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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft das Thermomanagement von Fahrzeugtraktionsbatterien, die zum Betreiben von Hybrid- und Elektrofahrzeugen verwendet werden.
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HINTERGRUND
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Hybrid- und Elektrofahrzeuge brauchen üblicherweise erhebliche Mengen an Energie von einer Hochspannungstraktionsbatterie. Die Energie kann verwendet werden, um Motoren und elektrisches Zubehör anzutreiben. Die Traktionsbatterien können eine Vielzahl von miteinander verbundenen Batteriezellen enthalten. Das Beibehalten der Batterietemperatur innerhalb eines gewünschten Betriebsbereichs kann eine ordnungsgemäße Batteriefunktion fördern und die Batterielanglebigkeit erhöhen. Auch kann es vorteilhaft sein, das Temperaturdifferential über einzelne Zellen hinweg zu beschränken. Thermomanagementgeräte können zum Regeln der Batterietemperatur verwendet werden. Zum Beispiel kann das Führen von Fahrgastraumluft oder Außenluft über eine Batterie dabei helfen, die Temperatur zu regeln. Zusätzlich können Elektroheizungssysteme verwendet werden, um eine Batterie während niedriger Temperaturbedingungen anzuwärmen.
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KURZFASSUNG
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In mindestens einer Ausführungsform enthält eine Fahrzeugtraktionsbatterieanordnung mindestens eine Batteriezellengruppe und eine Elektronikanordnung, die konfiguriert ist, um den Leistungsfluss der Batterieanordnung zu verwalten. Die Fahrzeugtraktionsbatterieanordnung enthält auch eine Thermoplatte, die einen ersten Abschnitt in Kontakt mit der mindestens einen Gruppe und einen zweiten Abschnitt in Kontakt mit der Elektronikanordnung definiert. Während eines Leistungsflusses tauschen beide, die mindestens eine Gruppe und die Elektronikanordnung, Wärme mit der Thermoplatte aus.
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In mindestens einer Ausführungsform enthält eine Fahrzeugtraktionsbatterieanordnung eine Thermoplatte, die interne Strömungskanäle enthält, die eingerichtet sind, um ein thermisches Mittel im Kreislauf zu führen. Die Traktionsbatterieanordnung enthält auch mindestens eine Batteriezellengruppe in Kontakt mit einer ersten Seite der Thermoplatte, um während des Leistungsflusses Wärme auszutauschen. Die Traktionsbatterieanordnung enthält ferner eine Elektronikanordnung, die ein Gehäuse in Kontakt mit einer gegenüberliegenden Seite der Thermoplatte aufweist, um während des Betriebs Wärme auszutauschen.
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In mindestens einer Ausführungsform enthält ein Fahrzeug einen Antriebsstrang, der eine batteriebetriebene elektrische Maschine und eine Traktionsbatterieanordnung enthält, um der elektrischen Maschine Leistung bereitzustellen. Die Traktionsbatterieanordnung enthält mindestens eine Batteriezellengruppe und eine Elektronikanordnung, die konfiguriert ist, um den Leistungsfluss der mindestens einen Gruppe zu verwalten. Die Traktionsbatterieanordnung enthält ferner eine Thermoplatte, die einen ersten Abschnitt in Kontakt mit der mindestens einen Gruppe und einen zweiten Abschnitt in Kontakt mit der Elektronikanordnung definiert. Während eines Leistungsflusses tauschen beide, die mindestens eine Gruppe und die Elektronikanordnung, Wärme mit der Thermoplatte aus.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Ansicht eines Hybrid-Elektrofahrzeugs.
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2 ist eine schematische Ansicht einer Traktionsbatterieanordnung.
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3 ist eine schematische Ansicht einer alternativen Traktionsbatterieanordnungsausführungsform.
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4 ist eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Traktionsbatterieanordnungsausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie erforderlich, werden hierin detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung in verschiedener Art und Weise zu benutzen.
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1 stellt ein Schema eines Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV) dar. Der Antriebsstrang des Fahrzeugs 12 enthält eine oder mehrere elektrische Maschinen 14, die an ein Hybridgetriebe 16 mechanisch gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 14 können in der Lage sein, als Motor bzw. als Generator zu arbeiten, um elektrische Leistung zu empfangen bzw. bereitzustellen. Des Weiteren kann das Hybridgetriebe 16 mechanisch an eine Kraftmaschine 18 gekoppelt sein. Das Hybridgetriebe 16 kann auch mechanisch an eine Antriebswelle 20 gekoppelt sein, die mechanisch an die Räder 22 gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen 14 können Vortriebs- und Schiebebetriebsfähigkeit bereitstellen, wenn die Kraftmaschine 18 angeschaltet oder abgeschaltet ist. Wenn die elektrischen Maschinen 14 als Generatoren betrieben werden, können sie Kraftstoffwirtschaftlichkeitsvorteile bereitstellen, indem sie während des Schiebebetriebs durch Rekuperationsbremsung Energie zurückgewinnen. Die elektrischen Maschinen 14 reduzieren Schadstoffausstöße des Antriebsstrangs und steigern Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Arbeitslast der Kraftmaschine 18.
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Die elektrischen Maschinen 14 können batteriebetrieben sein. Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 24 speichert Energie, die durch die elektrischen Maschinen 14 sowie anderes Fahrzeugzubehör, das eine elektrische Last aufweist, verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Hochspannungsgleichstromausgang aus einer oder mehreren Batteriezellengruppen, manchmal als Batteriezellenstapel bezeichnet, innerhalb der Traktionsbatterie 24 bereitstellen. Die Batteriezellengruppen können eine oder mehrere Batteriezellen enthalten.
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Die Batteriezellen, wie etwa prismatische, zylindrische oder Beutelzellen, können elektrochemische Zellen enthalten, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Zellen können ferner ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) enthalten. Durch ein Elektrolyt können sich Ionen während der Entladung zwischen Anode und Kathode bewegen, und dann während der Aufladung zurück. Durch Anschlusspole kann Strom aus der Zelle zum Gebrauch durch das Fahrzeug fließen. Bei einer Positionierung in einer Gruppe mit mehreren Batteriezellen können die Anschlusspole jeder Batteriezelle mit gegenüberliegenden Anschlusspolen (positiv und negativ) aneinander angrenzend ausgerichtet sein, und eine Sammelschiene kann dazu beitragen, eine elektrische Reihenschaltung zwischen den mehreren Batteriezellen zu erleichtern. Die Batteriezellen können auch parallel eingerichtet sein, so dass ähnliche Anschlusspole (positiv und positiv oder negativ und negativ) aneinander angrenzen.
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Die Traktionsbatterie 24 kann mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 elektrisch verschaltet sein. Ein oder mehrere Schaltschütze können geöffnet die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten isolieren und geschlossen die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten verbinden. Das Leistungselektronikmodul 26 kann auch mit den elektrischen Maschinen 14 elektrisch verschaltet sein und eine bidirektionale Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den elektrischen Maschinen 14 regulieren. Zum Beispiel kann eine Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 14 möglicherweise einen Dreiphasenwechselstrom benötigen, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichspannung in einen Dreiphasenwechselstrom umwandeln, wie von den elektrischen Maschinen 14 benötigt. In einem regenerativen Modus kann das Leistungselektronikmodul 26 die Dreiphasenwechselspannung von den elektrischen Maschinen 14, die als Generatoren agieren, in Gleichspannung, die von der Traktionsbatterie 24 benötigt wird, umwandeln. Die Beschreibung hierin ist gleichermaßen auf ein reines Elektrofahrzeug anwendbar. In einem reinen Elektrofahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Schaltgetriebe sein, das mit einer elektrischen Maschine 14 verbunden ist, und die Kraftmaschine 18 ist nicht vorhanden.
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Wie oben besprochen, kann die Traktionsbatterie 24 Energie für andere elektrische Systeme des Fahrzeugs bereitstellen, zusätzlich zur Bereitstellung von Energie für den Vortrieb. Ein Fahrzeugleistungssystem kann ein Gleichstromwandlermodul 28 zum Konditionieren von Spannung für verschiedene Anwendungen enthalten. Das Gleichstromwandlermodul wandelt den Hochspannungsgleichstromausgang der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungsgleichstromversorgung um, die mit anderen elektrischen Lasten des Fahrzeugs kompatibel ist. Andere Hochspannungslasten, wie Kompressoren und elektrische Heizung, können direkt mit der Hochspannung ohne Verwendung eines Gleichstromwandlermoduls 28 verbunden werden. In bestimmten Fahrzeugen sind die Niederspannungssysteme mit einer Hilfsbatterie 30 (z.B. einer 12 Volt-Batterie) elektrisch verschaltet. In mindestens einer Ausführungsform ist der Gleichstromwandler in unmittelbarer Nähe der oder angrenzend an die Traktionsbatterie 24 positioniert.
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Ein Batterieenergiesteuermodul (Battery Energy Control Module, BECM) 33 kann in Kommunikation mit der Traktionsbatterie 24 stehen. Das BECM 33 kann als eine Steuereinrichtung für die Traktionsbatterie 24 agieren und kann auch ein elektronisches Überwachungssystem enthalten, das Temperatur und Ladungszustand von jeder der Batteriezellen verwaltet. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Temperatursensor 31, wie etwa einen Thermistor oder ein anderes Temperaturmessgerät aufweisen. Der Temperatursensor 31 kann in Kommunikation mit dem BECM 33 stehen, um Temperaturdaten bezüglich der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen. Obwohl im Schema der 1 ein einziger Temperatursensor dargestellt ist, können mehrere Sensoren zum einzelnen Überwachen von separaten Zellen und/oder Gruppen von Zellen innerhalb der Traktionsbatterie 24 verwendet werden.
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Der Batteriepack 24 kann zum Beispiel durch eine externe Leistungsquelle 36, wie etwa eine elektrische Steckdose wieder aufgeladen werden. Die externe Leistungsquelle 36 kann mit einer Elektrofahrzeugversorgungsanlage (Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE) 38 elektrisch verbunden werden. Die EVSE 38 kann Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 zu regeln und zu verwalten. Die externe Leistungsquelle 36 kann der EVSE 38 elektrische Gleichstrom- oder Wechselstromleistung bereitstellen. Die EVSE 38 kann einen Ladeverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeanschluss 34 kann jede Art von Anschluss sein, der konfiguriert ist, um Leistung von der EVSE 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeanschluss 34 kann mit einer Ladeeinrichtung oder einem bordeigenen Leistungsumwandlungsmodul 32 elektrisch verschalten sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann die vom EVSE 38 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 24 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann über eine Schnittstelle mit der EVSE 38 verbunden sein, um die Lieferung von Leistung zum Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Verbinder 40 kann Pins aufweisen, die mit entsprechenden Vertiefungen des Ladeanschlusses 34 zusammenpassen.
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Die verschiedenen besprochenen Komponenten können eine oder mehrere zugehörige Steuereinrichtungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuereinrichtungen können über einen seriellen Bus (z.B. Controller Area Network (CAN)) oder über speziell dafür vorgesehene Leitungen kommunizieren.
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Die Batteriezellen und/oder die Batterieelektronik können im Gebrauch Wärme erzeugen. Das Thermomanagement der Traktionsbatterie kann bei bestimmten Umgebungsbedingungen schwieriger sein, da die Batterie während einer Minimierung der Temperaturabweichung innerhalb jeder einzelnen Zelle und über den Zellenstrang hinweg innerhalb eines angestrebten Temperaturbereiches gehalten werden muss. Verschiedene Batteriepackkonfigurationen können verwendet werden, um auf einzelne veränderliche Größen eines Fahrzeugs, einschließlich Packaging-Einschränkungen und Leistungserfordernisse, einzugehen. Die Batteriezellen können mit einem Thermomanagementsystem thermisch geregelt werden, um bei der Verwaltung einer Gesamttemperatur der Batterie zu helfen. Beispiele für Thermomanagementsysteme können Luftkühlsysteme, Flüssigkeitskühlsysteme und eine Kombination von Luft- und Flüssigkeitssystemen enthalten. Bestimmte Fahrzeug-Package-Beschränkungen können den Batteriepack von Umgebungsbedingungen isolieren, zum Beispiel indem der Batteriepack im Innern des Fahrgastraums des Fahrzeugs platziert wird. Eine solche Einrichtung kann jedoch einen reduzierten Nutzraum im Fahrzeug zur Folge haben.
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Das Verwalten der Temperatur der Traktionsbatterieanordnung unter Berücksichtigung mehrerer Wärmequellen, wie Gleichstromwandler, BECM, BEC, Batterieladeeinrichtung und/oder andere Batterieelektronik an einem Standort im Unterbau, bringt einige Herausforderungen bei Packaging und Thermomanagement mit sich. Es ist denkbar, dass weitere Elektronik, zusätzlich zu der oben aufgelisteten, vom Thermomanagement profitieren kann. Besonders schwierig ist die Bereitstellung einer wirksamen Kühlung für die Batterie und den Gleichstromwandler auf derselben Stellfläche. Auch in Anbetracht der Größe der Batteriegruppe und des Gleichstromwandlers gibt es weitere Herausforderungen bei der Herstellung einer einzelnen Thermoplatte, die groß genug ist, um die Batteriezellen, den Gleichstromwandler und andere Batterieelektronik aufzunehmen. Flüssigkeitsgekühlte Zellen und einige Elektronik benötigen eine Oberfläche mit hoher thermischer Leitfähigkeit für die Wärmeübertragung zwischen Zellen und Elektronik zu einem Kühlmittel.
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Mit Bezug auf das Schema der 2 wird eine Fahrzeugtraktionsbatterieanordnung 200 bereitgestellt, in der eine einzige Thermoplattenanordnung 202 von zwei oder mehr Wärmequellen gemeinsam genutzt wird. Im Beispiel der Traktionsbatterieanordnung 200 umfassen die Wärmequellen eine erste Batteriezellengruppe 204, eine zweite Batteriezellengruppe 206 und eine Elektronikanordnung 208. Die Vielzahl von Wärmequellen steht mit beiden gegenüberliegenden Seiten der Thermoplattenanordnung 202 in Kontakt. Durch die Nutzung der beiden Seiten der Thermoplatte müssen keine zwei Kühlplatten untergebracht werden. Außerdem kann durch diese Einrichtung die gesamte Fahrzeugtraktionsbatterieanordnung 200 an kleineren Standorten im Fahrzeug untergebracht werden. Ferner kann diese Einrichtung die Energiedichte der Traktionsbatterie steigern.
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In mindestens einer Ausführungsform enthält die Elektronikanordnung 208 Wärmesenkenvorsprünge 210, 212, die sich von einem äußeren Abschnitt 214 der Elektronikanordnung 208 erstrecken, um die Thermoplattenanordnung 202 zu berühren. Die Wärmesenkenvorsprünge 210, 212 bewirken, dass der Elektronikanordnung 208 ein gesteigerter Flächenbereich bereitgestellt wird, wodurch der Wärmeübertragungswirkungsgrad verbessert wird.
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Ein Thermoschnittstellenmaterial 216, auch als TIM (Thermal Interface Material) bezeichnet, ist zwischen der ersten Batteriezellengruppe 204 und der Thermoplattenanordnung 202 positioniert. In ähnlicher Weise ist Thermoschnittstellenmaterial 216 zwischen der zweiten Batteriezellengruppe 206 und der Thermoplattenanordnung 202 eingerichtet. Das Thermoschnittstellenmaterial 216 kann aus einem dielektrischen Material gebildet sein und eine elektrische Isolierung zwischen den Batteriezellen und der Thermoplattenanordnung 202 bereitstellen. Auch kann das Thermoschnittstellenmaterial 216 komprimierbar sein und mit Oberflächenübergängen und Unregelmäßigkeiten auf der Unterseite der Batteriezellengruppen übereinstimmen. Die Übereinstimmung des Schnittstellenmaterials 216 vergrößert den thermisch leitfähigen Flächenbereichskontakt, wodurch die Wärmeübertragung zwischen den Batteriezellen und der Thermoplattenanordnung 202 verbessert wird. Zum Beispiel vergrößert das Thermoschnittstellenmaterial 216 durch das Füllen jeglicher Hohlräume oder Lücken zwischen den Batteriezellengruppen 204, 206 und der Thermoplatte 202 die Wärmeübertragung.
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Noch immer mit Bezug auf 2 wird eine Tragstruktur 218 zum Anbringen der Elektronikanordnung 208 an der Thermoplattenanordnung 202 bereitgestellt. Die Tragstruktur 218 kann Erweiterungsabschnitte 220 enthalten, um die Traktionsbatterieanordnung 200 an einer Fahrzeugstruktur zu sichern. Im Beispiel der 2 enthält die Tragstruktur 218 ferner Ausbildungen 222, um die Wärmesenkenvorsprünge 210, 212 der Elektronikanordnung 208 aufzunehmen.
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In mindestens einer Ausführungsform enthält die Thermoplatte interne Strömungskanäle, die eingerichtet sind, um ein thermisches Mittel, wie etwa ein Fluidkühlmittel durch die Thermoplatte im Kreislauf zu führen. Zum Beispiel kann das thermische Mittel eine Kühlmittelflüssigkeit wie etwa eine Fünfzig-Prozent-Mischung aus Wasser und Glykol sein. Das Kühlmittel kann zusätzlich mit verschiedenen anderen Mitteln, die hohe Wärmeübertragungseigenschaften aufweisen, vermischt werden. Andere alternative Fluide können auch geeignet sein, einschließlich verschiedener Kältemittel. Das thermische Mittel kann innerhalb der Thermoplatte 202 im Kreislauf geführt, von einem mit einem Reservoir für thermisches Mittel verbundenen Einlass empfangen und in einen mit einem Ablasstank verbundenen Auslass abgelassen werden. Ein Leitungsmuster kann die Strömung des thermischen Mittels in einem gewünschten Muster innerhalb des internen Hohlraums der Thermoplatte führen. In mindestens einer Ausführungsform wird das thermische Mittel durch die Thermoplatte in einem schlangenförmigen Muster im Kreisprozess geführt.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Struktur der Thermoplattenanordnung 202 ein mehrstückiges Gehäuse. Die Anordnung kann eine Kombination von Druckgussstrukturen sein, wobei jede davon integrierte Merkmale, die während des Gießens gebildet werden, enthält. Die Linie 203 der 2 kann eine Naht zwischen einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt der Thermoplattenanordnung 202 darstellen. In einem Beispiel kann die Tragstruktur 218 einstückig mit einem unteren Abschnitt der Thermoplattenanordnung 202 gebildet sein. In weiteren Ausführungsformen kann es eine Kombination von Stanzteilen und Gussteilen geben, die die oberen und/oder unteren Komponenten der Thermoplattenanordnung 202 umfassen. Ferner kann eine Kombination von mehreren Materialien über die oberen und/oder unteren Abschnitte der Thermoplattenanordnung 202 hinweg verwendet werden.
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Die internen Strömungskanäle können so beabstandet sein, dass die Thermoplatte einen geeigneten Wärmeaustausch bereitstellt, wenn das thermische Mittel im Kreisprozess geführt wird. Abhängig von den Standorten der verschiedenen Wärmequellen erzeugen bestimmte Abschnitte der Traktionsbatterieanordnung mehr Wärme als andere Abschnitte. Unmittelbare Nähe von Wärmequellen kann dazu dienen, eine Wärmekonzentrationszone zu schaffen. Um die ungleichmäßige Verteilung der Erzeugung der Wärme auszugleichen, kann eine Abstandsdichte der internen Strömungskanäle in der Nähe der Abschnitte der Traktionsbatterieanordnung, die viel Wärme erzeugen, gesteigert werden. Umgekehrt kann, um Kosten und Wirkungsgrad zu optimieren, die Abstandsdichte der internen Strömungskanäle in der Nähe von Abschnitten der Traktionsbatterieanordnung, die wenig Wärme erzeugen, reduziert werden.
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In weiteren Ausführungsformen kann die Fließgeschwindigkeit des thermischen Mittels in der Nähe von Abschnitten der Traktionsbatterieanordnung, die viel Wärme erzeugen, gesteigert werden, und umgekehrt in der Nähe von Abschnitten der Traktionsbatterieanordnung, die wenig Wärme erzeugen, reduziert werden. Die Änderungen bei der Fließgeschwindigkeit des thermischen Mittels können bewirken, dass gesteigerte Wärmeübertragungseigenschaften an den Abschnitten der Traktionsbatterieanordnung, die viel Wärme erzeugen, bereitgestellt werden.
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Alternative Konfigurationen sind verfügbar, so dass die Elektronikanordnung und die Batteriezellengruppen nebeneinander auf derselben Seite der Platte platziert werden können. Mit Bezug auf 3 wird eine alternative Ausführungsform der Fahrzeugtraktionsbatterieanordnung 300 bereitgestellt, die eine Thermoplattenanordnung 302 aufweist, die unterhalb einer ersten Batteriezellengruppe 304 und einer zweiten Batteriezellengruppe 306 angeordnet ist. Ähnlich wie bei vorherigen Ausführungsformen enthält die Traktionsbatterieanordnung 300 ein Thermoschnittstellenmaterial 316 zwischen jeder der Batteriezellengruppen und der Thermoplattenanordnung 302. Jedoch ist in der Ausführungsform der 3 die Elektronikanordnung 308 auf derselben Seite der Thermoplattenanordnung 302 wie die Batteriezellengruppen 304, 306 angeordnet. Eine Tragstruktur 318 kann an einem oberen Abschnitt 320 der Thermoplattenanordnung 302 angebracht sein. Die Tragstruktur 318 kann ein thermisch leitfähiges Material, wie etwa zum Beispiel eine Aluminiumlegierung sein, die an die Thermoplattenanordnung 302 hartgelötet, geschweißt oder geschraubt werden kann. Auf diese Weise sind die Wärmequellen jeweils nebeneinander angebracht. Wie aus 3 ersichtlich, ist die Größe der Tragstruktur im Vergleich zu vorherigen Ausführungsformen erheblich reduziert. Auf diese Weise kann die Thermoplattenanordnung 302 direkt an einem Batteriegehäuse oder der umgebenden Fahrzeugstruktur angebracht werden. Die vorliegende Einrichtung kann besonders nützlich sein, wenn die Elektronikanordnung 308 eine kleinere Größe hat, und auch wenn es vertikale Raumeinschränkungen im verfügbaren Fahrzeug-Package gibt. Ferner kann das Einrichten der mehreren Wärmequellen auf einer einzigen Seite der Thermoplatte die Komplexität der internen Strömungskanäle der Thermoplattenanordnung 302 reduzieren.
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Ähnlich wie bei vorherigen Ausführungsformen kann die Linie 303 einer Nahtverbindung zwischen einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt der Thermoplattenanordnung 302 entsprechen. Zusätzlich können Anbringungsmerkmale der Tragstruktur 318 einstückig im oberen Abschnitt der Thermoplattenanordnung 302 gebildet sein.
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Mit Bezug auf 4 wird eine weitere alternative Ausführungsform bereitgestellt, bei der der thermische Widerstand zwischen der Thermoplattenanordnung 402 und der Elektronikanordnung 408 reduziert wird. Die Reduzierung wird durch das Reduzieren von Zwischenmaterialschichten zwischen der Elektronikanordnung 408 und der Thermoplattenanordnung 402 erreicht. In mindestens einer Ausführungsform definiert die Tragstruktur eine Öffnung, damit die Elektronikanordnung durch einen Abschnitt der Tragstruktur ragen kann, um die Thermoplatte zu berühren. Ähnlich wie bei vorherigen Ausführungsformen ist das Thermoschnittstellenmaterial 416 zwischen der Batteriezellengruppe 404 und der Thermoplattenanordnung 402 angeordnet. Auch ist ein zweites Thermoschnittstellenmaterial 420 zwischen der Elektronikanordnung 408 und der Thermoplattenanordnung 402 angeordnet.
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Wie oben mit Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen besprochen, kann die Linie 403 einer Nahtverbindung zwischen einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt der Thermoplattenanordnung 402 entsprechen. Die Tragstruktur 418 sowie Anbringungsmerkmale für die Elektronikanordnung 408 können jeweils im unteren Abschnitt der Thermoplattenanordnung 402 einstückig gebildet sein.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Traktionsbatterie bereit, die eine einzigartige Konfiguration von mehreren Komponenten verwendet, um Wärme effizient zu verwalten. Die Einrichtung der Komponenten hilft bei der Reduzierung von Wärmestau in den Batteriezellen und der Elektronik während des Leistungsflusses für den Antriebsstrang und andere Fahrzeuglasten. Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Einrichtungen können auch die Anzahl von innerhalb der Batterie benötigten Strömungsverbindungen für thermische Mittel reduzieren. Die Strömung von thermischem Mittel, die zu zwei separaten Thermoplatten geführt worden wäre, kann verwendet werden, um durch eine einzige gemeinsam genutzte Platte zu fließen, was die Kühlleistungsfähigkeit steigert. Die Verwendung einer einzigen Platte, um die Temperatur mehrerer Batteriekomponenten zu regeln, reduziert auch den für die Batterie benötigten Package-Raum. Obwohl dies nicht immer explizit dargestellt ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine oder mehrere der veranschaulichten Komponenten oder Funktionen in einem Thermomanagementgerät abhängig von der jeweils verwendeten Strategie dupliziert werden können.
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Obwohl oben einige Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle von den Ansprüchen umfassten möglichen Formen beschreiben sollen. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibende und nicht einschränkende Worte, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie oben beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl möglicherweise verschiedene Ausführungsformen als Vorteile bietend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften bevorzugt beschrieben wurden, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein Kompromiss zwischen einem (einer) und mehreren Merkmalen und Eigenschaften geschlossen werden könnte, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der speziellen Anwendung und Implementierung abhängen. Zu diesen Attributen können unter anderem Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Vermarktbarkeit, Aussehen, Packaging, Größe, Wartungsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. gehören. Insofern liegen Ausführungsformen, die als bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben wurden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
