DE102010011668B4

DE102010011668B4 - Batteriepackung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010011668B4
Application number: DE102010011668.8A
Authority: DE
Inventors: Alastair Gordon Anderson; Marc Reischmann; Manfred Herrmann; Erik Heil; Michael Küffe
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2022-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: DE102010011668A1; US8377581B2; US20100243346A1

Abstract

Batteriepackung (104) für ein Fahrzeug, umfassend:
eine erste Batteriezelle (202);
eine zweite Batteriezelle (204);
eine erste thermoelektrische Halbleitervorrichtung (208), die mit der ersten Batteriezelle (202) gekoppelt ist;
eine zweite thermoelektrische Halbleitervorrichtung (210), die mit der zweiten Batteriezelle (204) gekoppelt ist; und
einen Wärmetauscher (102), der mit der ersten thermoelektrischen Halbleitervorrichtung (208) und der zweiten thermoelektrischen Halbleitervorrichtung (210) gekoppelt ist,
wobei die zweite thermoelektrische Halbleitervorrichtung (210) zwischen der ersten Batteriezelle (202) und der zweiten Batteriezelle (204) angeordnet ist, und
wobei jede der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen (208, 210) jeweils umfasst:
eine erste Keramikplatte (222), die mit der jeweiligen Batteriezelle (202, 204) gekoppelt ist;
eine zweite Keramikplatte (220), die jeweils mit dem Wärmetauscher (102) gekoppelt ist;
einen N-Leiter (214), der zwischen der ersten Keramikplatte (222) und der zweiten Keramikplatte (220) angeordnet ist; und
einen P-Leiter (216), der zwischen der ersten Keramikplatte (222) und der zweiten Keramikplatte (220) angeordnet ist,
wobei die thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen (208, 210) jeweils eine L-Form aufweisen; und
wobei die erste Keramikplatte (222) jeweils rechtwinklig zu der zweiten Keramikplatte (220) positioniert ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das technische Gebiet der Erfindung betrifft eine Batteriepackung für ein Fahrzeug, wie ein Kraftfahrzeug.
HINTERGRUND
Fahrzeuge, wie Kraftfahrzeuge, verwenden eine oder mehrere Batterien als eine Energiequelle für zahlreiche Systeme des Fahrzeugs. Ein Beispiel eines Fahrzeugsystems, das Batterieleistung verwendet, ist das Vortriebssystem. Es existieren Fahrzeugvortriebssysteme, die ausschließlich einen Motor verwenden, der durch Elektrizität betrieben wird, die von einer oder mehreren Batterien entnommen wird (d.h. ein Elektromotor), und es existieren Vortriebssysteme, die einen Elektromotor in Kombination mit einer Brennkraftmaschine verwenden, um das Fahrzeug anzutreiben, das typischerweise als ein Hybridfahrzeug bezeichnet wird.
Zusätzlich zum elektrischen Antrieb und zum elektrischen Antrieb in Kombination mit einem anderen Antriebssystem (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) sind Vortriebssysteme verfügbar. Die Verwendung eines elektrischen Antriebs entweder individuell oder in Kombination mit anderen Antriebssystemen zum Fahrzeugantrieb und der Gebrauch von Batterieenergie für andere Fahrzeugsysteme umfassen vorteilhafterweise eine thermische Regulierung der einen oder mehreren Batterien, die zur Bildung der elektrischen Energiequelle verwendet sind.
Derzeit umfassen thermisch regulierte Batteriesysteme für Fahrzeugbatterien, sind jedoch nicht darauf beschränkt, ein Kühlmittel zwischen einem batterieinternen Wärmetauscher und einem thermischen Fahrzeugsystem. Mit dieser derzeitigen Anordnung existieren zumindest zwei Probleme. Erstens ist der batterieinterne Wärmetauscher aufgrund der komplexen Form und hohen Anzahl von Batteriezellen, hohen Toleranzen, von Zellenoberflächenbeschaffenheiten, einer Verteileroberflächenbeschaffenheit und der hohen Anzahl von Dichtungen ein komplizierter Aufbau. Zweitens ist das thermische Fahrzeugsystem ebenfalls kompliziert und besitzt zahlreiche Komponenten. Beispielsweise umfassen derzeitige thermische Fahrzeugsysteme mehrere Wärmeübertragungsschleifen mit passiven Radiatorkühl- und aktiven Kompressorkühlschleifen, einer Widerstandsheizung, Pumpen, Kondensatoren, Kühlern, Expansionsventilen, 3-Wege-Ventilen und der Steuerhardware und/oder -software für die vielen Komponenten. Es wird kontinuierlich nach Alternativen für dieses komplizierte thermische Fahrzeugsystem mit zahlreichen Teilen und Alternativen für den batterieinternen Wärmetauscher mit komplizierten Aufbauten, komplexen Formen, hohen Toleranzen, Oberflächenbeschaffenheit und einer großen Anzahl von Dichtungen gesucht, um Fahrzeugbatteriesysteme zum Gebrauch in Elektro- oder Hybridfahrzeugen oder zum Gebrauch in Systemen anderer Fahrzeugkonfigurationen thermisch zu regulieren.
Es ist ein thermisch reguliertes Batteriesystem eingeführt worden, das thermoelektrische Halbleitereinheiten verwendet, die gemäß dem Peltier-Effekt arbeiten (d.h. eine Peltier-Vorrichtung). Die thermoelektrischen Halbleitereinheiten in diesem bisherigen System sind außerhalb der Batterieschale, die die mehreren Batteriezellen, die eine Batteriepackung bilden, hält, in einem Ausgangsdurchlass angeordnet. Dieses System nach dem Stand der Technik besitzt eine Anzahl von Beschränkungen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, der Unfähigkeit, einzelne Batteriezellen zu erwärmen oder zu kühlen, sowie einem reduzierten Kühl- und/oder Erwärmungswirkungsgrad, wenn die Erwärmungs- und/oder Kühlquelle (d.h. die thermoelektrischen Halbleitereinheiten) von einer nächsten Nähe zu den Batteriezellen entfernt sind.
Angesichts des Vorhergehenden ist es erwünscht, die Fähigkeit bereitzustellen, Batterien einer Batteriepackung einzeln zu erwärmen und/oder zu kühlen, und ist es auch erwünscht, den Erwärmungs- und/oder Kühlungswirkungsgrad zu verbessern. Zusätzlich ist es erwünscht, die Komplexität von batterieinternen Wärmetauschern zu reduzieren, sowie die Komplexität von thermischen Fahrzeugsystemen zu reduzieren. Ferner ist es erwünscht, derartige Charakteristiken, wie Volumen, Gewicht, Zuverlässigkeit und Kosten, zu verbessern. Überdies werden andere erwünschte Merkmale und Charakteristiken aus der nachfolgenden Zusammenfassung und detaillierten Beschreibung sowie den angefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und diesem Hintergrund offensichtlich.
Herkömmliche Batteriepackungen sind aus den Druckschriften DE 101 14 960 C1 und JP H08- 148 189 A bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
Erfindungsgemäße wird eine Batteriepackung für ein Fahrzeug vorgestellt, die sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet.
Figurenliste
Die Ausführungsformen werden hier nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen und in welchen:

1 ein Batteriesystem gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 die in 1 gezeigte Batteriepackung gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
3 die in 1 gezeigte Batteriepackung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt; und
4 ein Batteriesystem gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur.
1 zeigt ein Batteriesystem 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Batteriesystem 100 umfasst, ist jedoch nicht darauf beschränkt, eine Wärmeübertragungsschleife 102, die bevorzugt eine einzelne Wärmeübertragungsschleife ist, wie gezeigt ist, sowie eine Batteriepackung 104. Die Wärmeübertragungsschleife 102 besitzt eine Pumpe 106, die ein Wärmeübertragungsfluid (beispielsweise eine Wärmeübertragungsflüssigkeit oder ein Wärmeübertragungsgas, einschließlich Luft, die/das durch die Wärmeübertragungsschleife 102 strömt, um Wärme an Vorrichtungen zu übertragen, die eine derartige Wärme dissipieren und/oder gebrauchen), treibt, das bevorzugt innerhalb eines Aufbaus, wie einem Kühlmittelrohr, enthalten ist. Die Pumpe 106 kann eine beliebige Anzahl von Konfigurationen besitzen, einschließlich ein Gebläse, das das Wärmeübertragungsfluid von der Batteriepackung 104 zu einem Radiator bzw. Kühler 110 bewegt.
Die Batteriepackung 104, die bevorzugt in einem Batteriegehäuse 112 oder einer Batterieschale enthalten ist, erzeugt während der Lade- und Entladezyklen Wärme, da die Batteriepackung 104 Ladungen bereitstellt und Elektrizität zur Verwendung durch die Systeme des Fahrzeugs (nicht gezeigt) entlädt. Beispielsweise kann die Batteriepackung eine Klimaanlageneinheit 114 (oder elektrische Heizer, Pumpen und/oder Gebläse.) und/oder einen Elektromotor 116 (oder eine Klimaanlageneinheit, elektrische Heizer, Pumpen und/oder Gebläse) betreiben, die durch von der Batteriepackung 104 entnommene Elektrizität betrieben werden, um das Fahrzeug entweder einzeln oder in Kombination mit anderen Antriebssystemen (beispielsweise einer Brennkraftmaschine) für ein Hybridfahrzeug oder für ein elektrisches Brennstoffzellenfahrzeug (EBZF) anzutreiben. Das Fahrzeug kann eine beliebige Anzahl von Land- (beispielsweise ein Auto), Wasser-, Luft- oder Raum-Fahrzeugen sein, die Batterieenergie zum Betrieb von Fahrzeugfunktionen verwenden, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Hybridfahrzeuge.
Die thermische Steuerung der Batterie während des Gebrauchs durch die eine oder die mehreren Fahrzeugfunktionen wird mit einem Controller 118 geleitet, der mit der zumindest einen Quelle 120 für variable Spannung und zumindest einem Temperatursensor 122 gekoppelt ist. Der Controller 118, der eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Konfigurationen besitzen kann, ist derart konfiguriert, dass er ein Signal von dem Temperatursensor 122 empfängt, das eine Temperatur der Batteriepackung 104 als Ganzem oder einer einzelnen Batteriezelle oder von Batteriezellen der Batteriepackung 104 angibt. Der Controller 118 ist ferner derart konfiguriert, dass er eine Spannung der Quelle 120 für variable Spannung, die an eine thermoelektrische Halbleitervorrichtung angelegt wird, was in einem Erwärmen oder Kühlen einer Batteriezelle oder von Batteriezellen resultiert, zumindest teilweise auf Grundlage einer Bewertung der Temperatur durch den Controller 118 einstellt.
Nun Bezug nehmend auf 2 ist die Batteriepackung 104 von 1 gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. Die Batteriepackung 104 empfängt die Spannung von der Quelle 120 für variable Spannung gesteuert durch den Controller 118, was in einem Erwärmen oder Kühlen zumindest einer der Batteriezellen 202, 204, 206 und bevorzugt im Wesentlichen aller oder aller Batteriezellen 202. 204. 206 resultiert. Zusätzlich können N zusätzliche Zellen, wobei N eine ganze Zahl größer als Eins ist, die in 1 nicht gezeigt sind, dazu verwendet werden, die Batteriepackung 104 zu bilden, und zumindest eine der Batteriezellen 202, 204, 206 und bevorzugt im Wesentlichen alle oder alle der Batteriezellen der Batteriepackung 104 sind mit einer thermoelektrischen Halbleitervorrichtung 208, 210, 212 und der Wärmeübertragungsschleife 102, die das Wärmeübertragungsfluid 108 aufweist, gekoppelt. Über dies sind gemäß einer Ausführungsform N thermoelektrische Halbleitervorrichtungen zusätzlich zu den thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 vorgesehen und den N zusätzlichen Zellen zugeordnet.
Bei diesem Beispiel sind die thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212, die derart konfiguriert sind, dass sie gemäß dem Peltier-Effekt (d.h. eine Peltier-Vorrichtungen) arbeiten, und allgemein als Peltier-Vorrichtungen bezeichnet sind, mit den Batteriezellen 202, 204, 206 gekoppelt und aus zumindest einem Halbleiter 214 vom N-Typ gebildet, der in Reihe mit einem Halbleiter 216 vom P-Typ verbunden ist. Die thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 sind in 1 mit drei Reihenpaaren von Halbleitern vom N-Typ und Halbleitern vom P-Typ gezeigt, wobei jedoch zusätzliche Reihenpaare in einer oder mehreren der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 oder anderen derartigen Vorrichtungen enthalten sein können, die in dieser beispielhaften Ausführungsform nicht dargestellt sind.
Der Halbleiter 214 vom N-Typ und der Halbleiter 216 vom P-Typ sind durch Metallbrücken 218 getrennt und zwischen Keramikplatten 220, 222 angeordnet. Wenn eine Gleich-(DC)-Spannung über den Halbleiter 214 vom N-Typ und den Halbleiter 216 vom P-Typ angelegt wird, werden Elektronen von dem Halbleiter 216 vom P-Typ zu dem Halbleiter 214 vom N-Typ getrieben. Wenn die Elektronen Energie benötigen, um sich in den Halbleiter 214 vom N-Typ zu bewegen, wird diese Energie als thermische Energie aufgenommen, und die Wärmeabsorption ist proportional zu dem angelegten Strom 224. Demgemäß wird die thermische Energie auf Grundlage der Polarität und Größe der Spannung, die dem Halbleiter 214 vom N-Typ und dem Halbleiter 216 vom P-Typ durch die Quelle 120 für variable Spannung angeboten wird, von den Batteriezellen 202, 204, 206 entfernt oder an diese angelegt.
Unter weiterem Bezug auf eine der Batteriezellen 202, 204, 206 (d.h. Batteriezelle 206) und eine der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 (d.h. die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 212) aus Gründen der Einfachheit und Klarheit wird die thermische Energie, die von der Batteriezelle 206 entfernt oder an diese angelegt wird, durch ein Element der thermoelektrischen Halbleitervorrichtung 212 in der Form einer thermisch leitenden Rippe 226 geleitet, die mit der keramischen Platte 222 und einer Fläche der Batteriezelle 206 gekoppelt ist. Bei einem Beispiel einer Kühlung der Batteriezelle 206 resultiert eine positive Spannung, die an die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 212 angelegt ist, in einer Kühlung der thermisch leitenden Rippe 226 und der Batteriezelle 206, und die mit der Wärmeübertragungsschleife 102 gekoppelte keramische Platte 220 wird entfernt, und die Wärme wird durch das Wärmeübertragungsfluid 108 zur Kühlung durch den Radiator 110 entfernt (siehe 1). Umgekehrt resultiert bei einem Beispiel einer Erwärmung der Batteriezelle 206 eine negative Spannung, die an die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 212 angelegt wird, in einer Erwärmung der thermisch leitenden Rippe 226 und der Keramikplatte 220, die mit der Wärmeübertragungsschleife 102 gekoppelt ist, und Wärme wird der Batteriezelle 206 hinzugesetzt und von dem Wärmeübertragungsfluid 108 entfernt. Für die thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 und die Beziehung dieser Vorrichtungen in Bezug auf die Batteriezellen 202, 204, 206 existieren alternative Konfigurationen und Anordnungen.
Bezug nehmend auf 3 ist eine derartige alternative Konfiguration und Anordnung für die Batteriepackung 104 von 1 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt. Zumindest eine der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen (beispielsweise die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 210 oder die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 212) ist zwischen zwei der Batteriezellen (beispielsweise Batteriezelle 204 und Batteriezelle 206) angeordnet. Aufgrund dieser L-Form der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 ist die thermisch leitende Rippe 226, die bei der in 1 gezeigten Ausführungsform verwendet ist, nicht mehr notwendig. Die Keramikplatten 220, 222 der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 sind in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Beziehung in Bezug zueinander positioniert. Eine der Keramikplatten (beispielsweise Keramikplatte 220) ist in Kontakt mit der Wärmeübertragungsschleife 102 angeordnet, wie in 2 gezeigt ist, und die andere Keramikplatte (beispielsweise Keramikplatte 222) ist in Kontakt mit der Batteriezelle 206 angeordnet. Diese Konfiguration und Anordnung der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 in Bezug auf die Batteriezellen 202, 204, 206 sorgt für eine verbesserte Verteilung einer Erwärmung und Kühlung, da die Wärme nicht durch die thermisch leitende Rippe geleitet werden muss. Zusätzliche Verbesserungen sind mit dieser Konfiguration und Anordnung, wie in 2 gezeigt ist, ebenfalls verfügbar, und es sind auch Verbesserungen mit der Konfiguration und Anordnung des Batteriesystems 100, wie in 1 gezeigt ist, verfügbar.
Beispielsweise und mit fortgesetztem Bezug auf 3 können Quellen 302, 304, 306 für variable Spannung sowie Temperatursensoren 308, 310, 312 jeder der Batteriezellen 202, 204, 206 und thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212 zugeordnet werden. Der Controller 118 ist derart konfiguriert, dass er ein Signal von jedem der Temperatursensoren 308, 310, 312 aufnimmt, das eine Temperatur der einzelnen Batteriezellen 202, 204, 206 angibt. Der Controller 118 ist ferner derart konfiguriert, dass er die Spannung der Quellen 302, 304, 306 für variable Spannung, die individuell an die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 208, 210, 212 angelegt wird, was in der Fähigkeit resultiert, die Batteriezellen 202, 204, 206 individuell zu erwärmen oder zu kühlen, zumindest teilweise auf Grundlage von Bewertungen der Temperaturen durch den Controller 118 individuell einstellt. Die individuellen thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen 208, 210, 212, die jeder der Batteriezellen 202, 204, 206 zugeordnet sind, sorgen für eine signifikante Flexibilität, Vereinfachung und Wirkungsgrad in der Batteriepackung 104 und können auch dazu verwendet werden, andere Komponenten des Batteriesystems als ein Ganzes zu verbessern.
Beispielsweise und unter Bezugnahme auf 4 ist ein Batteriesystem 400 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Das Batteriesystem 400 umfasst, ist jedoch nicht darauf beschränkt, die Wärmeübertragungsschleife 102, die bevorzugt eine einzelne Wärmeübertragungsschleife ist, wie vorher in dieser detaillierten Beschreibung beschrieben wurde. Zusätzlich umfasst das Batteriesystem 400 eine Pumpe 106 und Wärmeübertragungsfluid 108, wie zuvor beschrieben wurde, jedoch ist der Radiator 110, wie in 1 gezeigt ist, durch eine Platte 402 für thermischen Austausch ersetzt worden. Die Platte 402 für thermischen Austausch ist mit einer thermoelektrischen Halbleitervorrichtung 406 gekoppelt.
Bei dieser Ausführungsform des Batteriesystems 400 besitzt die Platte 402 für thermischen Austausch zehn (10) Halbleiterpaare vom N-Typ und P-Typ 408, 410, 412, 414, 416, 418, 420, 422, 424, 426. Jedoch kann gemäß dieser Ausführungsform eine geringere oder größere Anzahl von Halbleiterpaaren vom N-Typ und P-Typ verwendet werden. Die Halbleiterpaare vom N-Typ und P-Typ 408, 410, 412, 414, 416, 418, 420, 422, 424, 426 sind durch Metallbrücken 428 getrennt und zwischen Keramikplatten 430, 432 angeordnet, die thermische Energie (d.h. Erwärmung und/oder Kühlung) zwischen dem Wärmeübertragungsfluid 108 und der Keramikplatte 432 überträgt, die mit der Platte für thermischen Austausch 402 gekoppelt ist. Die andere Keramikplatte 430 ist in einer Erwärmungs-/Kühlungsumgebung angeordnet, wie einer Umgebungsluftströmung, und ist auch mit Wärmesenken 434 versehen, um die Absorption oder Dissipation der thermischen Energie zu unterstützen.
Bei dieser Konfiguration sieht das Anlegen einer Spannung an die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 406 ein Kühlen des Wärmeübertragungsfluids 108 in der Wärmeübertragungsschleife 102 und das Erwärmen der Umgebungsluft vor und hat die Entfernung von Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid 108 und eine Kühlung der Batteriepackung 436 zur Folge, die eine Konfiguration besitzen kann, wie unter Bezugnahme auf die Batteriepackung 104 von 1 beschrieben ist, oder eine Konfiguration besitzen kann, die nicht die thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen, Sensoren und oder Quellen für variable Spannung enthält, wie vorher unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben wurde. Umgekehrt sieht ein Anlegen einer Spannung mit entgegengesetzter Polarität an die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 406 eine Erwärmung des Wärmeübertragungsfluids in der einzelnen Wärmeübertragungsschleife und das Kühlen der Umgebungsluft vor, was schließlich in dem Zusatz von Wärme zu dem Wärmeübertragungsfluid 108 und einer Erwärmung der Batteriepackung 436 resultiert. Daher kann die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 406 die thermische Steuerung der Batteriepackung 436 vorsehen, wenn die Batteriepackung 436 nicht eine oder mehrere Halbleitervorrichtungen aufweist, oder die thermoelektrische Halbleitervorrichtung 406 kann die thermische Steuerung der Batteriepackung 436 ergänzen, wenn die Batteriepackung 436 eine oder mehrere Halbleitervorrichtungen aufweist, die eine thermische Regelung innerhalb des Gehäuses bereitstellen.
Während zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Zusammenfassung und detaillierten Beschreibung dargestellt worden ist, sei zu verstehen, dass eine breite Anzahl von Variationen existiert. Beispielsweise kann/können gemäß einer beispielhaften Ausführungsform die thermoelektrische(n) Halbleitervorrichtung(en) dazu verwendet werden, elektrische Energie zu erzeugen, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen der Batterie und Umgebungsluft vorhanden ist, da der Peltier-Effekt in entgegengesetzter Richtung wirken würde, wie vorher in dieser detaillierten Beschreibung beschrieben ist. Auf diese Art und Weise wird die Temperaturdifferenz dazu verwendet, eher elektrische Energie zu erzeugen, als elektrische Energie zu verwenden, um eine Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungsluft und der Batterie zu erzeugen.

Claims

Batteriepackung (104) für ein Fahrzeug, umfassend: eine erste Batteriezelle (202); eine zweite Batteriezelle (204); eine erste thermoelektrische Halbleitervorrichtung (208), die mit der ersten Batteriezelle (202) gekoppelt ist; eine zweite thermoelektrische Halbleitervorrichtung (210), die mit der zweiten Batteriezelle (204) gekoppelt ist; und einen Wärmetauscher (102), der mit der ersten thermoelektrischen Halbleitervorrichtung (208) und der zweiten thermoelektrischen Halbleitervorrichtung (210) gekoppelt ist, wobei die zweite thermoelektrische Halbleitervorrichtung (210) zwischen der ersten Batteriezelle (202) und der zweiten Batteriezelle (204) angeordnet ist, und wobei jede der thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen (208, 210) jeweils umfasst: eine erste Keramikplatte (222), die mit der jeweiligen Batteriezelle (202, 204) gekoppelt ist; eine zweite Keramikplatte (220), die jeweils mit dem Wärmetauscher (102) gekoppelt ist; einen N-Leiter (214), der zwischen der ersten Keramikplatte (222) und der zweiten Keramikplatte (220) angeordnet ist; und einen P-Leiter (216), der zwischen der ersten Keramikplatte (222) und der zweiten Keramikplatte (220) angeordnet ist, wobei die thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen (208, 210) jeweils eine L-Form aufweisen; und wobei die erste Keramikplatte (222) jeweils rechtwinklig zu der zweiten Keramikplatte (220) positioniert ist.
Batteriepackung nach Anspruch 1, wobei die erste thermoelektrische Halbleitervorrichtung (208) derart angepasst ist, dass sie eine erste Temperatur der ersten Batteriezelle (202) steuert, und die zweite thermoelektrische Halbleitervorrichtung (210) derart angepasst ist, dass sie eine zweite Temperatur der zweiten Batteriezelle (204) auf eine Art und Weise steuert, die im Wesentlichen unabhängig von der Steuerung der ersten Temperatur der ersten Batteriezelle (202) durch die erste thermoelektrische Halbleitervorrichtung (208) ist.
Batteriepackung nach Anspruch 1, ferner umfassend: N Batteriezellen (206) zusätzlich zu der ersten Batteriezelle (202) und der zweiten Batteriezelle (204); und N thermoelektrische Halbleitervorrichtungen (212), die mit den N Batteriezellen (206) gekoppelt sind, wobei N eine ganze Zahl größer als Null ist.
Batteriepackung nach Anspruch 3, wobei die N thermoelektrischen Halbleitervorrichtungen (212) mit den N Batteriezellen (206) gekoppelt und zwischen zwei benachbarten Batteriezellen der N Batteriezellen (206) angeordnet sind.