DE102013219452A1 - Battery pack for a vehicle with a cooling mechanism - Google Patents
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Abstract
Es handelt sich um ein Batteriepack, worin eine obere Batteriezellenanordnung, eine untere Batteriezellenanordnung und ein Kühlgebläse, das so arbeitet, dass es Luft zu der oberen und der unteren Batteriezellenanordnung führt, in einem Gehäuse angeordnet sind. An einer äußeren unteren Fläche des Gehäuses sind mehrere Wärmeableitrippen gebildet. Zwischen den Batteriezellen der oberen und der unteren Batteriezellenanordnung sind Zwischenräume gebildet. Zwischen einer inneren Bodenfläche des Gehäuses und einem Boden der unteren Batteriezellenanordnung ist eine Bodenkammer gebildet. Ein Zuluftkanal erstreckt sich von einem Lufteinlass entlang einer der inneren Seitenflächen des Gehäuses zu der Bodenkammer. Ein Luftstrom wird zu einem Zuluftkanal, zu der Bodenkammer, zu den Zwischenräumen zwischen den Batteriezellen und zu einem Luftauslass geführt.It is a battery pack wherein an upper battery cell assembly, a lower battery cell assembly, and a cooling fan that operates to guide air to the upper and lower battery cell assemblies are arranged in a housing. A plurality of heat dissipating fins are formed on an outer lower surface of the case. Interstices are formed between the battery cells of the upper and lower battery cell assemblies. A bottom chamber is formed between an inner bottom surface of the housing and a bottom of the lower battery cell assembly. A supply air duct extends from an air inlet along one of the inner side surfaces of the housing to the bottom chamber. A flow of air is directed to an air inlet duct, to the bottom chamber, to the spaces between the battery cells and to an air outlet.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Technisches Gebiet der Erfindung1. Technical field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Batteriepack für Kraftfahrzeuge und genauer ein solches Batteriepack, das mit einem Kühlmechanismus ausgestattet ist.The present invention relates generally to a battery pack for motor vehicles, and more particularly to such a battery pack equipped with a cooling mechanism.
2. Allgemeiner Stand der Technik2. General state of the art
Gewöhnlich ist erwünscht, dass Batterien eines Batteriepacks, das in ein Elektrofahrzeug eingebaut ist, bei einer passenden Temperatur gehalten werden, um ihre Ausgangsleistung zu verbessern. Die nachstehend angeführte Japanische Patenterstveröffentlichung lehrt ein Batteriepack, das mit einem Gehäuse mit Wärmeableitrippen (d. h. einem Wärmeableiter), die an der Außenseite seiner Unterseite angebracht sind, versehen ist und in dem mehrere Batterien (auch als Zellen bezeichnet) angeordnet sind. In dem Batteriepack liegen die Batterien dicht aneinander, was verursacht, dass die durch die Batterien erzeugte Wärme direkt zu dem Gehäuse übertragen wird. Die Rippen geben die zu dem Gehäuse übertragene Wärme dann an die Umgebungsluft ab.
PROBLEME, DIE DIE ERFINDUNG LÖSEN SOLLPROBLEMS THAT SHOULD SOLVE THE INVENTION
Das obige Batteriepack ist wie oben beschrieben so gestaltet, dass die Batterien in dem Gehäuse eng angeordnet sind, und weist daher den Nachteil auf, dass es unmöglich ist, Luft zwischen eine Bodenfläche des Gehäuses und Bodenflächen der Batterien zu führen, um die Temperatur der Batterien zu verringern, und dass einige der Batterien, die näher an den Rippen liegen, stark gekühlt werden, was eine inhomogene Temperaturverteilung in dem Gehäuse ergibt, was dazu führt, dass eine gleichmäßige Kühlung der Batterien schwierig ist. Diese Probleme führen zu einer Abnahme der Leistung des Batteriepacks.The above battery pack is designed as described above so that the batteries are closely arranged in the housing, and therefore has the disadvantage that it is impossible to guide air between a bottom surface of the housing and bottom surfaces of the batteries to the temperature of the batteries and that some of the batteries that are closer to the ribs are cooled strongly, resulting in an inhomogeneous temperature distribution in the housing, resulting in that a uniform cooling of the batteries is difficult. These problems lead to a decrease in the performance of the battery pack.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht. Es ist eine Aufgabe, ein Batteriepack mit einem eingebauten Batteriemodul bereitzustellen, das so gestaltet ist, dass seine Bodenfläche geschützt wird und die Ausgangsleistung des Batteriemoduls sichergestellt wird.The present invention has been made in view of the above problems. It is an object to provide a battery pack with a built-in battery module that is designed to protect its bottom surface and to ensure the output of the battery module.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Batteriepack für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes umfasst: (a) ein Gehäuse, in dem eine Batteriezellenanordnung aus mehreren Batteriezellen und ein Kühlgebläse angeordnet sind, wobei die Batteriezellen mit dazwischen befindlichen Zwischenräumen angeordnet sind; (b) mehrere Wärmeableitrippen, die sich an einer äußeren unteren Fläche des Gehäuses erstrecken; (c) einen in dem Gehäuse gebildeten Lufteinlass, durch den Luft in das Gehäuse eingelassen wird; (d) einen in dem Gehäuse gebildeten Luftauslass, durch den die Luft nach außerhalb des Gehäuses abgegeben wird; (e) eine Bodenkammer, die zwischen einer inneren Bodenfläche des Gehäuses und einer Bodenfläche der Batteriezellenanordnung gebildet ist; (f) einen Zuluftfließweg, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei sich der Zuluftfließweg von dem Lufteinlass entlang einer der inneren Seitenflächen des Gehäuses zu der Bodenkammer erstreckt; und (g) ein Kühlgebläse, das in dem Gehäuse angeordnet ist. Das Kühlgebläse arbeitet so, dass es einen Luftstrom zu dem Zuluftfließweg, zu der Bodenkammer, zu den Zwischenräumen zwischen den Batteriezellen und zu dem Luftauslass führt.According to a first aspect of the invention, there is provided a battery pack for a vehicle, comprising: (a) a housing in which a battery cell array of a plurality of battery cells and a cooling fan are arranged, the battery cells being arranged with spaces therebetween; (b) a plurality of heat dissipation fins extending on an outer lower surface of the housing; (c) an air inlet formed in the housing through which air is admitted into the housing; (d) an air outlet formed in the housing, through which the air is discharged outside the housing; (e) a bottom chamber formed between an inner bottom surface of the housing and a bottom surface of the battery cell assembly; (f) a supply air flow path disposed in the housing, the supply air flow path extending from the air inlet along one of the inner side surfaces of the housing to the bottom chamber; and (g) a cooling fan disposed in the housing. The cooling fan operates to direct airflow to the supply air flow path, to the bottom chamber, to the spaces between the battery cells, and to the air outlet.
Bei der bevorzugten Form der Erfindung kann das Batteriepack ferner einen horizontalen Luftfließweg umfassen, der in der Bodenkammer definiert ist. Der horizontale Luftfließweg erstreckt sich von einer ersten inneren Seitenfläche, die eine der inneren Seitenflächen des Gehäuses ist, zu einer zweiten inneren Seitenfläche, die eine der inneren Seitenflächen des Gehäuses ist, welche zu der ersten inneren Seitenfläche entgegengesetzt ist. Der Zuluftfließweg steht mit dem horizontalen Luftfließweg in Verbindung.In the preferred form of the invention, the battery pack may further include a horizontal air flow path defined in the bottom chamber. The horizontal air flow path extends from a first inner side surface, which is one of the inner side surfaces of the housing, to a second inner side surface, which is one of the inner side surfaces of the housing, which is opposite to the first inner side surface. The supply air flow path is in communication with the horizontal air flow path.
Der horizontale Luftfließweg kann eine U-förmige Rinne mit einer oberen Öffnung sein, die zu der Bodenfläche der Batteriezellenanordnung gerichtet ist. Die Rinne ist so geformt, dass sie eine Breite aufweist, die von ihrem stromaufwärts befindlichen Ende zu ihrem stromabwärts befindlichen Ende zunimmt.The horizontal air flow path may be a U-shaped groove having an upper opening directed toward the bottom surface of the battery cell assembly. The trough is shaped to have a width that increases from its upstream end to its downstream end.
Die Batteriezellenanordnung umfasst eine obere Batteriezellenanordnung und eine untere Batteriezellenanordnung, die voneinander durch eine mittlere Kammer getrennt sind. Das Batteriepack umfasst auch einen mittleren horizontalen Luftfließweg, der in der mittleren Kammer gebildet ist. Der mittlere horizontale Luftfließweg erstreckt sich von einer der inneren Seitenflächen des Gehäuses zu einer anderen der inneren Seitenflächen des Gehäuses und steht mit dem Zuluftfließweg in Verbindung.The battery cell assembly includes an upper battery cell assembly and a lower battery cell assembly that are separated from each other by a central chamber. The battery pack also includes a central horizontal air flow path formed in the middle chamber. The central horizontal air flow path extends from one of the inner side surfaces of the housing to another of the inner side surfaces of the housing and communicates with the Zuluftfließweg.
Der mittlere horizontale Luftfließweg ist eine U-förmige Rinne mit einer oberen Öffnung, die zu einer unteren Fläche der oberen Batteriezellenanordnung gerichtet ist. Die Rinne ist so geformt, dass sie eine Breite aufweist, die von ihrem stromaufwärts befindlichen Ende zu ihrem stromabwärts befindlichen Ende zunimmt.The middle horizontal air flow path is a U-shaped groove having an upper opening directed toward a lower surface of the upper battery cell assembly. The trough is shaped to have a width that increases from its upstream end to its downstream end.
EFFEKTE DER ERFINDUNG EFFECTS OF THE INVENTION
Der oben beschriebene Aufbau des Batteriepacks dient dazu, die Bodenfläche des Batteriepacks vor einer Beschädigung zu schützen und die Stabilität der Ausgangsleistung der Batteriezellen sicherzustellen.The above-described construction of the battery pack serves to protect the bottom surface of the battery pack from damage and to ensure the stability of the output of the battery cells.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNGEMBODIMENT OF THE INVENTION
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Batteriepack für Kraftfahrzeuge nach einer Ausführungsform beschrieben. Zur Einfachheit der Erklärung sind eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung (d. h. eine Längsrichtung), eine Rechts-Links-Richtung (d. h. eine seitliche Richtung) und eine Oben-Unten-Richtung (d. h. eine vertikale Richtung) eines Fahrzeugs
ALLGEMEINER AUFBAU DES FAHRZEUGS, IN DAS DAS BATTERIEPACK EINGEBAUT ISTGENERAL CONSTRUCTION OF THE VEHICLE IN WHICH THE BATTERY PACK IS BUILT
Vor der Beschreibung des Aufbaus des Batteriepacks
Zwei hintere Seitenelemente
Wie in
DAS BATTERIEPACKTHE BATTERY PACK
Das Batteriepack
Das untere Gehäuse
Die Batteriezellengruppe
In dem unteren Gehäuse
Ein oberer Zellenhalterahmen
Wie in
Das obere Gehäuse
Wie in
Der Zuluftkanal
Der obere Ansaugkanal
Die horizontalen Kanäle
EINBAU DES BATTERIEPACKSINSTALL THE BATTERY PACK
Nachstehend wird der Einbau des Batteriepacks
Der Luftfilter
BETRIEB UND EFFEKT DES BATTERIEPACKSOPERATION AND EFFECT OF THE BATTERY PACK
Nachstehend werden der Betrieb und die nützlichen Effekte des Batteriepacks
Das Batteriepack
Die Wärmeableitrippen
Die Wärmeableitrippen
Die von dem Zuluftkanal
Die Breite der U-förmigen Rinne, die durch einen jeden der horizontalen Kanäle
Der Aufbau für den Einbau des Batteriepacks
MODIFIKATIONMODIFICATION
Obwohl die vorliegende Erfindung durch eine bevorzugte Ausführungsform offenbart wurde, um sie besser zu verstehen, sollte beachtet werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen ausgeführt werden kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen der gezeigten Ausführungsform umfasst, die ausgeführt werden können, ohne von dem in den beiliegenden Ansprüchen dargelegten Prinzip der Erfindung abzuweichen. Der oben beschriebenen Aufbau für den Einbau des Batteriepacks
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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