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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Vorteil der Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-184244 , die am 23. August 2012 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks und insbesondere eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks, die einen Luftfilter und ein elektrisches Gebläse aufweisen.
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Relevanter Stand der Technik
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Es existieren Fahrzeuge wie etwa Elektroautomobile oder Hybridautomobile, die einen eingebauten Elektromotor als Antriebsquelle für die Traktion aufweisen. In diesen Fahrzeugen wird in das Fahrzeug eingebauten elektrischen Geräten, darunter dem Elektromotor, elektrische Energie zugeführt. Daher ist ein Batteriepack zur Unterbringung von Batteriesätzen mit einer Kapazität angebracht, die es ermöglicht, eine große Energiemenge zu liefern.
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In dem Batteriepack werden die Batteriesätze in einem Batteriegehäuse untergebracht. Da Batteriesätze beim Laden und Entladen Wärme abgeben, werden die Batteriesätze gekühlt, indem Außenluft durch das Batteriegehäuse geleitet wird. Die Außenluft wird in das Innere des Batteriegehäuses unter Verwendung eines elektrischen Gebläses angesaugt, wobei die Außenluft mit einem Luftreiniger gereinigt wird, um zu verhindern, dass Fremdstoffe wie etwa Staub in das Batteriegehäuse eindringen.
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Bisher wurde in
JP 2006-73256 A ein Verfahren zum Verbinden eines rohrförmigen Luftansaugkanals mit einem Batteriegehäuse offenbart, bei dem ein dazwischen angeordnetes Filterelement in der Mitte des Luftansaugkanals vorhanden ist.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei diesem Verfahren, bei dem ein rohrförmiger Luftansaugkanal verwendet wird, tritt das Problem auf, dass ein erheblicher Druckverlust in dem Luftansaugkanal vorhanden ist und ein elektrisches Gebläse mit einer großen Gebläseleistung verwendet werden muss, um einen wünschenswerten Luftstrom zu erhalten, was den Energieverbrauch an dem elektrischen Gebläse erhöht.
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Diese Erfindung wurde in Anbetracht des Obigen getätigt. Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks bereitzustellen, die dazu eingerichtet ist, sogar bei Verwendung eines elektrischen Gebläses, das mit einer kleinen Leistungsaufnahme betrieben werden kann, Außenluft mit einer gewünschten Durchflussrate als Kühlluft anzusaugen.
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Um die beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Aspekt dieser Erfindung eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, an einem Batteriepack mit einem Batteriegehäuse vorgesehen zu werden, in dem ein Batteriesatz untergebracht ist, der dafür ausgebildet ist, in ein Fahrzeug einzubauende elektrische Geräte mit elektrischer Energie zu versorgen, und zu bewirken, dass Außenluft durch einen Luftreiniger gereinigt wird und durch ein elektrisches Gebläse als Kühlluft in das Batteriegehäuse eingeleitet wird, wobei die Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks umfasst: eine Kombination des Luftreinigers, einer Luftansaugöffnung, die dafür ausgebildet ist, Kühlluft in ein Inneres des Batteriegehäuse anzusaugen, und eines Objektsatzes, bei dem es sich um einen Satz von einem oder mehreren Betriebsobjekten handelt, die bei Wartungsarbeiten an dem Batteriepack bedienbar sind, welche an einer beliebigen Seite, einer Oberseite, einer lateralen Seite oder einer Unterseite, des Batteriegehäuses vorgesehen ist, und eine Kombination der Luftansaugöffnung und einer Teilmenge des Objektsatzes, die entlang einer Längsseite des Batteriegehäuses angeordnet ist, in Verbindung mit einer neben der Kombination der Luftansaugöffnung und der Teilmenge des Objektsatzes angeordneten Kombination einer Kammer der verschmutzten Seite und eines Filterelements des Luftreinigers, die in Formen ausgebildet sind, welche in einer Längsrichtung des Batteriepacks lang gestreckt sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine durchsichtige Seitenansicht eines Fahrzeugs, in das eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung eingebaut ist.
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2 ist eine durchsichtige Seitenansicht eines ein Batteriepack enthaltenden wesentlichen Abschnitts des Fahrzeugs von 1.
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3 ist eine vergrößerte durchsichtige Teilseitenansicht eines wesentlichen Abschnitts des Fahrzeugs, welche Strömungen von Luft innerhalb und außerhalb des Batteriepacks zeigt.
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4 ist eine durchsichtige Vorderansicht eines wesentlichen Abschnitts des Fahrzeugs, welche Positionen einer Luftansaugöffnung und einer Luftaustrittsöffnung des Batteriepacks zeigt.
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5 ist eine Draufsicht eines wesentlichen Abschnitts des Fahrzeugs, welcher eine das Batteriepack abdeckenden Abdeckplatte ohne einen Servicedeckel derselben zeigt.
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6 ist eine Draufsicht eines wesentlichen Abschnitts des Fahrzeugs, welcher das Batteriepack ohne die Abdeckplatte enthält.
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7A und 7B sind die Konfiguration veranschaulichende schematische Darstellungen einer Anordnung, welche das Batteriepack und einen Luftreiniger, der die Kühlvorrichtung in 1 bildet, enthält, wobei 7A eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Anordnung ist und 7B eine Unteransicht ist, die einen Luftauslass des Luftreinigers zeigt.
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8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Luftreinigers.
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9A und 9B sind schematische Darstellungen zur Beschreibung von Funktionen des Luftreinigers, wobei 9A eine Vorderansicht des Luftreinigers ist, die einen Lufteinlass zeigt, und 9B eine Seitenansicht im Längsschnitt des Luftreinigers ist, die Strömungen von Luft zeigt.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen zeigen 1 bis 9A und 9B eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung, ein Fahrzeug mit der darin eingebauten Vorrichtung oder einen Teil von einem davon. Es ist anzumerken, dass die Zeichnungen sowie die sich darauf beziehende Beschreibung ein System von dreidimensionalen Richtungen verwenden, die in Bezug auf ein dargestelltes Fahrzeug definiert sind, wobei redundante Formulierungen wie ”in Bezug auf eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs” weggelassen werden.
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1 sowie 2 zeigen ein Fahrzeug 100, das ein Fahrzeuginneres R über einer Bodenplatte 105 aufweist, auf welcher ein Vordersitz 101 und ein Rücksitz 102 montiert sind. Das Fahrzeuginnere R weist einen hinteren Raum auf, der einen Gepäckraum L bildet, welcher verwendet werden kann, indem eine Hecktür 109 zum Öffnen und Schließen betätigt wird. Dieses Fahrzeug 100 ist als ein Hybridfahrzeug konstruiert, welches ein Automobil ist, das ein Batteriepack 10 mit einer großen Kapazität aufweist, welches in dem Gepäckraum L angeordnet ist.
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Das Hybridfahrzeug 100 ist für eine Verwendung des Batteriepacks 10 eingerichtet, um elektrische Energie aus diesem, je nach Erfordernis, im Fahrzeug eingebauten elektrischen Geräten, darunter einer Klimaanlage, zuzuführen, um deren Verwendung etwa bei der Klimatisierung des Fahrzeuginneren R zu implementieren, sowie für eine Verwendung des Batteriepacks 10, um elektrische Energie aus diesem einem Elektromotor zuzuführen, welcher eine Antriebsquelle ist, die mit einer Brennkraftmaschine zusammenwirken kann, um das Hybridfahrzeug 100 anzutreiben, so dass es mit einer gewünschten Geschwindigkeit fährt.
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Das Batteriepack 10 weist ein Batteriegehäuse 10C auf, das vertikal in zwei Teile trennbar ist, nämlich ein Gehäuseoberteil 11 und ein Gehäuseunterteil 12, und einen Satz von Teilsätzen eines Batteriesatzes, wobei es sich um entsprechend angeordnete Batteriemodule BM handelt, die in dem Batteriegehäuse 10C untergebracht sind. Die Öffnungsrandteile 11a und 12a des Gehäuseoberteils 11 und des Gehäuseunterteils 12 sind flanschförmig für eine Muffenverbindung zwischen ihnen ausgebildet, um darin einen Unterbringungsraum zur Unterbringung des Satzes von Batterieteilsätzen, welcher eine Anordnung von Batteriemodulen BM ist, zu definieren.
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Die Anordnung der Batteriemodule BM ist eine horizontale parallele Anordnung von Batteriemodulen BM. Diese Anordnung von Batteriemodulen BM weist Teilanordnungen derselben auf, die zur Unterbringung des Batteriepacks 10 auf zwei vertikalen Ebenen gestapelt sind, was die Speicherung einer großen Menge elektrischer Energie ermöglicht.
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Deshalb weist das Batteriepack 10 einen Unterbringungsraum auf, der innerhalb einer Kombination des Gehäuseoberteils 11 und des Gehäuseunterteils 12 definiert ist und dazu eingerichtet ist, einen Stapel von Teilanordnungen von Batteriemodulen BM auf zwei Ebenen aufzunehmen, was es ermöglicht, einen erfolgreich minimierten Unterbringungsraum als einen Raum sicherzustellen, der von dem Batteriepack mit einer Länge in Fahrzeuglängsrichtung im Gepäckraum L in dem Fahrzeug 100 eingenommen wird.
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Es ist ein Hilfsrahmen 21 an einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs 100 befestigt, um die Öffnungsrandteile 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 abzustützen, wenn sie gekoppelt sind, wobei das Batteriepack 10 in einer solchen Position bezüglich des Gehäuseoberteils 11 angebracht ist, dass es teilweise über ein festgelegtes Niveau an einer Oberseite der Bodenplatte 105 in dem Gepäckraum L in dem Fahrzeug 100 hinausragt. Das Gehäuseunterteil 12 ist in einer solchen Position angebracht, dass es sich vollständig unter dem festgelegten Niveau der Bodenplatte 105 befindet.
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Das Batteriepack 10 weist einen oberen Abschnitt auf, der in eine in Form eines vorstehenden Teils ausgebildete obere Abdeckplatte 106 eingesetzt ist, welche an einem Bereich der Bodenplatte 105 in dem Gepäckraum L befestigt ist. Die obere Abdeckplatte 106 ist so gestaltet, dass sie das Gehäuseoberteil 11 abdeckt, so dass es nicht im Gepäckraum L freiliegt.
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Das Batteriepack 10 weist einen unteren Abschnitt auf, der in eine untere Abdeckplatte 108 eingesetzt ist, welche an einer Unterseite des Hilfsrahmens 21 befestigt ist, durch den das Batteriepack 10 selbst an der Fahrzeugkarosserie abgestützt ist. Die untere Abdeckplatte 108 ist so gestaltet, dass sie das Gehäuseunterteil 12 abdeckt, so dass es nicht unter dem Fahrzeug 100 freiliegt.
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Die obere Abdeckplatte 106 ist an der Bodenplatte 105 befestigt. Genauer, wie in 2 dargestellt, weist die obere Abdeckplatte 106 am unteren Ende eine Öffnung auf, die mit einem flanschförmig ausgebildeten Öffnungsrandteil 106a versehen ist, welcher einem Umfangsteil einer Öffnung 105a, welche die Bodenplatte 105 in dem Gepäckraumbereich aufweist, gegenüberliegt und mit diesem verbunden ist. Die Öffnung 105a in der Bodenplatte 105 ist somit geschlossen. Es ist anzumerken, dass die untere Abdeckplatte 108, wie beschrieben, an dem Hilfsrahmen 21 befestigt ist. Genauer, wie in 4 dargestellt, weist die untere Abdeckplatte 108 am oberen Ende eine Öffnung auf, die mit einem flanschförmig ausgebildeten Öffnungsrandteil 108a versehen ist, welcher der Unterseite des Hilfsrahmens 21 gegenüberliegt und mit dieser verbunden ist.
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Sowohl 3 als auch 4 zeigen einen Raum So, welcher zwischen der Bodenplatte 105 und dem Hilfsrahmen 21 definiert ist und zur Außenseite hin offen ist, und einen Raum Ss, welcher als ein Abstandsraum zwischen der oberen Abdeckplatte 106 und dem Gehäuseoberteil 11 definiert ist. Der offene Raum So und der Abstandsraum Ss kommunizieren miteinander. Außenluft strömt aus dem offenen Raum So in den Abstandsraum Ss, wenn der Abstandsraum Ss in Bezug auf den offenen Raum So entwickelte Unterdrücke aufweist.
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Wie in 3 dargestellt, weist das Batteriepack 10 einen Luftreiniger 16 auf, der an einer Oberseite desselben vorgesehen ist, um Luft, die zu dem Batteriepack 10 angesaugt wird, zu reinigen. Der Luftreiniger 16 ist höher als die Bodenplatte 105 angeordnet, in der Seitenansicht in einem Höhenbereich in der Nähe einer Unterseite des oberen Teils der oberen Abdeckplatte 106 (in einer Draufsicht innerhalb eines Servicedeckels 107). Diese Anordnung sorgt dafür, dass die Mengen an Staub und Ähnlichem, die von der Straße o. ä. nach oben gelangen und den Luftreiniger 16 erreichen, auf ein Minimum begrenzt werden. Dies ermöglicht somit ein minimales Eindringen von Fremdstoffen in den Luftreiniger 16, mit einer verlängerten Betriebslebensdauer eines Filterelements 33, das in 8 dargestellt ist.
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Wie in 3 und 4 dargestellt, weist an der oberen Abdeckplatte 106 ein oberer Teil derselben den Servicedeckel 107 auf, der lösbar als ein Deckelelement darin eingesetzt ist, das dazu eingerichtet ist, einen im Wesentlichen vollständigen Bereich an einer Oberseite des oberen Teils zu öffnen und zu schließen. Wie aus 3 bis 6 ersichtlich ist, ist der Servicedeckel 107 von dem oberen Teil der oberen Abdeckplatte 106 lösbar, um den Bereich einer Öffnung in der Oberseite des oberen Teils zu öffnen, d. h. um ein Inneres der Öffnung zur Außenseite freizulegen, um die Ausführung verschiedener Wartungsarbeiten zu ermöglichen, wie etwa von Arbeiten an dem Batteriepack 10 oder dem Luftreiniger 16. Anders ausgedrückt, es kann ein Zugang für Wartungsarbeiten ermöglicht werden, wie etwa an dem Batteriepack 10 oder dem Luftreiniger 16.
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Wie in 5 dargestellt, weist das Fahrzeug 100 eine unter der Bodenplatte 105 angeordnete, vertikal schwenkbare Aufhängung 111 und an beiden Enden eines Trägers der Aufhängung 111 aufgehängte Antriebsräder 110 auf. Wie in 4 dargestellt, weist das Fahrzeug 100 ein Paar Längsträger 115 auf, die sich fahrzeugkarosserieseitig als Rahmenelemente an zwei auf die Fahrzeugquerrichtung bezogenen Seiten in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Andererseits weist, wie in 5 dargestellt, die Aufhängung 111 ein Paar aus einem rechten und einem linken Armabschnitt 112 auf, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Die Armabschnitte 112 sind an vorderen Enden derselben drehgelenkig an den Längsträgem 115 gelagert. Die Räder 110 sind drehbar an hinteren Enden der Armabschnitte 112 gelagert.
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Wie in 4 dargestellt, weist das Fahrzeug 100 ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes Abgasrohr 118 auf, das dazu dient, heiße Abgase, die von der in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs eingebauten Brennkraftmaschine emittiert werden, nach hinten zu leiten. Das Abgasrohr 118 ist entlang eines dem Batteriepack 10 benachbarten Weges auf der rechten Seite des Fahrzeugs 100 verlegt, wobei es an einer Stelle seitlich des Batteriepacks 10 einen Schalldämpfer 118a aufweist. Wie in 2 dargestellt, ist das Batteriepack 10 in der Öffnung 105a der Bodenplatte 105 vorgesehen. Daher ist, wie in 6 dargestellt, die Öffnung 105a in dem Gepäckraum L nach links versetzt, um das Batteriepack 10 von dem Abgasrohr 118, welches Wärme freisetzt, auf Abstand zu halten.
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Wie in 2 dargestellt, ist unter der Öffnung 105a der Bodenplatte 105 der Hilfsrahmen 21 in der Form eines Rahmens angeordnet, der entlang des Umfangs der Öffnung 105a ausgebildet ist. Wie in 4 dargestellt, ist der Hilfsrahmen 21 an den Längsträgern 115 befestigt, ebenso wie an damit verbundenen Querelementen, die dazu dienen, die Funktion von Rahmenelementen in dem Fahrzeug 100 zu erfüllen. Somit ist das Batteriepack 10 über den Hilfsrahmen 21 an Rahmenelementen einschließlich der Längsträger 115 befestigt.
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Genauer, der Hilfsrahmen 21 ist mit einem Satz von Rahmenelementen, zu denen die Längsträger 115 und zwischen diesen angeordnete Querträger gehören, zum Beispiel, wie in 4 dargestellt, unter Verwendung von Sätzen von dazwischen angeordneten Halterungen 28 verschraubt, die dazu dienen, als Distanzstücke zu fungieren. Andererseits ist, wie in 2 dargestellt, der Öffnungsrandteil 106a der oberen Abdeckplatte 106 an einer Unterseite derselben mit einer Oberseite eines Abschnitts der Bodenplatte 105 verbunden (die in dem Gepäckraum L angeordnet ist). Dann ist, wie in 4 dargestellt, dieser Plattenabschnitt von unten durch den Satz von Rahmenelementen, welcher den Satz von Halterungen 28 stützt, und den Hilfsrahmen 21 abgestützt. Infolgedessen ist der Plattenabschnitt so angeordnet, dass sich eine Unterseite desselben auf einer vorgegebenen Höhe befindet, die der Summe aus einem Höhenniveau eines beliebigen lokalen Bereiches an einer Oberseite des Hilfsrahmens 21, einer Höhenabmessung einer zugehörigen Halterung 28 und einer Höhenabmessung eines zugehörigen Rahmenelements entspricht. Der oben erwähnte offene Raum So ist zwischen der Unterseite des Plattenabschnitts und einer Kombination von lateralen Seiten des Gehäuseoberteils 11, einer Oberseite des Öffnungsrandteils 11a des Gehäuseoberteils 11, einer Oberseite des Öffnungsrandteils 12a des Gehäuseunterteils 12 (in 7A dargestellt) und einer Oberseite des Hilfsrahmens 21 definiert. Dieser offene Raum So weist Höhenabmessungen auf, die gleich Höhenniveaudifferenzen zwischen zugehörigen lokalen Oberflächenbereichen der Bodenplatte 105 und des Öffnungsrandteils 11a oder 12a oder des Hilfsrahmens 21 sind.
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Wie in 3 und 7A dargestellt, weist das Batteriepack 10 eine Luftansaugöffnung 10a auf, die in einem linken Bereich an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 mündet und dazu eingerichtet ist, Luft ins Innere anzusaugen. Wie in 3 und 4 dargestellt, weist das Batteriepack 10 eine Luftaustrittsöffnung 10b auf, die in einem rechten Bereich an der hinteren Seite des Gehäuseoberteils 11 mündet und dazu eingerichtet ist, Luft nach außen auszulassen. Das Batteriepack 10 weist ein Kühlgebläse 15 als ein integriertes Kühlgerät auf, wobei es dafür eingerichtet ist, Ströme von Luft von außen durch die Luftansaugöffnung 10a ins Innere anzusaugen, damit diese darin zirkulieren und die Anordnung von Batteriemodulen BM kühlen, und zu bewirken, dass Ströme von Luft, die zum Kühlen der Anordnung von Batteriemodulen BM verwendet wurden, durch die Luftaustrittsöffnung 10b austreten. Diese Vorkehrungen ermöglichen eine effiziente Ableitung von Wärme, die beim Laden und Entladen an Batterien freigesetzt wird, nach außen.
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Wie in 3 dargestellt, weist die Kühlvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform einen Luftreiniger 16 auf, der oberhalb der an dem Batteriepack 10 vorgesehenen Luftansaugöffnung 10a angeordnet ist, und einen Luftkanalsatz Fr als einen Satz von Luftkanälen für Ströme von Luft, die von außen einzuleiten, durch den Luftreiniger 16 zu reinigen und mit Unterdrücken, die durch Rotation des Kühlgebläses 15 erzeugt werden, ins Innere des Batteriepacks 10 anzusaugen sind, um durch das Innere zu zirkulieren und durch einen Entlüftungskanal 17 auszutreten.
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Das Kühlgebläse 15 ist im Inneren des Gehäuseoberteils 11 des Batteriepacks 10 an einer Stelle angeordnet, die höher als die obere Schicht von Unteranordnungen von Batteriemodulen BM liegt, zum Ansaugen von Luft von außen durch die Luftansaugöffnung 10a an einer Oberseite des Gehäuseoberteils 11.
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Der Luftreiniger 16 ist, wie in 3 bis 6 dargestellt, kastenförmig ausgebildet, mit einer Höhe, die kleiner als seine Länge und Breite ist, und ist, wie in 1 und 2 dargestellt, so hergestellt, dass er kompakt ist, wenn er auf dem Gehäuseoberteil 11 angebaut ist, ohne in der vertikalen Richtung des Fahrzeug sperrig zu werden. Der Luftreiniger 16 ist, wie in 3 bis 6 dargestellt, auf einem Bereich angeordnet, der die Luftansaugöffnung 10a an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 enthält, wobei er die Luftansaugöffnung 10a von oben bedeckt. Wie in 7B dargestellt, weist der Luftreiniger 16 einen Luftauslass 16a auf, der an eine Unterseite eines Filtergehäuses 16C desselben mündet (siehe 8). Wenn der Luftreiniger 16 auf dem Gehäuseoberteil 11 angebracht ist, wie in 3 dargestellt, überlappt der Luftauslass 16a die Luftansaugöffnung 10a, so dass ihre inneren Bereiche direkt miteinander kommunizieren. Wie in 7A dargestellt, weist der Luftreiniger 16 einen Lufteinlass 16b auf, der an eine Vorderseite des Filtergehäuses 16C mündet (siehe 8), um Luft direkt von außen anzusaugen, wie in 3 dargestellt.
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Wie in 3 dargestellt, ist die Luftaustrittsöffnung 10b, die in einen rechten Bereich an der Hinterseite des Gehäuseoberteils 11 mündet, mit einer Öffnung 17a an einem oberen Ende des Entlüftungskanals 17 verbunden. Der Entlüftungskanal 17 weist eine weitere Öffnung 17b an einem unteren Ende desselben auf, mit einem rohrförmigen Körperabschnitt 17c dazwischen. Diese Öffnung 17b ist in dem offenen Raum So unter der Bodenplatte 105 angeordnet.
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Für das Batteriepack 10 ist die Kühlvorrichtung dazu bestimmt, Ströme von Außenluft als Kühlluftströme auf der linken Seite des Fahrzeugs anzusaugen, welche dem in 4 dargestellten Abgasrohr 118 gegenüberliegt, um Einflüsse von Wärme, die von dem Abgasrohr 118 freigesetzt wird, zu minimieren. Aus diesem Grunde ist, wie in 7A dargestellt, das Gehäuseoberteil 11 des Batteriepacks 10 an der linken Seite, über einem vorderen Oberflächenbereich desselben, zurückspringend ausgebildet, um einen Rücksprung 10d bereitzustellen. Dieser linke Rücksprung 10d ist so geformt, dass ein Luftkanal definiert wird, um Ströme der natürlichen Ventilation (von Außenluft) nach oben zu leiten, wobei diese Luftströme, wenn das Fahrzeug fährt, zum hinteren Bereich des Fahrzeugs geleitet werden und in den offenen Raum So unter der Bodenplatte 105 strömen, in Richtung des Luftreinigers 16.
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Außerdem weist, wie in 4 und 6 dargestellt, die Kühlvorrichtung für das Batteriepack 10 eine Luftstromführungsplatte 19 auf, die außerhalb des linken Rücksprungs 10d angeordnet ist, in einer vertikalen Position, um Luftströme nach oben zu leiten. Die Luftstromführungsplatte 19 weist einen Umriss auf, der geeignet ist, Ströme von Luft aufzufangen, die an der linken Außenseite des linken Rücksprungs 10d vorbeiströmen würden, um die Luftströme entlang eines Teilsatzes des Luftkanalsatzes Fr zu führen, der in 4 durch eine mit einem Pfeil versehene Strömungslinie dargestellt ist, wodurch Luft in Richtung des Lufteinlasses 16b des Luftreinigers 16 geleitet wird.
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Bei einer solchen Anordnung ist die in 7A dargestellte Luftansaugöffnung 10a des Batteriepacks 10 in einem linken hinteren Bereich an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 angeordnet, welcher einen maximalen Abstand von dem in 4 dargestellten Abgasrohr 118 aufweist, um Ströme von Außenluft, die den in 3 durch eine Umrisslinie des Filtergehäuses dargestellten Luftreiniger 16 passiert haben (d. h. Ströme von Luft, die durch den Lufteinlass 16b an einer Vorderseite des Filtergehäuses eingetreten sind und durch den Luftauslass 16a an einer Unterseite des Filtergehäuses austreten), als Luftströme zur Kühlung anzusaugen. Die in 3 dargestellte Luftaustrittsöffnung 10b des Batteriepacks 10 ist in einem rechten oberen Bereich an der Hinterseite des Gehäuseoberteils 11 angeordnet, wie in 4 durch gestrichelte Linien dargestellt ist (wobei ein oberer Endabschnitt des Kanals der Einfachheit halber weggelassen wurde). Über die Luftaustrittsöffnung 10b des Batteriepacks 10 tritt Luft, welche unter der Bodenplatte 105 abgelassen wird, durch den Entlüftungskanal 17 aus, welcher sich vertikal erstreckt, wie in 3 dargestellt. Der Entlüftungskanal 17 weist eine Öffnung 17b am unteren Ende auf, welche somit von dem Ende der Luftansaugöffnung 10a des Batteriepacks 10 einen gewissen Abstand hat.
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Wie in 3 dargestellt, weist das Batteriepack 10, als einen Teilsatz des Lufkanalsatzes Fr, eine Reihe von Gruppen von Fluidkanälen auf, welche durch das Kühlgebläse 15 von außen eingeleitete Ströme von Luft verwenden, um die Unteranordnungen von Batteriemodulen BM zu kühlen, die auf zwei Ebenen gestapelt sind, nämlich einer oberen und einer unteren Ebene. Die Reihe von Kanalgruppen besteht aus einer Gruppe von Kanälen des Einlassendes, einer Gruppe von Kühlkanälen und einer Gruppe von Kanälen des Auslassendes, welche drei jeweilige Sektionen eines Netzes von verbundenen Kanälen in dem Batteriepack 10 darstellen. Die Kanalgruppe des Einlassendes enthält Luftkanäle, die sich von der Luftansaugöffnung 10a nach unten erstrecken und dazu eingerichtet sind, Kühlluftströme in Räume hinter den Batteriemodulen BM zu leiten. Die Gruppe von Kühlkanälen enthält Luftkanäle, die so angeordnet sind, dass sie bewirken, dass Kühlluftströme nach vom fließen, wobei sie an den Batteriemodulen BM von hinten vorbeifließen und die Batteriemodule BM kühlen. Die Kanalgruppe des Auslassendes enthält eine Kombination aus Luftkanälen, die sich von Räumen vor den Batteriemodulen BM aus nach oben erstrecken, und mit diesen verbundenen Luftkanälen, die sich zusätzlich in Bezug auf die Fahrzeugrichtung nach hinten erstrecken und für ein Zusammenwirken mit ihnen eingerichtet sind, um Luftströme, die zum Kühlen von Batteriemodulen BM verwendet wurden, in Richtung der Luftaustrittsöffnung 10b zu leiten. Es ist anzumerken, dass, wie in 4 dargestellt, die untere Abdeckplatte 108, die das Gehäuseunterteil 12 des Batteriepacks 10 von außen abdeckt, dem Abgasrohr 118 benachbarte Bereiche aufweist, welche durch das Vorsehen einer dazwischen angeordneten Wärmeabschirmplatte 119 thermisch geschützt sind.
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Wie in 7A dargestellt, weist die Kühlvorrichtung für das Batteriepack 10 die Luftansaugöffnung 10a auf, die in einem linken hinteren Bereich an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 mündet, und den Luftreiniger 16, von welchem ein Auswölbungsabschnitt in einer solchen Position angeordnet ist, dass er die Luftansaugöffnung 10a von oben bedeckt. Wie in 7B dargestellt, mündet der Luftauslass 16a des Luftreinigers 16 an einer Unterseite des hinteren Auswölbungsabschnitts. Wie in 7A dargestellt, weist der Luftreiniger 16 einen vorderen Körperabschnitt auf, der mit dem Lufteinlass 16 versehen ist. Hierbei ist, wie in 9B dargestellt, der Luftreiniger 16 mit einer Gehäusestruktur zum Leiten von Außenluft implementiert. Es sind Ströme von Außenluft vorhanden, die durch den Lufteinlass 16b eintreten und das Filterelement 33 passieren, um durch den Luftauslass 16a auszutreten, entlang eines Teilsatzes des Luftkanalsatzes Fr. Das Filterelement 33 dient auch als ein Aufteilungselement, mit einer ebeneren Kontur, zum Aufteilen eines Innenraumes des Luftreinigers 16 in eine Kammer der verschmutzten Seite 31a, die mit einer Unterseite 33b des Filterelements 33 definiert ist, und eine Kammer der sauberen Seite 31b, die mit einer Oberseite 33b des Filterelements 33 definiert ist. Wie aus 7A, 8 und 9B ersichtlich ist, sind das Filterelement 33 sowie die Kammer der verschmutzten Seite 31a in einer Draufsicht vor der Luftansaugöffnung 10a des Batteriepacks 10 angeordnet. Das Filterelement 33 sowie die Kammer der verschmutzten Seite 31a sind in einer rechteckigen Form mit einer Vorderseite als einer längeren Seite in einer Draufsicht ausgebildet und so angeordnet, dass sie in 7A in Querrichtung lang gestreckt sind, wie das Gehäuseoberteil 11 des Batteriepacks 10, welches in Fahrzeugquerrichtung lang gestreckt ist. Wie aus 8 und 9B ersichtlich ist, weist in einer Draufsicht die Kammer der sauberen Seite 31b eine Fläche auf, die sich sowohl über den vorderen Körperabschnitt als auch den hinteren Auswölbungsabschnitt des Luftreinigers 16 erstreckt.
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Wie in 5, 6 und 7A dargestellt, ist an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 eine Kombination aus einem 12-Volt-Anschlussklemmensatz 23 und einem Servicestecker 25 als bedienbare Vorrichtungen, d. h. Betriebs- bzw. Betätigungsobjekte, in einem vorderen bzw. einem hinteren Bereich auf einer rechten Fläche derselben, die dem Luftreiniger 16 benachbart ist, angeordnet. Der Luftreiniger 16 ist an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 durch Schraubbolzen befestigt, die in diese durch Bolzenlöcher 44a in Laschen 44 hindurch eingesetzt sind, welche von dem vorderen Körperabschnitt des Luftreinigers 16 nach vom oder hinten vorstehen, wie in 6, 7A, 7B oder 8 dargestellt. Wie in 6 und 7A dargestellt, ist unter dem Luftreiniger 16 ein Sicherungskasten 18 für anzubringende Schmelzsicherungen angeordnet.
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Das Fahrzeug 100, in dem die Kühlvorrichtung für das Batteriepack 10 eingebaut ist, ermöglicht das Hochklappen der Hecktür 109, das Öffnen des Gepäckraums L und Entfernen des Servicedeckels 107 vom oberen Teil der oberen Abdeckplatte 106, wodurch die Ausführung verschiedener Wartungsarbeiten möglich wird. Eine Bedienungsperson kann von einer Position hinter dem Fahrzeug 100 aus Zugang zu einem Satz von einem oder mehreren Betriebsobjekten erlangen, wie etwa dem 12-Volt-Anschlussklemmensatz 23, dem Servicestecker 25 und/oder dem Luftreiniger 16, wodurch die Durchführung von Wartungsarbeiten an einer beliebigen Teilmenge dieses Objektsatzes erleichtert wird. Was den Sicherungskasten 18 betrifft, kann der Luftreiniger 16 zusammen mit einer Kastenabdeckung entfernt werden, zur Erleichterung von Servicearbeiten wie etwa dem Prüfen oder Auswechseln von Schmelzsicherungen.
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Wie aus 5, 8 und 9B ersichtlich ist, sind bei der Kühlvorrichtung die längeren Seiten des Filterelements 33 und der Kammer der verschmutzten Seite 31a, die mit dem Lufteinlass 16b des Luftreinigers 16 kommuniziert, parallel zu der Fahrzeugquerrichtung angeordnet, ebenso wie eine längere Seite an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11. Bei dieser Kühlvorrichtung ist eine Kombination der Luftansaugöffnung 10a und des Servicesteckers 25 nebeneinander, wie in 7A dargestellt, auf einem hinteren Bereich an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 angeordnet. Dadurch ermöglicht die Anordnung, dass das Filterelement 33 in einem Teilsatz des Luftkanalsatzes Fr zum Einsatz kommt, mit einer vergrößerten Filtrationsfläche, die einen verminderten Fluidwiderstand aufweist, in dem Luftkanal-Teilsatz. Außerdem ist der Luftreiniger 16 in einer Struktur implementiert, die beinhaltet, dass der Lufteinlass 16b an der Vorderseite über einer Länge des Luftreinigers 16 in Fahrzeugquerrichtung mündet, um Außenluft auf eine kanallose Art und Weise in die Kammer der verschmutzten Seite 31a anzusaugen.
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Dementsprechend weist der Luftreiniger 16 eine luftleitende Struktur auf, welche das Filterelement 33 mit einem verminderten Fluidwiderstand beinhaltet, in Kombination mit dem Lufteinlass 16b, wobei keine herkömmliche Luftführung vorhanden ist, welche andernfalls einen Fluidwiderstand in einem Luftkanalsatz verursachen könnte, was es ermöglicht, dass eine erhebliche Durchflussrate von Außenluft als ein Strom von Kühlluft ins Innere des Luftreinigers 16 angesaugt (oder eingeführt) wird, mit einem sogar in der Summe relativ kleinen Fluidwiderstand. Es ist anzumerken, dass der Luftreiniger 16 einen Fluidwiderstand aufweisen kann, der auf etwa ein Zehntel von demjenigen eines typischen Luftreinigers, der für Brennkraftmaschinen verwendet wird, verringert ist.
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Infolgedessen kann das für den Einbau gewählte Kühlgebläse 15 eine geringe Gebläseleistung aufweisen, bei der wenig Energie verbraucht wird. Dies ermöglicht, dass die Batteriemodule BM in dem Batteriepack 10 Niveaus gespeicherter elektrischer Energie aufweisen, für die kein wesentlicher Verbrauch infolge des Betriebs des Kühlgebläses 15 berücksichtigt werden muss.
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Wie in 8 und 9A dargestellt, ist der Luftreiniger 16 als eine Kombination eines Filtergehäuses 16C, welches ein Reiniger-Hüllenelement ist, das in der Form eines Gefäßes mit reduzierten vertikalen Abmessungen ausgebildet und in der Breitenrichtung flacher gestaltet ist, um den Einbau in einem engen Raum zu ermöglichen, und des Filterelements 33, das für die Unterbringung in dem Filtergehäuse 16C flacher gestaltet ist, hergestellt. Das Filtergehäuse 16C, das in der Dickenrichtung in zwei Teile trennbar ist, wie in 8 dargestellt, besteht aus einem Gehäuseunterteil 31 und einem Gehäuseoberteil 32, die miteinander verbunden werden können, wobei das Filterelement 33 zwischen ihnen angeordnet ist. Wie in 9B dargestellt, ist in dem Filtergehäuse 16C die Kammer der verschmutzten Seite 31a unter dem Filterelement 33 definiert, für an dem Filterelement 33 zu reinigende Ströme von ankommender Außenluft, und die Kammer der sauberen Seite 31b ist über dem Filterelement 33 definiert, damit durch das Filterelement 33 gereinigte Ströme von Luft in sie eintreten.
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Wie aus 8 und 9B ersichtlich, weist das Gehäuseunterteil 31 eine Begrenzungswand 35 als eine Trennwand zwischen der Kammer der verschmutzten Seite 31a, welche über den Lufteinlass 16b des Luftreinigers 16 mit der Außenseite in Luftkommunikation steht, und einem Teil der Kammer der sauberen Seite 31b auf, welcher einen Luftkanal bildet, der den Luftauslass 16a des Luftreinigers 16 einbezieht, der gegenüber der Luftansaugöffnung 10a des Batteriepacks 10 angeordnet sein muss, um eine Luftkommunikation zwischen ihnen zu ermöglichen.
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Wie in 8 und 9A dargestellt, weist der Lufteinlass 16b des Gehäuseunterteils 31 eine Gitterfensterstruktur mit einer breiten Front auf, die von einer Abmessung an der längeren Seite des Gehäuseunterteils 31 profitiert. Genauer, es wird ein vertikal zweigeteiltes Gittermuster verwendet, das ein oberes Gitter 16ba und ein unteres Gitter 16bb aufweist, welche eine Größe der Vorderseite aufweisen, die nahezu gleich einer Abmessung der längeren Seite des Filterelements 33 ist. Bei dem oberen Gitter 16ba und dem unteren Gitter 16bb sind die oberen Randteile und unteren Randteile jeweils durch dazwischen angeordnete Stützrippen 16br miteinander verbunden, um dem Gehäuseunterteil 31 eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen. Das obere Gitter 16ba und das untere Gitter 16bb bilden einen oberen Einlass bzw. einen unteren Einlass des Lufteinlasses 16b, wobei der obere Einlass versperrt werden kann.
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Wie in 9B dargestellt, ist das Filterelement 33 über einer oberen Begrenzungsfläche der Kammer der verschmutzten Seite 31a angeordnet, wobei eine Filtrationsebene desselben bezüglich einer horizontalen Position ein wenig nach hinten geneigt ist, zur Anpassung an das Reinigen von Luftströmen, die es von dem Unterseitenende 33b zu dem Oberseitenende 33a passieren.
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Wie in 6, 7A, 7B, 8 oder 9A dargestellt, weist das Gehäuseunterteil 31, neben den zu verschraubenden, nach außen vorstehenden Laschen 44, einen flanschförmig ausgebildeten Teil 45 auf, der von einem Umfang des Luftauslasses 16a nach außen vorsteht. Der flanschförmig ausgebildete Teil 45 ist durch Schraubbolzen zu befestigen, die durch Bolzenlöcher 45a hindurch eingesetzt werden, wobei ein Umfangsrand des Luftauslasses 16a zur Befestigung auf einem Umfangsbereich der Luftansaugöffnung 10a an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 angebracht wird, mit einem dazwischen angebrachten Dichtmittel, damit die Verbindung unter Druck luftdicht ist.
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Der Luftreiniger 16 weist den Lufteinlass 16b auf, welcher weit geöffnet ist und damit sogar dann, wenn das dazwischen eingesetzte Filterelement 33 vorgesehen ist, einen verminderten Fluidwiderstand ermöglicht. Wie in 8 dargestellt, weist das Filterelement 33 eine Filtrationsebene auf, die eine rechteckige Form mit sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden kürzeren Seiten und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden längeren Seiten hat. Wie aus 5, 6 und 7A ersichtlich, weisen bei dem Filterelement 33 die längeren Seiten eine Länge auf, die im Wesentlichen gleich einer Abmessung in Fahrzeugquerrichtung an der Oberseite des Gehäuseoberteils 11 des Batteriepacks ist, abzüglich einer Abmessung in Fahrzeugquerrichtung eines schmalen Raumes, der für den Einbau und die Wartung des 12-Volt-Anschlussklemmensatzes 23 reserviert ist. Der Luftreiniger 16 ist somit dazu eingerichtet, Außenluft mit einer ausreichenden Durchflussrate (als einen Strom von Kühlluft) mit einem geringen Fluidwiderstand zu leiten. Daher kann sogar dann, wenn das dazwischen eingesetzte Filterelement 33 vorgesehen ist, der Luftreiniger 16 mit dem wenig elektrische Energie verbrauchenden Kühlgebläse 15 zusammenwirken, um einen beträchtlichen Strom von Kühlluft zu dem Batteriepack 10 zu leiten. Außerdem weist das Filterelement 33 eine große Fläche der Filtrationsebene auf, was für eine verlängerte Betriebslebensdauer vorteilhaft ist.
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Wie in 8 dargestellt, weist der Luftauslass 16a des Luftreinigers 16 eine Öffnung mit einer großen Fläche in einem Bodenbereich auf, welchen die Kammer der sauberen Seite 31b in dem hinteren Auswölbungsabschnitt des Luftreinigers 16 aufweist. An dem Luftauslass 16a, wo saubere Luft, welche das Filterelement 33 passiert hat, ausströmt, weist die Öffnung einen sehr kleinen, zu der Fläche umgekehrt proportionalen Fluidwiderstand auf, welcher unbedeutend ist.
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Wie in 9B dargestellt, weist die Kammer der sauberen Seite 31b einen oberen Bereich auf, der durch das Gehäuseoberteil 32 definiert ist. Wie in 8 am besten zu erkennen ist, weist das Gehäuseoberteil 32 eine auf einem gesamten Umfang desselben vorgesehene Seitenwand 32s auf, welche dazu eingerichtet ist, mit einer Seitenwand 31s zusammengefügt zu werden, die auf einem gesamten Umfang des Gehäuseunterteils 31 vorgesehen ist, wobei dazwischen ein Dichtelement angebracht ist, das verwendet wird, um Zwischenräume unter Druck abzudichten, um das Innere luftdicht zu verschließen. Die Seitenwand 32s ist der Seitenwand 31s ähnlich und ein wenig größer als die Seitenwand 31s.
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Wie aus 8 und 9B ersichtlich ist, weist der Luftreiniger 16 Ströme von Außenluft auf, die das Filterelement 33 passieren, gereinigt werden und in die Kammer der sauberen Seite 31b eintreten, wo sie ihre Richtung ändern, um über die Begrenzungswand 35 hinaus in einen Luftkanal hinein zu strömen, der ein räumlicher Bereich in dem Gehäuseunterteil 31 ist, welcher von der Kammer der verschmutzten Seite 31a durch die Begrenzungswand 35 abgetrennt ist. Danach, an einem stromabwärtigen Ende des Luftkanals, treten die Luftströme durch den Luftauslass 16a aus, wobei sie in die Luftansaugöffnung 10a des Batteriepacks 10 fließen. Es ist anzumerken, dass, wie in 8 und 9A dargestellt, am Gehäuseoberteil 32 die Seitenwand 32s mit einem verbreiterten unteren Endteil 32b ausgebildet ist, deren Oberseite an verschiedenen Stellen mithilfe von Rippen 32c mit der Außenseite der Seitenwand 32s verbunden ist, um eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen.
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Wie aus 6, 7B, 8 und 9A ersichtlich, weist bei dem Luftreiniger 16 das Gehäuseoberteil 32 Vorsprünge 46 auf, die auf der Außenseite der Seitenwand 32s, die eine obere Seitenwand ist, angeformt sind, und das Gehäuseunterteil 31 weist Federhaken 47 auf, die auf einer Außenseite der Seitenwand 31s, die eine untere Seitenwand ist, vorgesehen sind, um zu ermöglichen, die Federhaken 47 auf den Vorsprüngen 46 anzubringen, um dadurch das Filtergehäuse 16C in einem geschlossenen Zustand mit luftdicht abgedichtetem Inneren zu halten (das heißt einem Zustand des Filtergehäuses 16C, in welchem zwischen dem Gehäuseoberteil 32 und dem Gehäuseunterteil 31 vorhandene Zwischenräume mit dem unter Druck stehenden Dichtelement verschlossen und luftdicht abgedichtet sind). Die Vorsprünge 46 bestehen jeweils aus einem Paar von rippenförmigen Teilen 46a und einem gekrümmten Teil 46b, der zwischen den rippenförmigen Teilen 46a ausgebildet ist und bezüglich der rippenförmigen Teile 46a rückspringend ist. Die Federhaken 47 weisen jeweils einen proximalen Endteil 47b auf, der in Übereinstimmung mit dem gekrümmten Teil 46b an einem zugehörigen Vorsprung 46 gekrümmt ist, und einen distalen Endteil 47a, der in der Form einer nach außen elastischen Führung ausgebildet ist.
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Daher sind die Federhaken 47 jeweils dafür ausgebildet, an einem zugehörigen Vorsprung 46 in der Weise angebracht zu werden, dass der distale Endteil 47a zwischen die rippenförmige Teile 46a eingesetzt und zwischen diesen positioniert wird, während der proximale Endteil 47b durch den gekrümmten Teil 46b geführt und elastisch gebogen wird, bis er durch elastische Gegenbewegung in einen eingehakten Zustand gelangt, was es ermöglicht, einen abgedichteten, geschlossenen Zustand zwischen dem Gehäuseoberteil 32 und dem Gehäuseunterteil 31 des Filtergehäuses 16C aufrechtzuerhalten.
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Außerdem weist bei dem Luftreiniger 16, wie aus 8 ersichtlich, das Gehäuseunterteil 31 eine in der Begrenzungswand 35 ausgebildete Innengewindebohrung 35a auf, und das Gehäuseoberteil 32 weist an einer entsprechenden Stelle eine durch es hindurchführende Durchgangsbohrung 36a auf, die dazu eingerichtet ist, einen Bolzen durch die Durchgangsbohrung 36a zu stecken und in die Innengewindebohrung 35a einzuführen und festzuschrauben, wodurch ermöglicht wird, einen abgedichteten, geschlossenen Zustand des Filtergehäuses 16C auf eine zusätzlich gesicherte Weise aufrechtzuerhalten. Es ist anzumerken, dass ein Umfang am unteren Ende der Durchgangsbohrung 36a dicht an einem Umfang der Innengewindebohrung 35a an der Oberseite der Begrenzungswand 35 angebracht werden kann, wodurch eine Luftdichtigkeit sichergestellt ist.
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Ferner ist, wie in 9B dargestellt, in der Kammer der verschmutzten Seite 31a im Gehäuseunterteil 31 des Luftreinigers 16 das Filterelement 33 so angeordnet, dass seine Unterseite 33b dem Lufteinlass 16b in einer schrägen, geneigten Position zugewandt ist.
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Hierdurch ist der Luftreiniger 16 so gestaltet, dass ein Strom von Kühlluft, der über den Lufteinlass 16b angesaugt wird, zur Unterseite 33b des Filterelements 33 geführt wird und weiter von der Unterseite in Richtung der Oberseite 33a fließt, wodurch ermöglicht wird, einen Strom von Kühlluft in Richtung des Luftauslasses 16a in einem minimale Biegungen aufweisenden Fluidkanal mit einem geringen Fluidwiderstand zu führen.
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Daher ist gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen die Kühlvorrichtung für das Batteriepack 10 so beschaffen, dass sie einen verringerten Fluidwiderstand aufweist, wenn sie an das Batteriepack 10 angebaut ist. Außerdem ist die Kühlvorrichtung, die das Kühlgebläse 15 enthält, so beschaffen, dass durch einen minimierten Fluidwiderstand ein beträchtlicher Strom von durch den Luftreiniger 16 gereinigter Kühlluft mit einem geringen Energieverbrauch, ohne in dem Batteriepack 10 gespeicherte elektrische Energie zu vergeuden, in das Innere des Batteriepacks 10 angesaugt wird. Dementsprechend können Batteriemodule in dem Batteriepack 10 auf eine effiziente Weise wirksam gekühlt werden.
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Hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen ein Beispiel einer Anordnung, die einen an einer Oberseite eines Batteriepacks 10 angebauten Luftreiniger 16 aufweist, wobei sie jedoch nicht darauf beschränkt sind. Zum Beispiel sind Ausführungsformen möglich, die einen an einer bestimmten Seite, wie etwa einer lateralen Seite oder einer Unterseite, eines Batteriepacks angebauten Luftreiniger und eine Luftansaugöffnung, die auf derselben Seite in Kombination mit Vorrichtungen wie etwa einem Servicestecker angeordnet ist, aufweisen.
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Hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen ein Beispiel eines Hybridfahrzeugs, wobei sie jedoch nicht darauf beschränkt sind, sondern auch ähnliche Konfigurationen beinhalten, die bei Elektrofahrzeugen anwendbar sind, welche Antriebskräfte eines Elektromotors nutzen, um zu fahren.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird gemäß einem ersten Aspekt von hierin beschriebenen Ausführungsformen eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks offenbart, die dazu eingerichtet ist, an einem Batteriepack 10 mit einem Batteriegehäuse 10C vorgesehen zu werden, in dem ein Batteriesatz BM untergebracht ist, der dafür ausgebildet ist, in ein Fahrzeug 100 einzubauende elektrische Geräte mit elektrischer Energie zu versorgen, und zu bewirken, dass Außenluft durch einen Luftreiniger 16 gereinigt wird und durch ein elektrisches Gebläse 15 als Kühlluft in das Batteriegehäuse 10C eingeleitet wird, wobei die Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks umfasst: eine Kombination des Luftreinigers 16, einer Luftansaugöffnung 10a, die dafür ausgebildet ist, Kühlluft in ein Inneres des Batteriegehäuse 10C anzusaugen, und eines Objektsatzes, bei dem es sich um einen Satz von einem oder mehreren Betriebsobjekten 16, 18, 23 und 25 handelt, die bei Wartungsarbeiten an dem Batteriepack 10 bedienbar sind, welche an einer beliebigen Seite, einer Oberseite, einer lateralen Seite oder einer Unterseite, des Batteriegehäuses 10C vorgesehen ist, und eine Kombination der Luftansaugöffnung 10a und einer Teilmenge des Objektsatzes, die entlang einer Längsseite des Batteriegehäuses 10C angeordnet ist, in Verbindung mit einer neben der Kombination der Luftansaugöffnung 10a und der Teilmenge des Objektsatzes angeordneten Kombination einer Kammer der verschmutzten Seite 31a und eines Filterelements 33 des Luftreinigers 16, die in Formen ausgebildet sind, welche in einer Längsrichtung des Batteriepacks 10 lang gestreckt sind.
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Gemäß einem zweiten Aspekt von Ausführungsformen hierin wird eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks offenbart, wobei der Luftreiniger 16 einen Lufteinlass 16b umfasst, der dafür ausgebildet ist, Außenluft direkt ins Innere der Kammer der verschmutzten Seite 31a anzusaugen, wobei der Lufteinlass 16b eine lang gestreckte Form aufweist, die in einer mit einer Längsrichtung des Filterelements 33 identischen Richtung lang gestreckt ist.
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Gemäß einem dritten Aspekt von Ausführungsformen hierin wird eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks offenbart, wobei der Lufteinlass 16b des Luftreinigers 16 mit einer Länge ausgebildet ist, die zu einer Längsabmessung des Filterelements 33 äquivalent ist.
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Gemäß einem vierten Aspekt von Ausführungsformen hierin wird eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks offenbart, wobei das Filterelement 33 des Luftreinigers 16 so befestigt ist, dass es dem Lufteilass 16b schräg gegenüberliegt.
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Gemäß einem fünften Aspekt von Ausführungsformen hierin wird eine Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks offenbart, wobei das Batteriepack 10 dazu eingerichtet ist, hinter einem Rücksitz 102 des Fahrzeugs 100 angeordnet zu werden, um in einer Abdeckplatte 106 und 108 untergebracht zu werden, die dafür ausgebildet ist, einen über ein Niveau einer Bodenplatte 105 hinausragenden Raum zu definieren, wobei die Abdeckplatte 106 und 108 eine Oberseitenöffnung zum Öffnen eines Innenraumes für Servicearbeiten an dem darin untergebrachten Batteriepack 10 und ein Deckelelement 107 zum Schließen der Oberseitenöffnung umfasst, wobei der Luftreiniger 16 an der Oberseite des Batteriegehäuses 10C gegenüber dem Deckelelement 107 angeordnet ist.
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Die Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks gemäß dem ersten Aspekt von Ausführungsformen hierin enthält eine Kombination der Luftansaugöffnung 10a und einer Teilmenge der Betriebsobjekte, die entlang einer Seite in einer Längsrichtung des Batteriegehäuses 10C angeordnet ist, in Verbindung mit einer Kombination der Kammer der verschmutzten Seite 31a und des Filterelements 33 in dem Luftreiniger 16, die in solchen Formen ausgebildet sind, dass sie in einer Längsrichtung des Batteriepacks 10 lang gestreckt sind, so dass sie neben oder in paralleler Anordnung zu der Kombination der Luftansaugöffnung 10a und der Teilmenge der Betriebsobjekte angeordnet sind, wodurch ermöglicht wird, dass das Filterelement 33 eine große Filtrationsfläche für das Hindurchströmen von Außenluft gewährleistet, ohne Einflüsse von der Kombination der Luftansaugöffnung 10a und der Teilmenge der Betriebsobjekte. Daher kann diese Kühlvorrichtung Außenluft mit einem geringen Fluidwiderstand ansaugen, um sie zwecks Filtration durch das Filterelement 33 strömen zu lassen, welches eine große Fläche aufweist. Infolgedessen ist das elektrische Gebläse 15 bei geringem Energieverbrauch in der Lage zu bewirken, dass Kühlluft zur Verwendung zum Kühlen eines Batteriesatzes BM in dem Batteriepack 10 angesaugt wird. Außerdem wird eine große Filtrationsfläche sichergestellt, was auch eine verlängerte Lebensdauer des Filterelements 33 ermöglicht.
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Die Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks gemäß dem zweiten Aspekt von Ausführungsformen hierin ermöglicht, dass der Lufteinlass 16b eine breite Abmessung in der Längsrichtung des Luftreinigers 16 aufweist, um Außenluft einströmen zu lassen, was es ermöglicht, Außenluft mit einem geringen Fluidwiderstand anzusaugen, ohne dazwischen angeordnete Rohre oder Ähnliches. Daher kann sie Kühlluft zum Kühlen des Batteriepacks 10 mit niedrigem Energieverbrauch ansaugen.
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Bei der Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks gemäß dem dritten Aspekt von Ausführungsformen hierin ist der Lufteinlass 16b mit einer Länge ausgebildet, die zu einer Längsabmessung des Filterelements 33 äquivalent ist, was es ermöglicht, dass durch den Lufteinlass angesaugte Außenluft das Filterelement 33 mit einem geringen Fluidwiderstand durchströmt. Daher kann sie Kühlluft zum Kühlen des Batteriepacks 10 mit niedrigem Energieverbrauch ansaugen.
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Die Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks gemäß dem vierten Aspekt von Ausführungsformen hierin ermöglicht, dass Außenluft durch den Lufteinlass 16b in einen Eintrittsraum angesaugt wird, um in Richtung einer großen Fläche auf einer Seite des Filterelements 33 in einer geneigten Position zu strömen, um durch dieses hindurch zur anderen Seite zu strömen, was bewirkt, dass der Luftkanal wenig Biegungen und einen minimalen Fluidwiderstand aufweist. Daher kann sie Kühlluft zum Kühlen des Batteriepacks 10 mit niedrigem Energieverbrauch ansaugen.
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Die Kühlvorrichtung für im Fahrzeug montierbare Batteriepacks gemäß dem fünften Aspekt von Ausführungsformen hierin ist im Inneren einer Kombination von Abdeckplatten 106 und 108 eingebaut, welche in ein Fahrzeuginneres R vorsteht und dabei über ein Niveau an einem hinteren Fahrzeugabschnitt der Bodenplatte 105 hinausragt, und ist auf der Oberseite des Batteriepacks 10 angeordnet, gegenüber dem Deckelelement 107. Daher kann sie die in das Filterelement 33 eindringende Menge an Staub verringern, was eine verlängerte Betriebslebensdauer des Filterelements 33 ermöglicht.
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Der Schutzbereich dieser Erfindung ist nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, die in den Zeichnungen dargestellt oder hierin beschrieben wurden, sondern umfasst alle Ausführungsformen, welche äquivalente Wirkungen zu denjenigen erzielen, die Gegenstand dieser Erfindung sind. Feiner ist der Schutzbereich dieser Erfindung nicht auf Kombinationen von Merkmalen dieser Erfindung beschränkt, die durch die beigefügten Ansprüche definiert sind, sondern durch alle beliebigen gewünschten Kombinationen von speziellen Merkmalen aus allen offenbarten Merkmalen definiert.
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Es wurden Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben; wobei diese Erfindung jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und in verschiedenen Formen innerhalb des Rahmens des technischen Konzepts realisiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Batteriepack
- 10a
- Luftansaugöffnung
- 10b
- Luftaustrittsöffnung
- 15
- Kühlgebläse
- 16
- Luftreiniger
- 16a
- Luftauslass
- 16b
- Lufteinlass
- 17
- Entlüftungskanal
- 23
- 12-Volt-Anschlussklemmensatz
- 25
- Servicestecker
- 31
- Gehäuseunterteil
- 32
- Gehäuseoberteil
- 33
- Filterelement
- 33a
- Oberseite
- 33b
- Unterseite
- 44
- Lasche
- 45
- flanschförmig ausgebildeter Teil
- 46
- Vorsprung
- 47
- Federhaken
- 100
- Fahrzeug
- 102
- Rücksitz
- 105
- Bodenplatte
- 106
- obere Abdeckplatte
- 107
- Servicedeckel
- 108
- untere Abdeckplatte
- 109
- Hecktür
- BM
- Batteriemodul
- Fr
- Luftkanalsatz
- L
- Gepäckraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-184244 [0001]
- JP 2006-73256 A [0005]
