für die Batterieanordnung
herabzusetzen, verliert dieser Typ von Batteriefeldanordnung die
Fähigkeit,
jeden Batteriemodul gleichmäßig zu kühlen.
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JP
H11-329518 (1999) beschreibt eine Batterieanordnung, die drei oder
mehr Niveaus von Batteriemodulen innerhalb eines Aufnahmegehäuses beinhaltet.
Diese Batterieanordnung beinhaltet eine Vielzahl von Niveaus von
Batteriemodulen innerhalb eines Aufnahmegehäuses, wobei die Batteriemodule in
einer parallelen Anordnung ausgerichtet und in der Richtung der
Kühlluftströmung voneinander
getrennt sind. Diese Batterieanordnung kühlt Batteriemodule dadurch,
dass eine Kühlluftströmung zwischen
den Batteriemodulen zwangsweise hindurch geführt wird. In dieser Kühlanordnung
ist der Kühl-Wirkungsgrad für die stromab
liegenden Batteriemodule geringer als für die stromauf liegenden Batteriemodule,
und die stromab liegenden Batteriemodule entwickeln höhere Temperaturen.
Um diesen Nachteil zu beheben, ist ein Turbulenzen erzeugendes Element,
beispielsweise eine Attrappe einer Batterieeinheit, an der am weitesten
stromauf liegenden Position des Aufnahmegehäuses vorgesehen. Durch Verteilung
der Strömung
der Kühlluft,
die in das Aufnahmegehäuse
eingeführt
wird, werden Batteriemodule an den stromauf liegenden Stellen wirkungsvoll
gekühlt.
Als Anordnung, um den Kühlwirkungsgrad
für stromab
liegende Batterien zu erhöhen,
sind zusätzliche
Kühllufteinlässe in dem
Aufnahmegehäuse
vorgesehen, um Kühlluft
an dazwischen liegenden Stellen entlang den Strömungswegen der Kühlluft einzuleiten.
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In
dieser Batterieanordnung kann der Kühlwirkungsgrad der stromauf
liegenden beziehungsweise stromab liegenden Batteriemodule durch
eine turbulente Strömung
und durch Einführen
von Kühlluft
an dazwischen liegenden Stellen verbessert werden. Jedoch können mit
dieser Anordnung nicht alle Batteriemodule auf eine gleichmäßige Temperatur gekühlt werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um diese Nachteile weitergehend
zu vermeiden. Daher ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Batteriefeldanordnung bereitzustellen, die die Temperaturunterschiede
zwischen einer Vielzahl von Batteriemodulen vermindern kann, die
in einem Aufnahmegehäuse
aufgenommen sind, und die Batteriemodule gleichmäßig kühlen kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Um
die vorstehend erwähnten
Ziele zu erreichen, hat die Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung
die folgende Ausführung.
Die Batterieanordnung kühlt
Batteriemodule, die einzelne geradlinig miteinander verbundenen
Zellen sind, indem Kühlluft in
einer Richtung über
diese Batteriemodule geführt wird.
Drei oder mehr Batteriemodule sind in drei oder mehr Niveaus in
der Richtung der Kühlluftströmung aufgestapelt
und in einem Aufnahmegehäuse
untergebracht. Ein Aufnahmegehäuse
beinhaltet drei oder mehr Niveaus von Batteriemodulen innerhalb
eines Paares von einander gegenüberliegenden
Seitenwänden.
Ferner ist ein Aufnahmegehäuse
durch eine Einlassplatte auf der Einlassseite und eine Auslassplatte
auf der Auslassseite des Paares der einander gegenüberliegenden
Seitenwände
verschlossen. Eine geschlossene Kammer wird durch das Paar der einander
gegenüberliegenden
Seitenwände,
die Einlassplatte und die Auslassplatte gebildet, und die Batteriemodule
sind in der geschlossenen Kammer untergebracht. Eine Einlassplatte
hat Lufteinlässe,
die auf beiden Seiten offen sind, um Kühlluft in die Kammer eintreten
zu lassen. Die Kühlluft,
die durch die Lufteinlässe
eingeführt
wurde, fließt
zwischen den Batteriemodulen und den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden.
Eine Auslassplatte hat eine Auslassöffnung an ihrem mittleren Bereich,
um Kühlluft vom
Innenraum der Kammer zur Umgebung ausströmen zu lassen. Die Kühlluft,
die über
die Oberflächen der
Batteriemodule strömt,
strömt
durch die Auslassöffnung
in dem mittleren Bereich nach außen. Schließlich haben die einander gegenüberliegenden Seitenwände Vorsprünge, die
zwischen nebeneinander liegenden Batteriemodulen vorstehen, und
die Höhe
der Innenflächen
dieser Vorsprünge
wird von stromauf zu stromab in der Kühlluftströmung größer.
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Die
oben beschriebene Batteriefeldanordnung hat das Merkmal, dass die
Temperaturunterschiede in der Vielzahl der Batteriemodule, die in dem
Aufnahmegehäuse
untergebracht sind, reduziert werden kann, und die Batteriemodule
können gleichmäßig gekühlt werden.
Dies beruht darauf, dass die Batteriefeldanordnung der vorliegenden
Erfindung drei oder mehrere Niveaus von Batteriemodulen in einem
Aufnahmegehäuse
aufnimmt, das eine geschlossene Kammer bildet, die durch ein Paar einander
gegenüberliegender
Seitenwände,
eine Einlassplatte auf der Einlaßseite und einer Auslassplatte
auf der Auslassseite gebildet wird. Kühllufteinlässe sind auf beiden Seiten
der Einlassplatte offen, und Kühlluft
wird zwischen den Batteriemodulen und den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden hindurch
geleitet. Eine Auslassöffnung
zur Umgebung ist in dem zentralen Bereich der Auslassplatte geöffnet, und
Kühlluft
strömt
entlang den Oberflächen
der Batteriemodule, um an dem zentralen Bereich der Auslassplatte
abgegeben zu werden. Ferner sind Vorsprünge, die zwischen nebeneinander liegenden
Batteriemodulen vorstehen, in den einander gegenüberliegenden Seitenwänden vorgesehen, und
die Höhe
der Innenflächen
dieser Vorsprünge nehmen
von stromauf zu stromab zu.
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Da
die Kühlluft
von den Lufteinlässen,
die auf beiden Seiten der Einlassplatte offen sind, zwischen den
Batteriemodulen und den einander gegenüberliegenden Seitenwänden fließt, kann
eine übermäßige Kühlung der
Batteriemodule an der Kühlluft-Einlassseite
im Vergleich zu den anderen Batteriemodulen bei einer Batterieanordnung
dieser Ausführung verhindert
werden. Da die Kühlluft,
die entlang der Oberfläche
eines Batteriemoduls fließt,
von einer Auslassöffnung
durch den mittleren Bereich der Auslassplatte zur Umgebung abgegeben
wird, kann ein Batteriemodul an der Auslassseite wirksam gekühlt werden.
Da die Höhe
der Vorsprünge,
die zwischen nebeneinander liegenden Batteriemodulen vorgesehen
sind, von stromauf zu stromab zunimmt, werden ferner Kühlspalte,
die zwischen den Batteriemodulen und den Vorsprüngen gebildet sind, zur stromab
liegenden Seite hin enger, und die Kühlspaltfläche nimmt zu der stromab liegenden
Seite hin zu. Folglich nimmt die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft, die
Batteriemodulwärme
aufgenommen hat und eine höhere
Temperatur angenommen hat, zu der stromab liegenden Seite hin zu,
und die Kontaktfläche
zwischen der Kühlluft
und dem Batteriemodul nimmt zu der stromab liegenden Seite hin zu,
und der Betrag der Wärmeübertragung
an der stromab liegenden Seite kann erhöht werden. Auf diese Weise
können Temperaturunterschiede
in der Vielzahl der Batteriemodule, die in drei oder mehr Niveaus
in einem Aufnahmegehäuse
der Batteriefeldanordnung der vorliegenden Erfindung untergebracht
sind, reduziert werden, und alle Batteriemodule können gleichmäßig gekühlt werden.
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In
der Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung sind ein erster
Batteriemodul, ein zweiter Batteriemodul und ein dritter Batteriemodul
in drei Niveaus in Richtung der Luftströmung durch die geschlossene
Kammer angeordnet und untergebracht. Die einander gegenüberliegenden
Seitenwände
sind mit ersten Vorsprüngen
zwischen dem ersten Batteriemodul und dem zweiten Batteriemodul
und zweiten Vorsprüngen
zwischen dem zweiten Batteriemodul und dem dritten Batteriemodul
versehen. Die zweiten Vorsprünge
können
größer gemacht
werden als die ersten Vorsprünge.
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In
der Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung sind ein erster
Batteriemodul, ein zweiter Batteriemodul und ein dritter Batteriemodul
in drei Niveaus in Richtung der Luftströmung durch die geschlossene
Kammer angeordnet und untergebracht. Die einander gegenüberliegenden
Seitenwände
sind nicht mit Vorsprüngen
zwischen dem ersten Batteriemodul und dem zweiten Batteriemodul
versehen, können
jedoch mit zweiten Vorsprüngen
zwischen dem zweiten Batteriemodul und dem dritten Batteriemodul
versehen sein.
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In
der Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung können beide
Oberflächen
der zweiten Vorsprünge
der einander gegenüberliegenden
Seitenwände
kurvenförmige
Oberflächen
sein, die der Oberfläche
des gegenüberliegenden
Batteriemoduls entsprechen.
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In
der Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung können abgewinkelte,
geschlossene Bereiche auf den innenseitigen Oberflächen der
Grenzbereiche zwischen der Auslassplatte und den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden
vorgesehen sein. Die Oberflächen
der geschlossenen Winkelbereiche gegenüber dem Batteriemodul können so
geformt sein, dass sie der Oberfläche des Batteriemoduls folgen,
und Kühlspalte
können
zwischen den abgewinkelten, geschlossenen Bereichen und dem Batteriemodul
vorgesehen sein.
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In
der Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung werden erste Kühlspalte
zwischen dem ersten Batteriemodul und den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden
gebildet, wo der erste Batteriemodul sich in der Nähe der Innenflächen der
einander gegenüberliegenden
Seitenwände
befindet. Zweite Kühlspalte
sind zwischen dem zweiten Batteriemodul und den zweiten Vorsprüngen gebildet,
wo der zweite Batteriemodul sich in der Nähe der zweiten Vorsprünge befindet.
Abgewinkelte, geschlossene Bereiche sind auf den Innenflächen der
Grenzbereiche zwischen der Auslassplatte und den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden
vorgesehen. Dritte Kühlspalte
werden zwischen dem dritten Batteriemodul, den zweiten Vorsprüngen und
den abgewinkelten, geschlossenen Bereichen gebildet, wo der dritte
Batteriemodul sich in der Nähe
zu den zweiten Vorsprüngen
und den abgewinkelten, geschlossenen Bereichen befindet. In dieser
Batterieanordnung sind die zweiten Kühlspalte über dem halben Umfang eines
Batteriemoduls eng. Die dritten Kühlspalte erstrecken sich über mehr
Fläche
als die zweiten Kühlspalte
und sie sind über
den gesamten Umfang eines Batteriemoduls hinweg eng.
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Die
Innenflächen
der Einlassplatte der Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung
kann Neigungsflächen
von beiden Seiten zu der Mitte hin haben.
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Die
vorstehenden und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden
vollständig
ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang
mit den beigefügten
Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schräge
Schnittansicht von einer Batterieanordnung eines Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schräge
Schnittansicht von einer Batterieanordnung eines anderen Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
von Aufnahmegehäusen
der Batterieanordnung, die in 1 gezeigt
ist;
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
die ein anderes Beispiel von Aufnahmegehäusen zeigt;
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
die ein anderes Beispiel von anderen Aufnahmegehäusen zeigt;
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6 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
die ein anderes Beispiel von anderen Aufnahmegehäusen zeigt;
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7 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
die ein anderes Beispiel von anderen Aufnahmegehäusen zeigt;
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8 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
eines Aufnahmegehäuses
der Batterieanordnung, die in 2 gezeigt
ist; und
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7 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
die ein anderes Beispiel eines Aufnahmegehäuses zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
in 1 gezeigte Batterieanordnung enthält eine
Vielzahl Aufnahmegehäuse 2,
die in einer geradlinigen Anordnung in einem Außengehäuse 3 miteinander
verbunden sind. Jedes Aufnahmegehäuse 2 enthält eine
Vielzahl Batteriemodule 1, und ein Batteriemodul 1 ist
eine Reihenschaltung einer Vielzahl einzelner Batteriezellen, die
geradlinig miteinander verbunden sind. Jeder der Vielzahl der Batteriemodule 1,
die in jedem Aufnahmegehäuse 2 untergebracht
sind, ist in Reihe geschaltet. Die Aufnahmegehäuse-Batteriemodule können jedoch
auch in Reihe und parallel geschaltet sein.
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Die
Batterieanordnung dieser Figur ist mit einem Lufteinlasskanal 13 zwischen
dem Außengehäuse 3 und
den Aufnahmegehäusen 2 versehen, um
Kühlluft
an die Aufnahmegehäuse 2 zuzuführen. Die Batteriefanordnung
ist auch mit einem Auslasskanal 14 versehen, um Kühlluft vom
Innenraum der Aufnahmegehäuse 2 abzuführen. In
dieser Batterieanordnung strömt
Kühlluft
von dem Lufteinlasskanal 13 im Innenraum der Aufnahmegehäuse 2 zu
dem Auslasskanal 14, und wenn die Kühlluft über das Innere der Aufnahmegehäuse 2 strömt, kühlt sie
die Batteriemodule 1.
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Die
Batterieanordnung von 1 ist mit einem Lufteinlasskanal 13 oberhalb
der Aufnahmegehäuse 2 und
einem Auslasskanal 14 unterhalb der Aufnahmegehäuse 2 versehen.
Die Batterieanordnung kann auch in einer umgekehrten Anordnung in Bezug
auf die von 1 ausgebildet sein. Eine umgekehrte
Batterieanordnung kühlt
Batteriemodule im Innenraum der Aufnahmegehäuse dadurch, dass Kühlluft von
unten nach oben hindurchgeführt
wird. Die Kühlluft
kann glatt durch ein Aufnahmegehäuse fließen, das
eine von unten nach oben gerichtete Kühlluftströmung hat.
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Wie
in 1 gezeigt ist, kann in einer Batterieanordnung,
die eine Vielzahl von in einem Außengehäuse 3 angeordneten
Aufnahmegehäusen 2 enthält, die
Ausgangsspannung der Batterieanordnung dadurch eingestellt werden,
dass die Anzahl der im Innenraum aufgenommenen Aufnahmegehäuse 2 geändert wird.
Die Ausgangsspannung kann dadurch erhöht werden, dass die Anzahl
der Aufnahmegehäuse 2 im
Innenraum des Außengehäuses 3 erhöht wird,
wodurch die Anzahl der in Reihe geschalteten Batterien erhöht wird.
Die Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung erfordert es jedoch
nicht notwendigerweise, dass eine Vielzahl von Aufnahmegehäusen innerhalb
eines Außengehäuses aufgenommen
sind. Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt ist,
ein einziges Aufnahmegehäuse 22 durch
Trennwände 215 in
eine Vielzahl von geschlossenen Kammern 27 unterteilt werden,
und die Batteriemodule 21 können in drei oder mehreren
Niveaus in jeder geschlossenen Kammer 27 untergebracht
sein.
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Das
Außengehäuse 3, 23 der
Batterieanordnungen der 1 und 2 ist mit
einem unteren Gehäuse 3A, 23A versehen,
das an den unterseitigen Oberflächen
einer Vielzahl von Aufnahmegehäusen 2 oder
an der unterseitigen Oberfläche
eines einzigen Aufnahmegehäuses 22 befestigt
ist. Das Außengehäuse 3, 23 ist
ebenfalls mit einem oberen Gehäuse 3B, 23B versehen,
das an der oberseitigen Oberfläche
einer Vielzahl von Aufnahmegehäusen 2 oder
an der oberseitigen Oberfläche
eines einzigen Aufnahmegehäuses 22 befestigt
ist.
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Das
untere Gehäuse 3A, 23A ist
der Rahmen zum Befestigen der Aufnahmegehäuse 2, 22. Das
untere Gehäuse 3A, 23A ist
mit Vorsprüngen (nicht
gezeigt) entlang seiner beiden Seiten versehen, wobei beide Enden
der Aufnahmegehäuse 2, 22 auf
diesen Vorsprüngen
fest gehalten werden, und der Auslasskanal 14, 214 ist
durch den Abstand zwischen den Aufnahmegehäusen 2, 22 und
dem unteren Gehäuse 3A, 23A gebildet.
Die vertikale Breite des Auslasskanals 14, 214 wird
durch die Höhe
der Vorsprünge
des unteren Gehäuses 3A, 23A eingestellt.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die Höhe der Vorsprünge allmählich in
Richtung der Kühlluftströmung größer gemacht
werden, um die vertikale Abmessung des Auslasskanals in der Richtung
der Kühlluftströmung weiter
zu machen.
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Das
obere Gehäuse 3B, 23B ist
ein Deckel über
den oberen Oberflächen
der Aufnahmegehäuse 2, 22,
und der Einlasskanal 13, 213 ist zwischen dem oberen
Gehäuse 3B, 23B und
den Aufnahmegehäusen 2, 22 vorgesehen.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann der vertikale Abstand zwischen
dem oberen Gehäuse
und den Aufnahmegehäusen
dieser Batterieanordnung in der Richtung der Kühlluftströmung allmählich enger gemacht werden,
um die vertikale Abmessung des Lufteinlasskanals in der Richtung der
Kühlluftströmung zu
verengen.
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Obwohl
dies nicht gezeigt ist, sind Endplatten, die an beiden Seiten eines
Batteriemoduls liegen, an dem Aufnahmegehäuse befestigt. Die Endplatten
sind aus einem isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff,
hergestellt, und sie verbinden Bus-Schienen, die an festen Positionen
an Elektrodenanschlüssen
befestigt sind, die an beiden Enden eines Batteriemoduls vorgesehen
sind. Bus- Schienen sind Metallplatten, die nebeneinander liegende Batteriemodule
in Reihe miteinander verbinden. Die Endplatten sind mit den Bus-Schienen
verschraubt, um sie an den Batteriemodulen zu befestigen, und sie
werden in dem Aufnahmegehäuse
an feststehenden Positionen gehalten.
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Wie
in den 3–9 gezeigt
ist, nimmt ein Aufnahmegehäuse
drei oder mehrere Niveaus von Batteriemodulen in Richtung der Kühlluftströmung (in
der Fig. von oben nach unten) in einer parallelen Anordnung auf.
Hier zeigt 3 Aufnahmegehäuse 2 der
Batterieanordnung, die in 1 gezeigt
ist, und 8 zeigt Gehäuse 22 der Batterieanordnung,
die in 2 gezeigt ist. Die 4–7 und 9 zeigen
Aufnahmegehäuse
anderer Ausführungsbeispiele.
In den Ausführungsbeispielen,
die in den 4–9 gezeigt
sind, haben die strukturellen Elemente, die die gleichen wie bei
dem Ausführungsbeispiel
von 3 sind, die gleichen alphanumerischen Bezugszeichen
wie in 3 mit Ausnahme der am weitesten links stehenden
Ziffer, und ihre detaillierte Beschreibung wird abgekürzt.
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Ein
Batteriemodul 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 hat
eine Vielzahl einzelner Batteriezellen, die in Reihe geschaltet
und in einer geradlinigen Anordnung miteinander verbunden sind.
Beispielsweise hat ein Batteriemodul 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 fünf oder sechs
einzelne Batteriezellen, die in Reihe geschaltet und in einer geradlinigen
Anordnung miteinander verbunden sind. Ein Batteriemodul kann jedoch
auch vier oder weniger oder sieben oder mehr einzelne Batteriezellen
zusammen schalten. Die einzelnen Batteriezellen sind Nickel-Wasserstoff-Batteriezellen.
Die einzelnen Batteriezellen können
jedoch auch andere nachladbare Batterien, wie nachladbare Lithiumionen-Batterien
oder Nickel-Kadmium-Batterien sein. Die Batteriemodule 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 der Figur
haben kreiszylindrische Formen und verbinden kreiszylindrische Batterien
in einer geradlinigen Anordnung.
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Ein
Aufnahmegehäuse 2, 42, 52, 62, 72,
wie es in den 3–7 gezeigt
ist, hat drei oder mehrere Niveaus von Batteriemodulen 1, 41, 51, 61, 71, die
zwischen einem Paar von einander gegenüberliegenden Seitenwänden 4, 44, 54, 64, 74 untergebracht
sind. Das Paar der einander gegenüberliegenden Seitenwände 4, 44, 54, 64, 74 ist
durch eine Einlassplatte 5, 45, 55, 65, 75 auf
der Einlassseite und einer Auslassplatte 6, 46, 56, 66, 76 auf
der Auslassseite des Paares der einander gegenüberliegenden Seitenwände 4, 44, 54, 64, 74 abgeschlossen.
Eine geschlossene Kammer 7, 47, 57, 67, 77 wird
durch das Paar der einander gegenüberliegenden Seitenwände 4, 44, 54, 64, 74,
die Einlassplatte 5, 45, 55, 65, 75 und
die Auslassplatte 6, 46, 56, 66, 76 gebildet,
und die Batteriemodule 1, 41, 51, 61, 71 sind
im Innenraum der geschlossenen Kammer 7, 47, 57, 67, 77 untergebracht.
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Ein
Aufnahmegehäuse 22, 92,
wie es in den 8 und 9 gezeigt
ist, ist in seinem Innenraum durch Trennwände 215, 915 in
eine Vielzahl geschlossener Kammern 27, 97 unterteilt,
und drei Niveaus von Batteriemodulen 21, 91 sind
in jeder geschlossenen Kammer 27, 97 untergebracht.
Wie in 2 gezeigt ist, ist das Aufnahmegehäuse 22 von 8 ein
einziges Aufnahmegehäuse 22,
dessen Innenraum durch Trennwände 215 in
eine Vielzahl geschlossener Kammern 27 unterteilt ist.
Das Aufnahmegehäuse 92,
das in 9 gezeigt ist, ist durch Trennwände 915 in
seinem Innenraum in zwei geschlossene Kammern 97 unterteilt,
und eine Vielzahl dieser Aufnahmegehäuse 92 sind in einer
geradlinigen Anordnung miteinander verbunden. In diesen Aufnahmegehäusen 22, 92 wirken
die Seitenwände 216, 916 und
die Trennwände 215, 915 als
einander gegenüberliegende
Seitenwände 24, 94,
und ein Paar von einander gegenüberliegenden
Seitenwänden 24, 94,
eine Einlassplatte 25, 95 auf der Einlaßseite und
eine Auslassplatte 26, 96 auf der Auslassseite
schließen
aneinander an, um eine geschlossene Kammer 27, 97 zu
bilden.
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Ein
Aufnahmegehäuse 2, 42, 22, 92,
wie es in den 3, 4 und 8 gezeigt
ist, nimmt Batteriemodule 1, 41, 21, 91 in
drei Niveaus und in einer Säule
zwischen einem Paar von einander gegenüberliegenden Seitenwänden 4, 44, 24, 94 auf.
Dieses Aufnahmegehäuse 2, 42, 22, 92 nimmt
einen ersten Batteriemodul 1A, 41A, 21A, 91A,
einen zweiten Batteriemodul 1B, 41B, 21B, 91B und
einen dritten Batteriemodul 1C, 41C, 21C, 91C auf,
die in drei Niveaus in Richtung der Kühlluftströmung (in den Fig. von oben
nach unten) angeordnet sind. Ein Aufnahmegehäuse 52, 62, 72,
wie es in den 5–7 gezeigt ist,
nimmt vier Niveaus von Batteriemodulen 51, 61, 71 auf.
Dieses Aufnahmegehäuse 52, 62, 72 nimmt einen
ersten Batteriemodul 51A, 61A, 71A, einen zweiten
Batteriemodul 51B, 61B, 71B, einen dritten Batteriemodul 51C, 61C, 71C und
einen vierten Batteriemodul 51D, 61D, 71D auf,
die in vier Niveaus in der Richtung der Kühlluftströmung angeordnet sind.
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Ein
Aufnahmegehäuse 2, 22, 42, 52, 62, 72, 92,
wie es in diesen Figuren gezeigt ist, hat Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 und
Auslassöffnungen 9, 29, 49, 59, 69, 79, 99,
um Kühlluft über die
Batteriemodule 1, 21, 41, 51, 61 ; 71, 91 strömen zu lassen, die
im Innenraum untergebracht sind. Die Kühlluft tritt in ein Aufnahmegehäuse 2, 22, 42, 52, 62, 72, 92 von den
Lufteinlässen 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 ein,
kühlt die
Batteriemodule 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 und
wird durch die Auslassöffnungen 9, 29, 49, 59, 69, 79, 99 abgegeben.
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In
einem Aufnahmegehäuse 2, 22, 42, 52, 62, 72, 92 der
Figuren sind die Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 durch
die Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 hindurch
offen, und die Auslassöffnungen 9, 29, 49, 59, 69, 79, 99 sind
durch die Auslassplatte 6, 26, 46, 56, 66, 76, 96 hindurch
offen. Die Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 sind
durch beide Seiten der Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 hindurch
offen, und die Kühlluft,
die durch die Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 eingeführt wird,
wird zwischen dem ersten Batteriemodul 1A, 41A, 21A, 91A und
den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden 4, 44, 24, 94 hindurch
geführt.
In den Figuren sind die Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 durch
die Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 hindurch
direkt über
den Innenflächen
der einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 44, 24, 94 offen.
Diese Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 führen Kühlluft zu,
die entlang den Innenflächen
der einander gegenüberliegenden Seitenwänden 4, 44, 24, 94 fließt und zwischen
dem ersten Batteriemodul 1A, 41A, 21A, 91A und
den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden 4, 44, 24, 94 hindurch
tritt.
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Obwohl
die Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 durch
beide Seiten einer Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 hindurch
offen sind, sind sie nicht notwendigerweise auf Positionen oberhalb
der Innenflächen
der einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 44, 24, 94 eingeschränkt, wie
in den Figuren gezeigt ist. Beispielsweise können die Lufteinlässe an Stellen
etwas mehr zu der Mitte der Einlassplatte statt direkt über den
Innenflächen
der einander gegenüberliegenden
Seitenwände
offen sein. Wenn jedoch ein Lufteinlass durch die Mitte der Einlassplatte hindurch
offen ist, ergibt sich der Nachteil, dass die Kühlluft den ersten Batteriemodul
im Vergleich zu den anderen Batteriemodulen übermäßig kühlt. Obwohl der Betrag der
Wärmeübertragung
auf beiden Seiten in den ersten Kühlspalten 11A, 211A, 411A, 511A, 611A, 711A, 911A erhöht ist,
die vorhanden sind, wo der erste Batteriemodul 1A, 21A, 41A, 51A, 61A, 71A, 91A sich
in der Nähe
zu den einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 24, 44, 54, 64, 74, 94 befindet,
wird der Betrag der Wärmeübertragung in
den anderen Bereichen nicht erhöht.
Kühlluft,
die an dem ersten Batteriemodul 1A, 21A, 41A, 51A, 61A, 71A, 91A vorbei
fließt,
hat eine niedrigere Temperatur als die Kühlluft, die an den anderen
Batteriemodulen vorbei fließt,
und sie kann den ersten Batteriemodul 1A, 21A, 41A, 51A, 61A, 71A, 91A über die
Kühlspalte
mit einer begrenzten Kontaktfläche
für die
Wärmeübertragung
wirksam kühlen.
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Wenn
ein Lufteinlass durch die Mitte einer Einlassplatte hindurch offen
wäre, würde Kühlluft,
die in das Aufnahmegehäuse
von dem Lufteinlass her eingeführt
wird, entlang der Oberfläche
der oberen Hälfte
des ersten Batteriemoduls der Figuren strömen, um diesen Batteriemodul
zu kühlen.
In der vorliegenden Erfindung wird die obere Oberfläche des ersten
Batteriemoduls 1A, 21A, 41A, 51A, 61A, 71A, 91A nicht
durch die Kühlluftströmung gekühlt sondern
statt dessen wird er nur durch die Kühlspalte 1A, 211A, 411A, 511A, 611A, 711A, 911A gekühlt, die auf
beiden Seiten ausgebildet sind, wo sich der erste Batteriemodul 1A, 21A, 41A, 51A, 61A, 71A, 91A in der
Nähe der
einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 24, 44, 54, 64, 74, 94 befindet.
Dies gleicht die Kühlung
des ersten Batteriemoduls 1A, 21A, 41A, 51A, 61A, 71A, 91A in
Bezug auf die anderen Batteriemodule zum Zwecke einer gleichmäßigen Kühlung aus.
Um dies zu realisieren, sind die Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 nicht
durch die Mitte der Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 hindurch
offen. Selbst wenn Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 von
direkt oberhalb der Innenflächen
der einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 24, 44, 54, 64, 74, 94 weg
versetzt werden, sind sie an Stellen offen, die in Bezug auf Punkte,
die in der Mitte zwischen direkt oberhalb der Innenflächen der
einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 24, 44, 54, 64, 74, 94 und
der Mitte der Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 liegen,
nach außen
versetzt.
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Die
inneren Oberflächen
der Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95,
die in den Figuren gezeigt ist, haben Neigungsflächen von beiden Seiten her
zur Mitte hin. Da die Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 der
Figuren an der Oberseite eines Aufnahmegehäuses 2, 22, 42, 52, 62, 72, 92 vorgesehen
ist, sind die Innenflächen
der Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95,
die die unterseitigen Oberflächen
sind, so angeordnet, dass sie von beiden Seiten her zu der Mitte hin
nach unten geneigt sind. Wenn die Batteriemodule 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 in
einer natürlichen
Weise Wärme
abstrahlen, bildet die durch diese Strahlung aufgeheizte Luft eine
aufwärts
gerichtete Konvektionsströmung,
die den geneigten Oberflächen
der Einlassplatte 5, 25, 45, 55, 65, 75, 95 von
der Mitte zu den beiden Seiten hin folgt. Da die aufgeheizte Luft durch
die Lufteinlässe 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 auf beiden
Seiten austritt, hat diese Anordnung das Merkmal, dass eine Wärmekonvektion
im Innenraum einer geschlossenen Kammer 7, 27, 47, 57, 67, 97 verhindert
wird.
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Gegenüber den
Lufteinlässen 8, 28, 48, 58, 68, 78, 98 öffnet sich
eine Auslassöffnung 9, 29, 49, 59, 69, 79, 99 in
der Mitte der Auslassplatte 6, 26, 46, 56, 66, 76, 96.
In einem Aufnahmegehäuse 2, 42, 22, 92 der 3, 4, 8 und 9 fließt von der geschlossenen
Kammer 7, 47, 27, 97 abgegebene Kühlluft entlang
der unteren Oberfläche
des dritten Batteriemoduls 1C, 41C, 21C, 91C,
um den dritten Batteriemodul 1C, 41C, 21C, 91C zu
kühlen.
In einem Aufnahmegehäuse 52, 62, 72 der 5–7 strömt von der
geschlossenen Kammer 57, 67, 77 abgegebene
Kühlluft
entlang der unteren Oberfläche des
vierten Batteriemoduls 51D, 61D, 71D,
um den vierten Batteriemodul 51D, 61D, 71D wirksam
zu kühlen.
Eine Auslassöffnung 9, 29, 49, 59, 69, 79, 99, die
in der Mitte der Auslassplatte 6, 26, 46, 56, 66, 76, 96 offen
ist, sammelt die Kühlluft,
die entlang der unteren Hälfte
der beiden Seiten des dritten Batteriemoduls 1C, 41C, 21C, 91C oder
des vierten Batteriemoduls 51D, 61D, 71D fließt, und
gibt sie an der Mitte der Auslassplatte 6, 26, 46, 56, 66, 76, 96 ab.
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Ein
Aufnahmegehäuse 2, 22, 42, 52, 62, 72, 92 der
Figuren ist auch mit Vorsprüngen 10, 210, 410, 510, 610, 710, 910 auf
den inneren Oberflächen der
einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 24, 44, 54, 64, 74, 94 versehen,
um die Ventilationsströmungsbedingungen
in den Kühlspalten 11, 211, 411, 511, 611, 711, 911 zu
steuern, die zwischen jedem Niveau der Batteriemodule 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 und
den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden 4, 24, 44, 54, 64, 74, 94 gebildet
sind. Die Vorsprünge 10, 210, 410, 510, 610, 710, 910 sind zwischen
nebeneinander liegenden Batteriemodulen 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 vorgesehen.
Die Höhe
der Vorsprünge 10, 210, 410, 510, 610, 710, 910,
die von einer Innenfläche
vorstehen, nimmt von stromauf zu stromab in der Kühlluftströmung zu.
Der Bereich, über
den sich die Kühlspalte 11, 211, 411, 511, 611, 711, 911 über den
stromab liegenden Batteriemodule 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 erstrecken,
das heißt
der Kontaktbereich für
die Kühlluft
mit den stromab liegenden Batteriemodulen 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91 ist größer als
stromauf. Zusätzlich
ist die Weite der stromab liegenden Kühlspalte 11, 211, 411, 511, 611, 711, 911 enger
als stromauf.
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Der
Betrag der Wärmeübertragung
durch die über
einen Batteriemodul strömende
Kühlluft schwankt
je nach der Temperaturdifferenz zwischen der Kühlluft und dem Batteriemodul,
der Strömungsgeschwindigkeit
der Kühlluft
und dem Kontaktbereich zwischen der Kühlluft und dem Batteriemodul.
Wenn eine geringe Temperaturdifferenz zwischen der Kühlluft und
dem Batteriemodul vorhanden ist, wird der Betrag der Wärmeübertragung
klein. Daher wird, wenn die Temperatur der Kühlluft hoch wird und wenn die
Temperaturdifferenz relativ zu dem Batteriemodul klein wird, der
Betrag der Wärmeübertragung
klein. Die Temperatur der Kühlluft
steigt stromab an, wenn Batteriemodulwärme auf die Kühlluft übertragen
wird. Folglich nimmt der Betrag an Wärmeübertragung von den stromab
liegenden Batteriemodulen zu der aufgeheizten Kühlluft ab.
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Der
Betrag der Wärmeübertragung
kann dadurch erhöht
werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit
der Kühlluft
erhöht
und der Kontaktbereich mit der Kühlluft
vergrößert wird.
Die Höhe
der Vorsprünge 10, 210, 410, 510, 610, 710, 910 bestimmt
die Strömungsgeschwindigkeit
und den Kontaktbereich der Kühlluft
mit den Oberflächen
des Batteriemoduls 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91.
Wenn die Höhe
der Vorsprünge
vergrößert wird,
kommen die Vorsprünge näher zu den
Oberflächen
des Batteriemoduls, und die Kühlspalte,
die zwischen den Vorsprüngen
und den Batteriemodulen gebildet werden, werden enger. Zusätzlich erhöhen große Vorsprünge auch
die Oberfläche
der Kühlspalte,
die zwischen den Vorsprüngen und
den Batteriemodulen gebildet werden. Daher gleichen die Vorsprünge 10, 210, 410, 510, 610, 710, 910 die
verminderte Wärmeübertragung
aufgrund eines graduellen Temperaturanstiegs der Kühlluft aus und
führen
zu einer gleichmäßigen Kühlung von
allen Batteriemodulen 1, 21, 41, 51, 61, 71, 91.
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Die
einander gegenüberliegenden
Seitenwände 4, 24, 94 eines
Aufnahmegehäuses 2, 22, 92 der 3, 8 und 9 sind
mit ersten Vorsprüngen 10A, 210A, 910A zwischen
dem ersten Batteriemodul 1A, 21A, 91A und
dem zweiten Batteriemodul 1B, 21B, 91B und
mit zweiten Vorsprüngen 10B, 210B, 910B zwischen
dem zweiten Batteriemodul 1B, 21B, 91B und
dem dritten Batteriemodul 1C, 21C, 91C versehen.
Die zweiten Vorsprünge 10B, 210B, 910B sind
höher als
die ersten Vorsprünge 10A, 210A, 910A,
und die zweiten Vorsprünge 10B, 210B, 910B sind
näher bei
den Oberflächen
der Batteriemodule 1, 21, 91 als die
ersten Vorsprünge 10A, 210A, 910A.
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In
den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden 4, 44, 24, 94 der 3, 4, 8 und 9 sind
die Oberflächen
der zweiten Vorspringe 10B, 410B, 210B, 910B auf
beiden Seiten als Kurvenflächen
ausgebildet, die an die Oberflächen
der gegenüberliegenden
Batteriemodule 1, 41, 21, 91 angepasst
sind. Diese Vorsprünge 10, 410, 210, 910 bilden
gleichmäßige Kühlspalte 11, 411, 211, 911 zwischen
den Vorsprüngen 10, 410, 210, 910 und
den Batteriemodulen 1, 41, 21, 91 und
gestatten es, dass die Kühlluft
glatt fließt.
Ein Aufnahmegehäuse 2, 42, 22, 92 der
Fig. ist auch mit abgewinkelten, geschlossenen Bereichen 12, 412, 212, 912 auf
den innenseitigen Oberflächen
der Grenzbereiche zwischen der Auslassplatte 6, 46, 26, 96 und
den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden 4, 44, 24, 94 versehen. Die
Oberflächen
der abgewinkelten, geschlossenen Bereiche 12, 412, 212, 912 gegenüber den
Oberflächen
der Batteriemodule 1, 41, 21, 91 haben
Formen, die den Oberflächen
der Batteriemodule 1, 41, 21, 91 folgen.
Auf diese Weise kann ein Aufnahmegehäuse 2, 42, 22, 92,
das mit abgewinkelten, geschlossenen Bereichen 12, 412, 212, 912 an
der Auslassseite versehen ist, Kühlluft
entlang den Oberflächen
der Batteriemodule 1, 41, 21, 91 leiten,
die Kühlluft
an der Auslassöffnung 9, 49, 29, 99 sammeln
und sie zur Umgebung abgeben. Folglich kann der dritte Batteriemodul 1C, 41C, 21C, 91C wirksam
gekühlt
werden, und die verminderte Wärmeübertragung
aufgrund des Temperaturanstiegs der Kühlluft kann ausgeglichen werden,
um Temperaturunterschiede der Batteriemodule 1, 41, 21, 91 zu
reduzieren.
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In
dem Aufnahmegehäuse 2, 42, 22, 92,
das oben beschrieben wurde, werden erste Kühlspalte 11A, 411A, 211A, 911A nur
an beiden Seitenbereichen des ersten Batteriemoduls 1A, 41A, 21A, 91A gebildet,
zweite Kühlspalte 11B, 411B, 211B, 911B werden
entlang der stromab liegenden Hälfte
des zweiten Batteriemoduls 1B, 41B, 21B, 91B gebildet, und
dritte Kühlspalte 11C, 411C, 211C, 911C werden entlang
in Oberflächen
sowohl der stromauf liegenden Hälfte
als auch der stromab liegenden Hälfte
des dritten Batteriemoduls 1C, 41C, 21C, 91C gebildet.
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Folglich
wird der Kontaktbereich der Kühlspalte 11, 411, 211, 911 für die Kühlluftströmung entlang
den Oberflächen
der Batteriemodule 1, 41, 21, 91 von
den ersten Kühlspalten 11A, 411A, 211A, 911A zu
den dritten Kühlspalten 11C, 411C, 211C, 911C hin
größer.
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In
einem Aufnahmegehäuse,
das in den 3, 8 und 9 gezeigt
ist, wird dadurch, dass die zweiten Vorsprünge 10B, 210B, 910B höher als
die ersten Vorsprünge 10A, 210A, 910A gemacht werden,
die dritten Kühlspalte 10C, 211C, 911C enger
gemacht als die zweiten Kühlspalte 11B, 211B, 911B.
Folglich ist die Strömungsgeschwindigkeit
der Kühlluft,
die entlang den Oberflächen
des dritten Batteriemoduls 1C, 21C, 91C fließt, größer als
die, die entlang den Oberflächen
des zweiten Batteriemoduls 1B, 21B, 91B fließt.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist es nicht immer notwendig, erste
Vorsprünge
zwischen dem ersten Batteriemodul 41A und dem zweiten Batteriemodul 41B einer
Batteriefeldanordnung vorzusehen, die drei Niveaus von Batteriemodulen
in einem Aufnahmegehäuse
aufnimmt. Dies beruht darauf, dass Kühlspalte 411B durch
die zweiten Vorsprünge 410B gebildet
werden können,
um die stromab liegende Hälfte
des zweiten Batteriemoduls 41B zu kühlen. Die zweiten Kühlspalte 411B haben
mehr Kontaktfläche
und sind enger als die ersten Kühlspalte 411A, die
auf beiden Seiten des ersten Batteriemoduls 41A gebildet
sind. Zusätzlich
haben die zweiten Kühlspalte 411B weniger
Kontaktfläche und
sind weiter als die dritten Kühlspalte 411C.
Dies ermöglicht
es, dass der erste Batteriemodul 41A, der zweite Batteriemodul 41B und
der dritte Batteriemodul 41C gleichmäßig gekühlt werden.
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Eine
Batterieanordnung kann auch vier oder mehrere Niveaus von Batteriemodulen
in einem Aufnahmegehäuse
aufnehmen. Die Batterieanordnung von 5 hat einen
ersten Batteriemodul 51A, einen zweiten Batteriemodul 51B,
einen dritten Batteriemodul 51C und einen vierten Batteriemodul 51D,
die in vier Niveaus in Richtung der Kühlluftströmung in einem Aufnahmegehäuse 52 angeordnet
sind. Diese Batterieanordnung ist mit ersten Vorsprüngen 510A zwischen
dem ersten Batteriemodul 51A und dem zweiten Batteriemodul 51B,
zweiten Vorsprüngen 510B zwischen
dem zweiten Batteriemodul 51B und dem dritten Batteriemodul 51C,
dritten Vorsprüngen 510C zwischen
dem dritten Batteriemodul 51C und dem vierten Batteriemodul 51D und
mit abgewinkelten, geschlossenen Bereichen 510 an dem Auslassende
versehen. In dieser Batterieanordnung nimmt die Höhe der Vorsprünge von
den ersten Vorsprüngen 510A zu
den dritten Vorsprüngen 510C zur gleichmäßigen Kühlung der
Batteriemodule zu. Insbesondere werden durch Vergrößern der
Höhe der Vorsprünge des
Aufnahmegehäuses
von den ersten Vorsprüngen 510A zu
den dritten Vorsprüngen 510C die
zweiten Kühlspalte 511B enger
gemacht als die ersten Kühlspalte 511A,
die dritten Kühlspalte 511C werden
enger gemacht als die zweiten Kühlspalte 511B,
und die vierten Kühlspalte 511D werden
enger gemacht als die dritten Kühlspalte 511C.
Folglich nimmt die Strömungsgeschwindigkeit
der Kühlluft, die
entlang den Oberflächen
der Batteriemodule fließt,
von dem ersten Batteriemodul 51A zu dem vierten Batteriemodul 51D zu.
Ferner kann, wie in 6 gezeigt ist, die Batterieanordnung
auch eine Ausgestaltung haben, bei der die ersten Vorsprünge zwischen
dem ersten Batteriemodul 61A und dem zweiten Batteriemodul 61B nicht
vorgesehen sind.
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Schließlich kann,
wie in 7 gezeigt ist, eine Batterieanordnung auch einander
gegenüberliegende
Seitenwände 74 haben,
die stromab näher
zueinander kommen. Dadurch wird der Betrag der Wärmeübertragung der Kühlluft mit
stromab liegenden Batteriemodulen erhöht, woraus sich eine gleichmäßigere Wärmeübertragung
mit allen Batteriemodulen 71 ergibt.
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Es
ist für
den Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass, ungeachtet der Beschreibung
verschiedener bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung die Erfindung nicht auf die speziellen, gezeigten
Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, die lediglich als erläuternd
für das
Konzept der Erfindung zu sehen sind und die nicht als einschränkend für den Schutzumfang
der Erfindung ausgelegt werden sollen, und die für alle Abwandlungen und Änderungen, die
in den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, geeignet
sind, wie sie hier durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Diese Anmeldung
basiert auf einer Anmeldung Nr. 2005-252746, die in Japan am 31.
August 2005 eingereicht wurde, und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme
in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.