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HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element und insbesondere eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element, das an einem Einlass ein Kühlkanals angebracht ist, der die Temperatur von jeder Zellenmodulanordnung steuert/regelt.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Umweltfreundliche Fahrzeuge, wie Elektrofahrzeuge oder Brennstoffzellenfahrzeuge, bei denen kein Abgas ausgestoßen wird haben Batterien in den umweltfreundlichen Fahrzeugen zum Antreiben der Motoren der Fahrzeuge angebracht.
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In Elektrofahrzeugen stellen die Zuverlässigkeit und die Stabilität eines Batteriesystems wichtige Faktoren zum Bestimmen der Marktfähigkeit von Elektrofahrzeugen dar und ein geeigneter Temperaturbereich des Batteriesystems muss bei ungefähr 35°C bis 40°C gehalten werden, um zu verhindern, dass sich die Leistung einer Batterie aufgrund einer Änderung von verschiedenen Außentemperaturen verschlechtert. Daher ist ein thermisches Steuersystem für ein Beutelzellenmodul erforderlich, das eine ausgezeichnete Wärmeableitungsleistung unter normalen klimatischen Bedingungen aufweist (z. B. einen geeigneten Temperaturbereich für ein Batteriesystem) und dazu in der Lage ist, eine geeignete Temperatur der Batterie in einer Umgebung mit niedriger Temperatur beizubehalten.
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Im Allgemeinen wird eine Batteriepackanordnung (BPA) erwärmt, wenn ein Fahrzeug gefahren oder geladen wird. Ein Luftkühlverfahren wird üblicherweise als ein Verfahren zum Kühlen des BPA mit einer Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen verwendet. Insbesondere in einem Hybridfahrzeug wird ein Kühlen durchgeführt durch Luft, die von einem Fahrgastraum des Fahrzeugs zugeführt wird, und durch Luft, die von einem Heizungs-, Lüftungs-, Klimaanlagen-(HVAC)System zugeführt wird. Insbesondere ist im Allgemeinen eine Anordnung, in der die BPA durch ein Gebläse bei einer Temperatur gekühlt wird, verwendet worden und die Technologie zum Minimieren einer Temperaturdifferenz gemäß einer Zellenmodulanordnung (cell module assembly – CMA) ist aufgrund der Schwierigkeit beim Bilden eines Strömungsdurchganges nicht verwendet worden. Darüber hinaus kann ein Klimatisieren der Luft durchgeführt werden, um die BPA zu kühlen; allerdings ist dann eine zusätzliche Kühlvorrichtung erforderlich oder eine Fahrzeugklimaanlage muss mit einer verringerten Effizienz arbeiten.
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Darüber hinaus, wenn die BPA geladen oder entladen wird, tritt eine Spannungsdifferenz basierend auf Temperaturunterschieden auf. Der Temperaturunterschied arbeitet als eine Variable beim Senken der Leistung der BPA. Mit anderen Worten, kann eine Zellenmodulanordnung, in der ein wesentlicher Temperaturunterschied auftritt, durch Verschleiß beschädigt werden, und eine beschädigte Batterie arbeitet als ein Widerstand und erzeugt eine hohe Temperatur. Eine Schädigung kann auch in benachbarten Zellenmodulanordnungen auftreten, die zu Schäden an der gesamten Batterie führen kann. Wenn eine wesentliche Spannungsdifferenz in jeder Zellenmodulanordnung auftritt, kann ein unerwünschtes Ergebnis in jeder Antriebmotoreinheit von einem Elektrofahrzeug auftreten, in dem eine gleichförmige Spannung eine optimale Nutzungsbedingung darstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung bereit, in der die Temperatur zum Minimieren einer Temperaturdifferenz zwischen einer Mehrzahl von Elementarzellen gesteuert/geregelt wird, um zu verhindern, dass sich die Wärmeverteilung in dem gesamten Batteriepack in einer bestimmten Elementarzelle konzentriert.
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Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element bereit, das die Temperatur von jeder Zellenmodulanordnung steuert/regelt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element umfassen: ein Gehäuse, das einen Kühlkanal (Kühldurchgang) aufweist, durch den ein Kältemittel strömt; eine Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und jeweils ein Paar von zueinander parallel gestapelten Elementarzellen umfassen können; eine Wärmeübertragungsplatte, die zwischen dem Paar von Elementarzellen zum Oberflächenkontakt eingefügt ist; ein Wärmerohr, wobei dessen erster Abschnitt in der Wärmeübertragungsplatte angeordnet sein kann und dessen zweiter Abschnitt von der Wärmeübertragungsplatte hervorstehen kann; ein Wärmeaustauschelement, das an einem hervorstehenden Ende des Wärmerohrs gebildet ist und eingerichtet ist, um einen Wärmeaustausch mit Luft durchzuführen, die durch den Kühlkanal strömt; und ein thermoelektrisches Element, das an einer stromaufwärts liegenden Seite gebildet ist, in die Luft des Kühlkanals eingedüst wird.
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Der Kühlkanal des Gehäuses kann in einer Form eines rechteckigen Kanals ausgeführt sein und eine Öffnung kann an einer Seite des Gehäuses gebildet sein, um zu ermöglichen, dass das Wärmeaustauschelement die Öffnung durchdringen und daran befestigt werden kann. Das Wärmerohr kann aus einer Mehrzahl von Wärmerohren (z. B. vier Wärmerohre) gebildet sein. Darüber hinaus kann das Wärmerohr aus einem Aluminiummaterial gebildet sein und Aceton kann in dem Wärmerohr eingefüllt sein. Die Elementarzellen können aus einer Mehrzahl von Elementarzellen (z. B. acht Elementarzellen) gebildet sein.
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Darüber hinaus kann die Batteriepack-Luftkühlungsanordnung ferner umfassen: eine Mehrzahl von Kühlkanälen, durch welche Luft zum Kühlen von jeder der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen strömt; eine Mehrzahl von thermoelektrischen Elementen, die an stromaufwärts liegenden Seiten der Mehrzahl von Kühlkanälen der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen angeordnet sind; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um jede der Mehrzahl von thermoelektrischen Elementen zu betreiben, wobei die Steuerung eingerichtet sein kann, um eine Kühlsteuerung oder ein Erwärmen der thermoelektrischen Elemente auf der Grundlage einer Temperatur von jeder der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen durchzuführen.
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Wenn eine Temperatur von einer der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen größer als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um die thermoelektrischen Elemente zu kühlen, und wenn die Temperatur von einer der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen weniger als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen beträgt, kann die Steuerung eingerichtet sein, um die thermoelektrischen Elemente zu erwärmen, um eine Temperaturdifferenz zwischen der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen zu minimieren. Darüber hinaus kann die Steuerung eingerichtet sein, um die thermoelektrischen Elemente zu betreiben, um die Temperaturen der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen innerhalb eines Bereichs von ungefähr 25°C bis 30°C zu halten. Die Steuerung kann ein Batterie-Management-System (BMS) sein.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer Batteriepack-Luftkühlungsanordnung umfassen: Messen von Temperaturen von zumindest einer Zellenmodulanordnung; Bestimmen, für welche Zellenmodulanordnung der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen eine Temperaturregelung erforderlich ist; Vergleichen der Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung mit den Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen; und sequenzielles Vergleichen der Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung mit den Temperaturen von anderen Zellenmodulanordnungen, wobei, wenn die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung größer als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen ist, ein Kühlen einer Mehrzahl von an einem Kühlkanal der bestimmten Zellenmodulanordnung angeordneten thermoelektrischen Elementen durchgeführt wird, und wenn die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung weniger als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen beträgt, ein Erwärmen der Mehrzahl von thermoelektrischen Elemente durchgeführt wird.
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Beim sequenziellen Vergleichen der Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung mit den Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen, wenn die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung größer als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um eine Mehrzahl von an einem Kühlkanal der bestimmten Zellenmodulanordnung angeordneten thermoelektrischen Elementen zu kühlen. Darüber hinaus, wenn die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung weniger als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen beträgt, kann die Steuerung eingerichtet sein, um die Mehrzahl von thermoelektrischen Elementen zu erwärmen, und die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung kann innerhalb eines Bereichs von ungefähr 25°C bis 30°C gehalten werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und weiteren Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch ausführliches Beschreiben von Ausführungsbeispielen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher. In den Figuren zeigen:
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1 eine beispielhafte Ansicht, die eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 eine beispielhafte Ansicht, die ein Wärmerohr, das an der in 1 dargestellten Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit dem thermoelektrischen Element eingesetzt wird, das an einer Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 eine beispielhafte detaillierte Ansicht der Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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4 ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern der Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit dem thermoelektrischen Element von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es ist zu beachten, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
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Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAN, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
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Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
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Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff ”ungefähr”, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. ”Ungefähr” kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff ”ungefähr” verändert.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Obwohl einige wenige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, versteht es sich durch den Fachmann auf dem Gebiet, dass Änderungen in diesen Ausführungsbeispielen gemacht werden können, ohne von den Grundsätzen und der Lehre der Erfindung, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt wird, abzuweichen.
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1 zeigt eine beispielhafte Ansicht, die eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, 2 zeigt eine beispielhafte Ansicht, die ein Wärmerohr, das an der in 1 dargestellten Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit dem thermoelektrischen Element eingesetzt wird, das an einer Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 3 zeigt eine beispielhafte detaillierte Ansicht der Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und 4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern der Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit dem thermoelektrischen Element von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 1 bis 3 dargestellt ist, kann die Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 100, eine Zellenmodulanordnung 200, eine Wärmeübertragungsplatte 300, ein Wärmerohr 310, ein Wärmeaustauschelement 320 und eine Mehrzahl von thermoelektrischen Elementen 500 umfassen.
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Das Gehäuse 100 kann einen Innenraum aufweisen und kann eingerichtet sein, um die Zellenmodulanordnung 200 vor einem äußeren Stoß zu schützen. Zusätzlich kann ein Kühlkanal 110, durch welchen ein Kältemittel strömen kann, innerhalb des Gehäuses 100 gebildet sein. Der Kühlkanal 110 kann einen rechteckigen Querschnitt in der Form eines rechteckigen Kanals aufweisen. Luft, die durch den Kühlkanal 110 strömt, kann mit dem Wärmeaustauschelement 320, das an einem Ende des Wärmerohrs 310 gebildet ist, in Kontakt kommen, das nachfolgend beschrieben wird und ermöglicht, dass ein Wärmeaustausch durchgeführt wird. Insbesondere kann das Wärmerohr 310 eine Seite des Kühlkanals 110 durchdringen und es kann eine Öffnung 101 gebildet sein, die ermöglicht, dass das Wärmeaustauschelement 320 innerhalb des Kühlkanals 110 positioniert werden kann. Ferner kann eine Mehrzahl von Kühlstiften (nicht gezeigt), die sich in einer Strömungsrichtung von Wasser erstrecken, zueinander parallel gestapelt werden, um eine Kontaktfläche mit Luft zu erhalten, die in dem Kühlkanal 110 strömt.
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Das Gehäuse 100 kann zwei Komponenten umfassen, um im Wesentlichen die gesamte Fläche der Zellenmodulanordnung 200 an beiden Seiten des Gehäuses 100 zu umgeben. Zusätzlich kann eine Seitenabdeckung 102 des Gehäuses 100 für Montagezwecke von dem Gehäuse 100 abgenommen und mit dem Gehäuse 100 verbunden werden. Zusätzlich kann eine Mehrzahl von Elementarzellen 201, 202, 203 und ... innerhalb des Gehäuses 100 parallel zueinander gestapelt werden. Je ein Paar der Elementarzellen 201, 202, 203 und ... kann zueinander benachbart sein und Elektrodenabgriffe (nicht gezeigt) können miteinander verbunden werden. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform kann jeweils ein Paar von acht Elementarzellen 201, 202, 203 und ... der Zellenmodulanordnung 200 miteinander verbunden werden.
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Die Wärmeübertragungsplatte 300 kann zwischen einem Paar von Elementarzellen 201 und 202 der Zellenmodulanordnung 200 eingefügt werden. Mit anderen Worten kann die Wärmeübertragungsplatte 300 zwischen dem Paar von Elementarzellen 201 und 202 zum Oberflächenkontakt eingefügt werden, um die in den Elementarzellen 201 und 202 erzeugte Wärme an die Wärmeübertragungsplatte 300 zu übertragen.
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Wie in 2 dargestellt wird, kann ein erster Abschnitt des Wärmerohrs 310 in der Wärmeübertragungsplatte 300 angeordnet werden und ein zweiter Abschnitt des Wärmerohrs 310 kann in einer Richtung hervorstehen. Mit anderen Worten kann Wärme innerhalb der Wärmeübertragungsplatte 300 an das Wärmerohr 310 übertragen werden und dann an das an einem hervorstehenden Ende des Wärmerohrs 310 gebildeten Wärmeaustauschelements 320 übertragen werden.
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Darüber hinaus können Silizium-Scheiben 400 an beiden Flächen der Wärmeübertragungsplatte 300 angeordnet werden. Die Silizium-Scheiben 400 können als Grenzflächenplatten funktionieren, die im engen Kontakt mit einer Elementarzelle stehen und alle Flächen der Elementarzelle indirekt kühlen. Eine Mehrzahl von Wärmerohren 310 (z. B. vier Wärmerohre) kann ein Wärmerohr 310 aufweisen, das an einer Stelle der Wärmeübertragungsplatte 300 angeordnet ist. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl von Wärmerohren 310 an verschiedenen Stellen in der Wärmeübertragungsplatte 300 angeordnet werden. Das Wärmerohr 310 kann aus einem Aluminiummaterial gebildet werden, um die Wärmeübertragungsleistung zu verbessern, und Aceton kann in das Wärmerohr 310 eingefüllt werden.
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Eine Steuerung (nicht gezeigt), an die die Temperatur von jeder Zellenmodulanordnung 200 eingegeben wird, kann eingerichtet sein, um die thermoelektrischen Elemente 500 zu kühlen oder zu erwärmen. Wenn die Temperatur von einer der Zellenmodulanordnungen 200 größer als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen 200 ist (z. B. der übrigen Zellenmodulanordnungen 200), kann die Steuerung eingerichtet sein, um die thermoelektrischen Elemente 500 durch Variieren der Polaritäten der thermoelektrischen Elemente 500 zu kühlen. Wenn die Temperatur von einer der Zellenmodulanordnungen 200 weniger als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen 200 beträgt, kann die Steuerung eingerichtet sein, um die thermoelektrischen Elemente 500 zu erwärmen, um eine Temperaturdifferenz zwischen einer Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen 200 zu verringern (z. B. minimieren). Insbesondere können die an jeder Zellenmodulanordnung 200 angebrachten thermoelektrischen Elemente 500 derart gesteuert/geregelt werden, um die Temperatur von jeder Zellenmodulanordnung 200 innerhalb des Bereichs von ungefähr 25°C bis 30°C zu halten. Obwohl die Steuerung zusätzlich eingerichtet sein kann, kann der Steuerbetrieb unter Verwendung eines Batterie-Management-Systems (BMS) durchgeführt werden.
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4 ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern der Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit dem thermoelektrischen Element von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Gemäß dem in 4 dargestellten Verfahren kann die Steuerung eingerichtet sein, um die Temperatur von jeder der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen 200 zu messen (S1). Nachdem die Temperatur von jeder der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen 200 gemessen worden ist, kann eine Zellenmodulanordnung, deren Temperatur gesteuert/geregelt werden soll, bestimmt werden (S2). Beim Bestimmen der Zellenmodulanordnung 200, deren Temperatur gesteuert/geregelt werden soll, kann ein Betreiben einer der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen 200 durchgeführt werden, deren gemessene Temperatur größer als oder niedriger als die der anderen Zellenmodulanordnungen ist, oder ein sequenzielles Betreiben der Mehrzahl von Zellenmodulanordnungen 200.
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Als nächstes kann die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 mit den Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen 200 verglichen werden (S3). Das Vergleichen der Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 mit den Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen 200 kann ein Vergleichen von Temperaturen zwischen benachbarten Zellenmodulanordnungen 200 oder ein sequenzielles Vergleichen von Temperaturen zwischen anderen Zellenmodulanordnungen 200 mit Ausnahme der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 umfassen.
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Nachdem die Temperaturen zwischen den Zellenmodulanordnungen 200 verglichen worden sind, wenn die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 größer als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen 200 ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 durch Betreiben der thermoelektrischen Elemente 500 des Kühlkanals 110 der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 zu verringern (S4). Wenn die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 weniger als die Temperaturen der anderen Zellenmodulanordnungen 200 beträgt, kann die Steuerung eingerichtet sein, um die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 durch Betreiben der thermoelektrischen Elemente 500 zu erhöhen (S5). Durch dieses Betreiben, wenn die Temperatur der bestimmten Zellenmodulanordnung 200 eine geeignete Höhe (z. B. innerhalb eines vorgegebenen Bereichs) aufweist, kann der Steuerbetrieb beendet werden (S6).
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Wie oben beschrieben, wenn eine Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann die Temperatur von jeder Zellenmodulanordnung individuell gesteuert/geregelt werden, um zu verhindern, dass das im Wesentlichen gesamte Batteriepack aufgrund einer hohen Temperatur, die sich in einer bestimmten Zellenmodulanordnung konzentriert, und einer weiteren Verschlechterung, die in benachbarten Zellenmodulanordnungen hervorgerufen wird, beschädigt wird.
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Zusätzlich, da die Temperatur von Luft, die durch den Kühlkanal 110 strömt, unter Verwendung der thermoelektrischen Elemente 500 schneller gekühlt werden kann, können die Temperaturen einer Mehrzahl von Elementarzellen, die über das Wärmeaustauschelement 320, das Wärmerohr 310 und die Wärmeübertragungsplatte 300 eng miteinander in Kontakt stehen, schneller gesteuert/geregelt werden. Somit kann eine Temperatursteuerung/Temperaturregelung durchgeführt werden, um eine Temperaturdifferenz zwischen der Mehrzahl von Elementarzellen zu verringern. Als ein Ergebnis kann die Temperatursteuerung/Temperaturregelung durchgeführt werden, um zu verhindern, dass sich die Wärmeverteilung in im Wesentlichen dem gesamten Batteriepack in einer bestimmten Elementarzelle konzentriert.
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Im Allgemeinen wird ein Betrieb eines Wärmerohrs durchgeführt, da eine Temperaturdifferenz zwischen einer unteren Heizeinheit und einer oberen Kondensationseinheit zunimmt. In der Batteriepack-Luftkühlungsanordnung unter Verwendung eines thermoelektrischen Elements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können eine Verdampfungsgeschwindigkeit und eine Kondensationsgeschwindigkeit eines Wärmeübertragungsmediums innerhalb des Wärmerohrs ansteigen, um die Wärmeübertragungsleistung zu verbessern. Somit kann eine Durchschnittstemperatur von Luft in einem gewöhnlichen Batteriemodul zwischen ungefähr 25°C und 40°C gehalten werden. In der Batteriepack-Luftkühlungsanordnung unter Verwendung eines thermoelektrischen Elements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Kondensationseinheit unter Verwendung einer Niedrigtemperatur-Luftkühlung von ungefähr 5°C bis 15°C gekühlt werden, die unter Verwendung des thermoelektrischen Elements zum Verbessern der Kühleffizienz geschaffen wird, die im Vergleich zu einem bestehenden Batteriemodul verbessert wird.
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Während die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele davon dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, dass verschiedene Änderungen in Form und Details darin gemacht werden können, ohne von der Lehre und dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die folgenden Ansprüche bestimmt wird, abzuweichen.
