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Diese Offenbarung bezieht sich auf Wärmemanagementsysteme für eine in Fahrzeugen genutzte Hochspannungsbatterie.
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Fahrzeuge, wie zum Beispiel batterieelektrische Fahrzeug (BEVs), Plug-in Elektrofahrzeuge (PHEVs) oder Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs), enthalten eine Traktionsbatterie, wie zum Beispiel eine Hochspannungs-(HV-)Batterie, die als eine Antriebsquelle für das Fahrzeug fungiert. Die HV-Batterie enthält möglicherweise Komponenten und Systeme, um das Management von Fahrzeugleistung und -operationen zu unterstützen. Die HV-Batterie enthält möglicherweise ein Batteriemodul mit einer oder mehreren Arrays von Batteriezellen, die miteinander elektrisch zwischen Batteriezellenanschlüssen und Verbindungssammelschienen verbunden sind. Die HV-Batterie und das umgebende Umfeld enthalten möglicherweise ein Wärmemanagementsystem, um das Regulieren der Temperatur der HV-Batteriekomponenten, -systeme und einzelner Batteriezellen zu unterstützen.
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Ein Fahrzeug enthält ein Traktionsbatteriemodul, ein Gleichspannungswandlermodul, das vom Batteriemodul getrennt ist, einen Kanal, ein Gebläse und einen Verbindungskanal. Das Batteriemodul enthält Batterieeinlass- und -auslassöffnungen. Das Gleichspannungswandlermodul enthält Wandlereinlass- und -auslassöffnungen. Der Kanal ist dazu angeordnet, Kühlluft in jede der Einlassöffnungen zu leiten. Das Gebläse ist dazu angeordnet, Kühlluft aus dem Kanal, durch die Module und aus den Auslassöffnungen heraus zu ziehen. Der Verbindungskanal ist vor dem Gebläse mit der Wandlerauslassöffnung angeordnet und dazu ausgelegt, eine wirksame Querschnittsfläche der Wandlerauslassöffnung zu reduzieren, um eine Kühlluftdurchflussmenge in die Batterieeinlassöffnung zu definieren. Die Kühlluftdurchflussmenge in die Batterieeinlassöffnung ist möglicherweise geringer als eine Kühlluftdurchflussmenge in die Wandlereinlassöffnung. Das Traktionsbatteriemodul enthält möglicherweise eine andere Batterieeinlassöffnung. Ein anderer Kanal ist möglicherweise dazu angeordnet, Kühlluft in die andere Batterieeinlassöffnung zu leiten, so dass eine Netto-Kühlluftdurchflussmenge in die Batterieeinlassöffnungen größer als die Kühlluftdurchflussmenge in die Wandlereinlassöffnung ist. Das Gebläse enthält möglicherweise auch eine Gebläseauslassöffnung, die eine wirksame Querschnittsfläche aufweist, die ungefähr gleich einer Hälfte einer wirksamen Querschnittsfläche jedes der Kanäle, des Kanals und des anderen Kanals, ist. Die wirksame Querschnittsfläche der Gebläseauslassöffnung ist möglicherweise ungefähr gleich einem Quadratzoll bei einem Luftstrom von N Kubikfuß pro Minute, wobei N ein Ziel-Luftstrom aus der Gebläseauslassöffnung heraus ist. Jeder der Kanäle und Einlassöffnungen weist möglicherweise eine wirksame Einlass-Querschnittsfläche auf, die einander ungefähr gleich sind. Die wirksame Einlass-Querschnittsfläche ist möglicherweise ungefähr gleich zwei Quadratzoll bei einem Luftstrom von N Kubikfuß pro Minute, wobei N ein Ziel-Luftstrom aus der Gebläseauslassöffnung heraus ist. Der Verbindungskanal ist möglicherweise in der Wandlerauslassöffnung angeordnet. Der Verbindungskanal ist möglicherweise zwischen der Wandlerauslassöffnung und dem Gebläse positioniert und steht mit ihnen in Fluidverbindung.
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Ein Fahrzeug enthält ein Traktionsbatteriemodul, das eine erste Batterieeinlassöffnung, eine zweite Batterieeinlassöffnung und eine Batterieauslassöffnung aufweist. Ein Gleichspannungswandlermodul ist vom Traktionsbatteriemodul getrennt und enthält Wandlereinlass- und -auslassöffnungen. Ein erster Kanal ist dazu ausgelegt, Kühlluft in die erste Batterieeinlassöffnung zu leiten. Ein zweiter Kanal ist dazu ausgelegt, Kühlluft in die zweite Batterieeinlassöffnung und die Wandlereinlassöffnung zu leiten. Das Gebläse ist dazu angeordnet, Kühlluft aus dem ersten und zweiten Kanal, durch die Module und aus den Auslassöffnungen heraus zu ziehen. Ein Verbindungskanal ist vor dem Gebläse mit der Wandlerauslassöffnung angeordnet. Der Verbindungskanal ist dazu ausgelegt, die Verteilung der Kühlluft in die zweite Batterieeinlassöffnung so zu leiten, dass eine Netto-Kühlluftdurchflussmenge über das Traktionsbatteriemodul größer als eine Kühlluftdurchflussmenge über das Gleichspannungswandlermodul ist. Der Verbindungskanal ist möglicherweise in der Wandlerauslassöffnung angeordnet. Der Verbindungskanal ist möglicherweise zwischen der Wandlerauslassöffnung und dem Gebläse positioniert und steht mit ihnen in Fluidverbindung. Das Gebläse enthält möglicherweise eine Gebläseauslassöffnung, die eine wirksame Querschnittsfläche aufweist, die ungefähr gleich einer Hälfte einer wirksamen Querschnittsfläche jedes der Kanäle, des ersten und des zweiten Kanals, ist. Die wirksame Querschnittsfläche der Gebläseauslassöffnung ist möglicherweise ungefähr gleich einem Quadratzoll bei einem Luftstrom von N Kubikfuß pro Minute, wobei N ein Ziel-Luftstrom aus der Gebläseauslassöffnung heraus ist. Jeder der Kanäle und Einlassöffnungen weist möglicherweise eine wirksame Einlass-Querschnittsfläche auf, die einander ungefähr gleich sind. Die wirksame Einlass-Querschnittsfläche ist möglicherweise ungefähr gleich zwei Quadratzoll bei einem Luftstrom von N Kubikfuß pro Minute, wobei N ein Ziel-Luftstrom aus der Gebläseauslassöffnung heraus ist. Der erste und der zweite Kanal stehen möglicherweise auch in Fluidverbindung mit dem Fahrzeuginnenraum.
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Ein Fahrzeug enthält ein Batteriemodul, ein Wandlermodul, ein Gebläse und einen Verbindungskanal. Das Batteriemodul enthält Einlässe und Auslässe. Das Wandlermodul enthält einen Einlass und einen Auslass. Das Gebläse ist dazu angeordnet, Luft durch die Module und Auslässe zu ziehen. Der Verbindungskanal ist vor dem Gebläse mit dem Wandlerauslass angeordnet und dazu ausgelegt, eine wirksame Querschnittsfläche des Wandlerauslasses zu reduzieren, um eine Kühlluftdurchflussmenge aus dem Batterieauslass heraus zu definieren. Die Kühlluftdurchflussmenge in einen ersten der Batteriemoduleinlässe ist möglicherweise geringer als eine Kühlluftdurchflussmenge in den Wandlereinlass. Ein erster Kanal ist möglicherweise dazu angeordnet, Kühlluft in einen zweiten der Batteriemoduleinlässe zu leiten. Eine Netto-Kühlluftdurchflussmenge in die Batteriemoduleinlässe ist möglicherweise größer als die Kühlluftdurchflussmenge in den Wandlermoduleinlass. Ein zweiter Kanal ist möglicherweise dazu angeordnet, Kühlluft in den ersten Batteriemoduleinlass und den Wandlermoduleinlass zu leiten. Ein Gebläseauslass weist möglicherweise eine wirksame Querschnittsfläche auf, die ungefähr gleich einer Hälfte einer wirksamen Querschnittsfläche jedes der Kanäle, des ersten Kanals und des zweiten Kanals, ist. Die wirksame Querschnittsfläche des Gebläseauslasses ist möglicherweise ungefähr gleich einem Quadratzoll bei einem Luftstrom von N Kubikfuß pro Minute, wobei N ein Ziel-Luftstrom aus dem Gebläseauslass heraus ist.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Batteriesatzes.
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2 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriesatzes aus 1, wobei eine Batteriemodulabdeckung und eine Abdeckung des Gleichspannungswandlermoduls entfernt sind.
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3a ist eine perspektivische Ansicht von Kanalsystemen, einer Gebläseeinheit und des Batteriesatzes aus 1.
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3b ist eine Draufsicht auf den Batteriesatz und die Kanalsysteme aus 1 und 3a.
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4a ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungskanals.
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4b ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Gleichspannungswandlereinheit, des Verbindungskanals aus 4a und einer Gebläseeinheit.
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4c ist eine perspektivische Ansicht im Querschnitt des Verbindungskanals aus 4a.
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4d ist eine Seitenansicht im Querschnitt des Verbindungskanals aus 4a.
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils von zwei Batteriezellen-Arrays, die den Luftstrom über die beiden Batteriezellen-Arrays zeigt.
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6 ist eine Seitenansicht im Querschnitt der beiden Batteriezellen-Arrays, die den Luftstrom über die beiden Batteriezellen-Arrays zeigt.
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Hierin werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Allerdings versteht es sich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Daher sind hierin offenbarte, spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einen Fachmann darüber zu unterrichten, die Erfindung verschiedenermaßen anzuwenden. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene, mit Bezug auf jede der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit der Lehre dieser Offenbarung übereinstimmen, können allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
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Fahrzeuge, die eine HV-Batterie nutzen, enthalten möglicherweise ein Energiesystem, das einen Batteriesatz mit Komponenten, wie zum Beispiel eines oder mehrere Batteriemodule mit Batteriezellen, aufweist, ein elektrisches Karosseriesteuermodul (BECM, body electrical control module) und ein Gleichspannungswandlermodul mit einer Gleichspannungswandlereinheit. Die Batteriezellen stellen möglicherweise Energie zum Betrieb eines Fahrzeug Antriebsmotors und anderer Fahrzeugsysteme bereit. Der Batteriesatz ist möglicherweise an mehreren unterschiedlichen Stellen positioniert, einschließlich unter einem Vordersitz, einem Rücksitz oder einer Stelle hinter dem Rücksitz des Fahrzeugs. Zwei Batteriezellenarrays stehen möglicherweise in elektrischer Verbindung mit dem BECM, der Gleichspannungswandlereinheit und anderen Fahrzeugkomponenten. Möglicherweise nimmt das BECM Eingangssignale von verschiedenen Steuerungssystemen auf, verarbeitet in den Eingangssignalen enthaltene Informationen und erzeugt als Reaktion darauf geeignete Steuersignale. Diese Steuersignale aktivieren und/oder deaktivieren möglicherweise die verschiedenen Komponenten. Die Gleichspannungswandlereinheit wandelt möglicherweise Hochspannung aus den Batteriezellen in Niederspannung zur Verwendung durch die Komponenten und Systeme.
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Jedes Batteriezellen-Array enthält möglicherweise Batteriezellen. Die Batteriezellen, wie zum Beispiel eine prismatische Zelle, enthalten möglicherweise elektrochemische Zellen, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie wandeln. Prismatische Zellen enthalten möglicherweise ein Bechergehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode). Ein Elektrolyt gestattet es Ionen möglicherweise, sich während des Entladens zwischen der Anode und der Kathode zu bewegen und dann während des Neuaufladens zurückzukehren. Anschlüsse gestatten es dem Strom möglicherweise, zur Verwendung durch das Fahrzeug aus der Zelle heraus zu fließen. Wenn sie in einem Array mit mehreren Batteriezellen positioniert werden, sind die Anschlüsse jeder Batteriezelle möglicherweise zu den gegenüber liegenden, einander benachbarten Anschlüssen (Plus und Minus) ausgerichtet, um eine Reihenverbindung zwischen den mehreren Batteriezellen zu ermöglichen.
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Möglicherweise werden Sammelschienen verwendet, um das Vervollständigen der Reihenverbindung zwischen benachbarten Batteriezellen oder Gruppen von nahe beieinander liegenden Batteriezellen zu unterstützen. Unterschiedliche Batteriesatzkonfigurationen sind möglicherweise verfügbar, um auf individuelle Fahrzeugvariablen abzuheben, einschließlich Einbauvorgaben und Leistungsanforderungen, die hierin weiter beschrieben werden. Die Batteriezellen werden möglicherweise mit einem Wärmemanagementsystem erwärmt und/oder gekühlt. Zu Beispielen für Wärmemanagementsysteme zählen möglicherweise Luftkühlsysteme, Flüssigkühlsysteme und eine Kombination aus Luft- und Flüssigkühlsystemen.
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Luftkühlsysteme verwenden möglicherweise eines oder mehrere Gebläse und Kanäle, um Luft zum Beispiel über die Komponenten des Batteriemoduls und des Gleichspannungswandlermoduls hinüber zu verteilen, um bei Fahrzeugoperationen generierte Wärme abzuführen. Zu diesen Einsätzen zählen möglicherweise das Aufladen und Entladen der Batteriezellen ebenso wie das Abführen der während der Spannungswandlung in der Gleichspannungswandlereinheit generierten Wärme. Fahrzeugkomponenten in dem den Batteriesatz umgebenden Umfeld werden möglicherweise genutzt, um beim Management der Temperaturbedingungen des Batteriesatzes zu unterstützen.
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Zum Beispiel und jetzt mit Bezug auf die 1 und 2: Ein veranschaulichender Batteriesatz 8 wird gezeigt, der möglicherweise ein Batteriemodul 9 und ein Gleichspannungswandlermodul 10 enthält. Das Batteriemodul 9 wird möglicherweise auch als ein Traktionsbatteriemodul bezeichnet. Der Batteriesatz 8 enthält möglicherweise weiterhin zwei Batteriezellen-Arrays 12a und 12b (gemeinsam als „Batteriezellen-Arrays 12“ bezeichnet), ein BECM 14, eine Gleichspannungswandlereinheit 16 und ein Luftkühlsystem. Die Batteriezellen-Arrays 12 werden möglicherweise auch als Zellenstapel oder erster und zweiter Zellenstapel bezeichnet. 3A zeigt eine perspektivische Ansicht einiger der Komponenten des mit dem Batteriesatz 8 angeordneten Luftkühlsystems (Batteriesatz 8 wird zu Veranschaulichungszwecken in Durchsicht gezeigt). Das Luftkühlsystem enthält möglicherweise eine Gebläseeinheit 22, ein erstes Kanalsystem 24, ein zweites Kanalsystem 26 und eine oder mehrere Lüftungsöffnungen 28. Zusätzliche Beispiele für die Gebläseeinheit 22 enthalten möglicherweise eine Lüftereinheit und/oder eine Luftpumpe. Batterieeinlassöffnungen 32 und 34 öffnen sich möglicherweise zum ersten Kanalsystem 24 und zum zweiten Kanalsystem 26, um Fluidverbindung mit dem Batteriesatz 8 zu ermöglichen.
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3b zeigt den Batteriesatz 8, der hinter einer Rücksitzreihe 18 und benachbart zu einem Kofferraumteil, der möglicherweise eine unten beschriebene Ladewanne enthält, positioniert ist. Lüftungsöffnungen 28 dienen möglicherweise als Einlassöffnungen für das erste Kanalsystem 24 und das zweite Kanalsystem 26. Von daher unterstützen es die Lüftungsöffnungen 28 möglicherweise, Fluidverbindung zwischen einer Fahrzeuginnenraum-Klimaanlage und dem ersten Kanalsystem 24 und dem zweiten Kanalsystem 26 zu ermöglichen. Das zweite Kanalsystem 26 steht möglicherweise ebenfalls mit der Gleichspannungswandlereinheit 16 über die Einlassöffnung 25 des Gleichspannungswandlers in Fluidverbindung. Die Gebläseeinheit 22 ist möglicherweise nachgeschaltet zu den Batteriezellen-Arrays 12 und der Gleichspannungswandlereinheit 16 positioniert. Weiterhin ist die Gebläseeinheit 22 möglicherweise in der Nähe eines Batterieauslasses 30 und eines Auslasses 31 der Gleichspannungswandlereinheit positioniert, so dass, wenn die Gebläseeinheit 22 in einer ersten Richtung aktiviert wird, Luft über die Batteriezellen-Arrays 12, die Gleichspannungswandlereinheit 16 hinüber und aus einer Gebläseauslassöffnung und/oder einer Abluftöffnung 33 heraus gezogen wird. Die Auslassöffnungen hier werden möglicherweise auch als Abluftöffnungen bezeichnet. Aufgrund von Fluidverbindung mit der Gebläseeinheit 22 wird die Abluftöffnung 33 möglicherweise auch als eine Abluftöffnung für Luft betrieben, die zum Kühlen des Batteriesatzes 8 verwendet wird. Durchgezogene Linien und Referenzpfeile 29a zeigen den Luftstrom, wie er aus dem Fahrzeuginnenraum über die Lüftungsöffnungen 28 in die Kanalsysteme eintritt. Gestrichelte Linien und Referenzpfeile 29b zeigen den Luftstrom, wie er durch die Kanalsysteme, über die Komponenten des Batteriesatzes 8 hinüber, durch die Gebläseeinheit 22 läuft und aus der Gebläseabluftöffnung 33 austritt. Die Linien und Referenzpfeile hierin sind nicht einschränkende Beispiele für den Luftstrom.
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Jetzt zusätzlich mit Bezug auf die 4a bis 4d: Ein Verbindungskanal 40 ist möglicherweise mit dem Auslass 31 der Gleichspannungswandlereinheit angeordnet und vor der Gebläseeinheit 22 positioniert. Der Verbindungskanal 40 befindet sich möglicherweise auch im Auslass 31 der Gleichspannungswandlereinheit. Der Verbindungskanal 40 enthält möglicherweise einen Durchlass 42, eine erste Schräge 44 und eine zweite Schräge 46. Eine bevorzugte Abstimmung einer Querschnittsfläche für den Durchlass 42 und die mit den Schrägen 44 und 46 verknüpften Winkel beeinflusst möglicherweise den Luftstrom vom zweiten Kanalsystem 36 in die Batterieeinlassöffnung 34 und in die Einlassöffnung 25 des Gleichspannungswandlers. Zum Beispiel reduziert der Verbindungskanal 40 möglicherweise eine wirksame Querschnittsfläche des Auslasses 31 der Gleichspannungswandlereinheit. Diese reduzierte wirksame Querschnittsfläche unterscheidet sich möglicherweise von einer wirksamen Querschnittsfläche der Batterieeinlassöffnung 34, so dass sich die Luftdurchflussmengen durch jede davon möglicherweise auch unterscheiden, wenn die Gebläseeinheit 22 aktiviert ist. Eine bevorzugte Abstimmung einer Querschnittsfläche für den Durchlass 42 und die mit den Schrägen 44 und 46 verknüpften Winkel beeinflusst möglicherweise auch den Luftstrom aus dem Batterieauslass 30.
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In einem Konfigurationsbeispiel ist eine Kühlluftdurchflussmenge in die Batterieeinlassöffnung 34 möglicherweise geringer als eine Kühlluftdurchflussmenge in die Einlassöffnung 25 des Gleichspannungswandlers. Obwohl verschiedene Konfigurationen verfügbar sind, ist ein bevorzugtes Luftstromverteilungsverhältnis zwischen der Einlassöffnung 25 des Gleichspannungswandlers und der Batterieeinlassöffnung 34 möglicherweise gleich 60/40, wobei sechzig Prozent des Luftstroms zum Gleichspannungswandlermodul 10 geleitet werden und vierzig Prozent des Luftstroms zum Batteriemodul 9 geleitet werden. Zusätzlich ist eine Netto-Kühlluftdurchflussmenge in die Batterieeinlassöffnung 34 und die Batterieeinlassöffnung 32 möglicherweise größer als die Kühlluftdurchflussmenge in die Einlassöffnung 25 des Gleichspannungswandlers. Andere Querschnittsflächen für die Öffnungen sind verfügbar, um eine erwünschte Durchflussmenge und ein erwünschtes Durchflussmengen-Verteilungsverhältnis zu erreichen. Zum Beispiel reduziert möglicherweise das Reduzieren der Querschnittsfläche des Durchlasses 42 den Luftstromteil, der hin zur Gleichspannungswandlereinheit 16 geleitet wird, und erhöht den Luftstromteil, der hin zu den Batteriezellen-Arrays 12 geleitet wird.
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Weiterhin beeinflussen auch die Winkel der ersten Schräge 44 und der zweiten Schräge 46 möglicherweise die Verteilung von Luft vom zweiten Kanalsystem 36. Das Vergrößern und Verringern der Winkel der Schrägen vergrößert bzw. verringert möglicherweise den zur Gleichspannungswandlereinheit 16 geleiteten Luftstrom und den Luftstromteil, der hin zu den Batteriezellen-Arrays 12 geleitet wird. Von daher stellt das Justieren der Konfiguration des Verbindungskanals 40 möglicherweise mehrere Luftstrom-Verteilungsszenarien bereit, die das erste Kanalsystem 24 und das zweite Kanalsystem 26 verwenden, um Kühlluft zum Batteriemodul 9 und zum Gleichspannungswandlermodul 10 zu verteilen. Dies spart möglicherweise Kosten, Gewicht und Einbauplatz ein, weil möglicherweise keine zwei separaten Kühlsysteme für das Batteriemodul 9 und das Gleichspannungswandlermodul 10 erforderlich sind.
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Weiterhin reduziert eine wirksame Querschnittsfläche der Batterieeinlassöffnung 32, der Batterieeinlassöffnung 34 und der Einlassöffnung 25 des Gleichspannungswandlers von zwei Quadratzoll bei einem Luftstrom von N Kubikfuß pro Minute möglicherweise das Lufteinströmgeräusch an den Lüftungsöffnungen 28, wobei N ein Ziel-Luftstrom aus der Gebläseauslassöffnung 33 ist. Zum Beispiel ist der Ziel-Luftstrom möglicherweise gleich 10 Kubikfuß pro Minute Luftstrom. Zusätzlich reduziert die Verwendung einer Querschnittsfläche von zwei Quadratzoll bei einem Luftstrom von zehn Kubikfuß pro Minute durch das erste Kanalsystem 24 und das zweite Kanalsystem 26 und einer wirksamen Querschnittsfläche von einem Quadratzoll bei einem Luftstrom von zehn Kubikfuß pro Minute am Gebläseauslass 33 möglicherweise den Druckabfall entlang der Luftstromwege und bietet eine Möglichkeit, die Gebläseeinheit 22 mit einer geringeren Drehzahl zu betreiben, was möglicherweise Fahrzeuginnengeräusche reduziert.
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In diesem Konfigurationsbeispiel werden möglicherweise im Wesentlichen siebzig Prozent des gesamten Luftstroms, der in das erste Kanalsystem 24 und das zweite Kanalsystem 26 eintritt, an das Batteriemodul 9 abgegeben. Weiterhin werden möglicherweise ungefähr dreißig Prozent des gesamten Luftstroms, der in das erste Kanalsystem 24 und das zweite Kanalsystem 26 eintritt, an das Gleichspannungswandlermodul 10 abgegeben. Oder es werden möglicherweise sechzig Prozent des gesamten Luftstroms, der in das zweite Kanalsystem 26 eintritt, an das Gleichspannungswandlermodul 10 und vierzig Prozent an das Batteriemodul 9 abgegeben. Andere Querschnittsflächen für die Einlassöffnungen sind verfügbar, um eine erwünschte Durchflussmenge und ein erwünschtes Durchflussmengen-Verteilungsverhältnis zu erreichen.
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Wie oben erwähnt wird, nutzten bisherige Batteriemodul-Bauarten im Fachbereich möglicherweise separate Kühlsysteme für separate Batteriezellen-Arrays und eine Gleichspannungswandlereinheit. Das Beseitigen eines der Kühlsysteme reduziert möglicherweise das Gewicht und die Einbaukomplexität. Jetzt wiederum mit Bezug auf 1 und zusätzlich auf die 5 und 6: Ein Batteriemodultrog 60 und eine Batteriemodulabdeckung 62 sind möglicherweise dazu ausgelegt, eine Verteilung von Luft zu den Batteriezellen-Arrays 12 zu beeinflussen. Diese Luft wird möglicherweise aus dem Fahrzeuginnenraum 27 gezogen, wie oben beschrieben wird. Der Batteriemodultrog 60 und die Batteriemodulabdeckung 62 unterstützen möglicherweise das Leiten von Luft, die aus dem Innenraum zum vorderen Array 12a und zum hinteren Array 12b gezogen wird. Die Wärme der Luft, die durch das vordere Array 12a strömt, erhöht sich möglicherweise, während das vordere Array 12a gekühlt wird. Diese erwärmte Luft, die aus dem vorderen Array 12a austritt, wird dann möglicherweise zum hinteren Array 12b geleitet. Beispielhafte Schemata für den Luftstrom 73 und 71 werden in 5 und 6 veranschaulicht.
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Zum Beispiel werden das vordere Array 12a und das hintere Array 12b möglicherweise auf dem Batteriemodultrog 60 gehalten, sind im Allgemeinen parallel zueinander angeordnet und voneinander beabstandet. Das vordere Array 12a und der Batteriemodultrog 60 wirken möglicherweise zusammen, um Durchgänge und/oder Rinnen, wie zum Beispiel den Durchgang 70, zu definieren. Der Durchgang 70 ist möglicherweise dazu ausgelegt, einen Teil der Luft, die in das Batteriemodul 9 eintritt, so zu leiten, dass er unterhalb des vorderen Arrays 12a strömt. Das hintere Array 12b wird möglicherweise auf dem Batteriemodultrog 60 gehalten, so dass Luft, die zwischen dem hinteren Array 12b und dem Batteriemodultrog 60 strömt, in das hintere Array 12b geleitet wird. Zum Beispiel enthält der Batteriemodultrog 60 möglicherweise eine Schräge 72, die unter dem hinteren Array 12b positioniert ist und so orientiert ist, dass Luftstrom, der die Schräge 72 berührt, möglicherweise in das hintere Array 12b geleitet wird. Ein Winkel der Schräge 72 und eine Höhe der Schräge werden möglicherweise justiert, um die Menge der in das hintere Array 12b geleiteten Luft weiter abzustimmen.
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Die Batteriemodulabdeckung 62 und der Batteriemodultrog 60 definieren möglicherweise einen Behälter für die Batteriezellen-Arrays 12, und sie definieren auch die Batterieeinlassöffnung 32 und die Batterieeinlassöffnung 34. Diese Batterieeinlassöffnungen 32 und 34 liegen möglicherweise benachbart zu einer Fläche 74 des vorderen Arrays 12a. Die Batterieeinlassöffnungen 32 und 34 sind möglicherweise relativ zu den Batteriezellen-Arrays 12 auch schief und/oder in einem Winkel angeordnet, um das Leiten der Luft weg von der Fläche 74 zu unterstützen, was möglicherweise verbesserte Luftverteilung über die Batteriezellen-Arrays 12 und/oder durch das Batteriemodul 9 bereitstellt. Die Winkelorientierung der Batterieeinlassöffnungen 32 und 34 relativ zu den Batteriezellen-Arrays 12 stellt möglicherweise eine breitere Luftstromverteilung über die Batteriezellen-Arrays 12 als im Vergleich zu den Einlassöffnungsorientierungen bereit, die möglicherweise den Luftstrom im Wesentlichen senkrecht über die Batteriezellen-Arrays 12 leiten.
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Das vordere Array 12a enthält möglicherweise die seitlichen Seiten 80a und 80b. Das hintere Array 12b enthält möglicherweise die seitlichen Seiten 82a und 82b. Die seitlichen Seiten 80b und 82a definieren möglicherweise einen Durchgang 79 für den Luftstrom dazwischen. Wie in 6 gezeigt wird, gibt es möglicherweise eine minimale Anzahl von Komponenten oder ein Fehlen von Komponenten zwischen der seitlichen Seite 80b und der seitlichen Seite 82a, um den Luftstrom dazwischen zu blockieren. Obwohl eine geringe Anzahl von Komponenten, wie zum Beispiel strukturelle Pfosten, möglicherweise zum Halten der Batteriezellen-Arrays 12 vorhanden sind, ist das substantielle Fehlen von Komponenten zwischen dem vorderen Array 12a und dem hinteren Array 12b möglicherweise derart, dass Luft, die aus der seitlichen Seite 80b austritt, in die seitliche Seite 82a mit möglicherweise minimaler, wenn überhaupt irgendeiner, Störung eintritt. Von daher wird der Luftstrom möglicherweise über den Durchgang 70 und die Schräge 72 an das hinteren Array 12b abgegeben und auch über den Durchgang 79 nach dem Austreten aus dem vorderen Array 12a abgegeben. Der Luftstrom enthält möglicherweise Innenraumluft zum vorderen Array 12a und eine Kombination von Innenraumluft und erwärmter Innenraumluft zum hinteren Array 12b.
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Obwohl oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen, durch die Ansprüche erfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind eher beschreibende als einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale verschiedener Ausführungsformen können, wie vorher beschrieben wurde, kombiniert werden, so dass sie weitere Ausführungsformen der Erfindung bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben worden sein können, dass sie Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer Soll-Charakteristika bereitstellen bzw. diesen vorzuziehen sind, verstehen Durchschnittsfachleute, dass Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Charakteristika eingegangen werden können, um erwünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Diese Eigenschaften können, ohne darauf beschränkt zu sein, Folgendes enthalten: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebensdauerkosten, Absatzfähigkeit, Erscheinungsbild, Einbau, Größe, Service-Freundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. Von daher liegen Ausführungsformen, die hinsichtlich eines oder mehrerer Charakteristika als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen bzw. als Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben worden sind, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen erwünscht sein.
