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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Traktionsbatterieanordnungen für Kraftfahrzeuge und insbesondere luftgekühlte Traktionsbatterien.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge, wie beispielsweise batteriebetriebene Fahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge, enthalten eine Traktionsbatterieanordnung, die als Energiequelle für das Fahrzeug dient. Die Traktionsbatterie kann Komponenten und Systeme zur Unterstützung des Managens von Fahrzeugleistungsfähigkeit und -betrieb enthalten. Die Traktionsbatterie kann außerdem Hochspannungskomponenten aufweisen, und sie kann ein Luft- oder Flüssigkeits-Wärmemanagementsystem zum Regeln der Temperatur der Batterie aufweisen.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer Ausführungsform weist eine Batterieanordnung eine Mehrzahl von Batteriezellen auf, die in einer Gruppe angeordnet sind. Die Gruppe weist erste und zweite Längsseiten und eine Mehrzahl von Abstandshaltern auf, die zwischen die Zellen eingefügt sind, um einen Luftspalt zwischen benachbarten Zellen zu bilden, um Luftzirkulation zwischen den Zellen zu ermöglichen. Ein Einlassverteiler ist auf der ersten Längsseite angeordnet und weist einen Einlass auf, der derart angeordnet ist, dass Luft in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur ersten Längsseite in den Verteiler strömt. Eine Platte ist innerhalb des Verteilers angeordnet und erstreckt sich entlang der ersten Längsseite. Die Platte weist ein proximales Ende in der Nähe des Einlasses und ein distales Ende auf. Die Platte weist Bohrungen auf, die jeweils einen Durchströmungsbereich definieren, der die Luft durch die Platte zirkulieren lässt. Die Bohrungen sind in der Platte derart angeordnet, dass die Platte in der Nähe des proximalen Endes einen größeren Durchströmungsbereich als in der Nähe des distalen Endes aufweist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform weist eine Batterieanordnung eine Gruppe von gestapelten Batteriezellen mit einer Längsseite und einen Verteiler benachbart zur Seite auf. Der Verteiler weist eine Öffnung auf, die derart angeordnet ist, dass Luft in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Seite durch die Öffnung strömt. Eine Platte ist zwischen der Gruppe und der Öffnung angeordnet, und sie ist im Wesentlichen parallel zur Seite. Die Platte weist Löcher auf, deren Anzahl in der Nähe der Öffnung größer als in der Nähe eines Endes distal zur Öffnung ist.
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Gemäß noch einer anderen Ausführungsform weist eine Batterieanordnung eine Gruppe von gestapelten Batteriezellen mit einer Längsseite auf. Ein Verteiler ist benachbart zur Seite und weist eine Öffnung auf, die derart angeordnet ist, dass Luft in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Seite durch die Öffnung strömt. Eine Platte ist zwischen der Gruppe und der Öffnung angeordnet, und sie ist im Wesentlichen parallel zur Seite. Die Platte weist Löcher auf, die derart angeordnet sind, dass für eine bestimmte Zeitdauer mehr Luft durch die Platte in der Nähe der Öffnung als in der Nähe eines Endes der Platte distal zur Öffnung durchströmt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Hybridfahrzeugs.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Traktionsbatterieanordnung.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Gruppe von 2.
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4 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht der Traktionsbatterieanordnung von 2, wobei Zusatzkomponenten weggelassen sind.
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5 ist eine schematische Draufsicht der Traktionsbatterieanordnung von 2, wobei Abstandshalter und andere Zusatzkomponenten weggelassen sind.
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6 ist ein Graph, der die Massendurchsätze von zwei verschiedenen Traktionsbatterieanordnungen veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten darzustellen. Daher sind hierin offenbarte, spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einen Fachmann über verschiedene Anwendungen der vorliegenden Erfindung zu unterrichten. Wie für Durchschnittsfachleute auf der Hand liegt, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
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1 stellt ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) schematisch dar. Bestimmte Ausführungsformen können jedoch auch im Zusammenhang mit anderen als Plug-in-Hybrid- und rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen implementiert sein. Das Fahrzeug 12 kann eine oder mehrere Elektromaschinen 14 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die Elektromaschinen 14 können in der Lage sein, als ein Motor oder als ein Generator betrieben zu werden. Zusätzlich kann das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 18 verbunden sein. Das Hybridgetriebe 16 kann ebenfalls mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden sein, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die Elektromaschinen 14 können Antriebs- und Verzögerungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die Elektromaschinen 14 fungieren auch als Generatoren und können Vorteile hinsichtlich der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitstellen, indem sie Energie durch regeneratives Bremsen zurückgewinnen. Die Elektromaschinen 14 reduzieren Schadstoffemissionen und erhöhen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Arbeitsbelastung des Verbrennungsmotors 18.
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Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriesatz 24 speichert Energie, die von den Elektromaschinen 14 verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 24 stellt typischerweise eine Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgabe aus einer oder mehreren Batteriezellengruppen in der Traktionsbatterie 24 bereit, die manchmal auch als Batteriezellenstapel bezeichnet werden. Die Batteriezellengruppen können eine oder mehrere Batteriezellen enthalten.
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Die Batteriezellen, wie beispielsweise eine prismatische, Pouch-, Zylinder- oder jede andere Art von Zelle, wandeln gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie um. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) enthalten. Ein Elektrolyt kann es Ionen gestatten, sich während des Entladens zwischen der Anode und der Kathode zu bewegen und dann während des Wiederaufladens zurückzukehren. Anschlüsse können gestatten, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus der Zelle heraus fließt.
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Unterschiedliche Batteriesatzkonfigurationen können verfügbar sein, um auf einzelne Fahrzeugvariablen einzugehen, einschließlich Packaging-Einschränkungen und Leistungsanforderungen. Die Batteriezellen können mit einem Wärmemanagementsystem thermisch geregelt werden. Zu Beispielen für Wärmemanagementsysteme zählen Luftkühlsysteme, Flüssigkühlsysteme und eine Kombination aus Luft- und Flüssigkühlsystemen.
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Die Traktionsbatterie 24 kann mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 durch eines oder mehrere Schütze (nicht dargestellt) elektrisch verbunden sein. Das eine oder die mehreren Schütze trennen die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten, wenn sie geöffnet sind, und verbinden die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 26 kann mit den Elektromaschinen 14 elektrisch verbunden sein und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den Elektromaschinen 14 bereit. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die Elektromaschinen 14 zum Funktionieren möglicherweise eine dreiphasige Wechselspannung benötigen. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung umwandeln, wie sie von den Elektromaschinen 14 benötigt wird. In einem regenerativen Modus kann das Leistungselektronikmodul 26 die dreiphasige Wechselspannung von den Elektromaschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die von der Traktionsbatterie 24 benötigte Gleichspannung umwandeln. Die Beschreibung hierin kann gleichermaßen auf ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug angewendet werden. Bei einem rein elektrisch betriebenen Fahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Getriebe sein, das mit einer Elektromaschine 14 verbunden ist, und der Verbrennungsmotor 18 kann nicht vorhanden sein.
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Zusätzlich dazu, dass die Traktionsbatterie 24 Energie zum Antrieb bereitstellt, kann sie Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein typisches System kann ein GS/GS-Wandlermodul 28 umfassen, das die Hochspannungs-GS-Ausgabe der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-GS-Versorgung umwandelt, die mit anderen Fahrzeugkomponenten kompatibel ist. Andere Hochspannungslasten, wie beispielsweise Kompressoren und elektrische Heizelemente, können ohne Verwendung eines GS/GS-Wandlermoduls 28 direkt mit der Hochspannungsversorgung verbunden sein. In einem typischen Fahrzeug sind die Niederspannungssysteme mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-Volt-Batterie) elektrisch verbunden.
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Ein Batterieenergie-Steuermodul (BECM, Battery Energy Control Module) 33 kann mit der Traktionsbatterie 24 in Verbindung stehen. Das BECM 33 kann als eine Steuerung für die Traktionsbatterie 24 fungieren und kann auch ein elektronisches Überwachungssystem enthalten, das für jede der Batteriezellen Temperatur und Ladezustand managt. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Temperatursensor 31 aufweisen, wie zum Beispiel einen Thermistor oder ein anderes Temperaturmessinstrument. Der Temperatursensor 31 kann in Verbindung mit dem BECM 33 stehen, um Temperaturdaten bezüglich der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen.
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Das Fahrzeug 12 kann von einer externen Leistungsquelle 36 wieder aufgeladen werden. Die externe Leistungsquelle 36 ist eine Verbindung mit einer elektrischen Steckdose. Die externe Leistungsquelle 36 kann mit Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) 38 elektrisch verbunden sein. Die EVSE 38 kann Schaltungsanordnung und Bedienelemente 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 Gleichspannungs- oder Wechselspannungsleistung bereitstellen. Die EVSE 38 kann einen Ladeverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeport 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeport 34 kann irgendeine Port-Art sein, die dazu ausgelegt ist, Leistung aus der EVSE 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeport 34 kann mit einem Ladegerät oder einem On-Board-Leistungswandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann die aus der EVSE 38 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 24 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann an die EVSE 38 angekoppelt sein, um die Zufuhr von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Verbinder 40 kann Pins aufweisen, die mit zugehörigen Ausnehmungen des Ladeports 34 ineinandergreifen.
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Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere verknüpfte Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN)) oder über dedizierte elektrische Leitungen in Verbindung stehen.
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2 bis 5 und die zugehörige Erörterung beschreiben Beispiele der Traktionsbatterieanordnung 24. Unter Bezugnahme auf 2 und 3 weist eine Traktionsbatterieanordnung 50 eine oder mehrere Batteriegruppen auf, die an einem Träger 52 befestigt sind. Zum Beispiel veranschaulicht 2 eine Gruppe 54, die an einem Träger 52 befestigt ist. Jede Gruppe umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen 56 mit größeren Seiten 96, welche die größeren Flächen der Zelle sind, und kleineren Seiten 58, welche die kleineren Flächen der Zelle sind. Die Anzahl von Zellen 56 in der Gruppe 54 variiert je nach den Konstruktionsbeschränkungen. Die Zellen 56 sind in der Gruppe gestapelt, wobei die größeren Seiten 96 von benachbarten Zellen einander gegenüberliegen. Eine der kleineren Seiten 58 weist mindestens einen Anschluss 64 auf. Diese Seite ist als Anschlussseite 60 der Zelle 56 bekannt. Die Zellen 56 können in den Gruppen derartig angeordnet sein, dass alle der Anschlussseiten 60 auf einer gleichen Seite der Gruppe 54 sind und zusammen eine Anschlussseite 62 der Gruppe 54 definieren. Ausgewählte Anschlüsse 64 der Zellen 56 sind mit Sammelschienen (nicht dargestellt) elektrisch verbunden. Die Sammelschienen können so angeordnet sein, dass sie die Zellen elektrisch in Reihe oder parallel schalten.
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Die Gruppe 54 kann ein Paar von Endplatten 66 aufweisen, die an jedem Ende der Gruppe angeordnet sind und die Zellen 56 dazwischen einklemmen. Die Endplatten 66 können Kompressionsdruck auf die Zellen ausüben. Eine Mehrzahl von Schienen oder Spannelementen kann sich zwischen den Endplatten 66 erstrecken. Die Spannelemente können an jeder Endplatte 66 durch Befestigungselemente oder Schweißen befestigt sein.
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Eine Mehrzahl von Abstandshaltern 90 ist zwischen die Zellen 56 eingefügt. Die Abstandshalter 90 sind größtenteils hohl und bilden einen Luftspalt zwischen den größeren Seiten 96 von benachbarten Zellen. Während des Betriebs kann verhältnismäßig warme oder kalte Luft durch die Luftspalte zirkulieren gelassen werden, um die Gruppen zu erwärmen oder zu kühlen. Jeder Abstandshalter 90 kann einen Außenrahmen mit einer Oberseite, einer Unterseite und Seiten aufweisen. Eine Mehrzahl von horizontalen Elementen 104 verläuft zwischen den Seiten und erstreckt sich über die größeren Seiten 96 der Zellen 56. Jeder Abstandshalter 90 weist außerdem Klammern zum Befestigen der Abstandshalter 90 an einer oder mehreren Zellen auf.
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Die Batteriegruppe 54 weist erste und zweite Längsseiten 78, 80 auf gegenüberliegenden Seiten der Gruppe 54 auf. Ein Einlassverteiler 70 kann gegen die erste Längsseite 78 angeordnet sein, und ein Auslassverteiler 74 kann gegen die zweite Längsseite 80 angeordnet sein. Der Einlassverteiler 70 kann eine Oberseite 82, eine Unterseite 84 und eine Seitenplatte 86 aufweisen, die zusammenwirken, um ein C-förmiges Gehäuse zu bilden. Der Verteiler 70 kann außerdem eine Vorderseitenplatte 88, die an einem Ende des C-förmigen Gehäuses befestigt ist, und eine Rückseitenplatte 91 aufweisen, die am anderen Ende des C-förmigen Gehäuses befestigt ist. In einigen Ausführungsformen sind die Vorderseiten- und Rückseitenplatten in einem Stück mit den Endplatten, wie in 2 veranschaulicht. In dieser Ausführungsform definiert der Verteiler 70 eine Innenkammer 92 mit einer offenen Seite, die der ersten Längsseite 78 der Gruppe 54 gegenüberliegt. Der Auslassverteiler 74 kann ähnlich dem Einlassverteiler 70 ein Gehäuse aufweisen.
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Der Einlassverteiler 70 weist einen Einlass 72 auf, der mit einem Luftzirkulationssystem (nicht dargestellt) verbunden ist. Das Luftzirkulationssystem kann eine Pumpe, eine Leitung, Ventile und Armaturen aufweisen. Der Einlass 72 kann in der Vorderseitenplatte 88 oder der Rückseitenplatte 91 definiert sein. Während des Betriebs des Fahrzeugs pumpt das Luftzirkulationssystem Luft über den Einlass 72 in die Innenkammer 92 des Einlassverteilers 70. Der Einlass 72 ist derart angeordnet, dass die Luft in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur ersten Längsseite 78 in den Verteiler 70 eintritt. Der Luftdruck innerhalb des Einlassverteilers 70, der bewirkt, dass die Luft vom Einlassverteiler 70 durch die Luftspalte zwischen jeder Zelle 56 und in den Auslassverteiler 74 zirkuliert, ist höher als der des Auslassverteilers 74. Das Durchströmenlassen von Luft entzieht den Zellen 56 Wärme, um die Temperatur der Zellen thermisch zu regeln. Der Auslassverteiler 74 weist einen Auslass 76 auf, der ebenfalls mit dem Luftzirkulationssystem verbunden ist. Der Auslass 76 kann derart angeordnet sein, dass Luft den Verteiler 74 in einer Richtung parallel zur zweiten Längsseite 80 verlässt. Der Auslass 76 kann am gleichen Ende wie der Einlass 72 sein, oder er kann auf einem gegenüberliegenden Ende sein, wie dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf 4 und 5 kann eine Platte 110 im oder nahe dem Einlassverteiler 70 oder dem Auslassverteiler 74 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Platte 110 im Einlassverteiler 70 zwischen dem Einlass 72 und der Gruppe 54 angeordnet sein. Die Platte 110 erstreckt sich entlang der ersten Längsseite 78 und weist ein proximales Ende 116 in der Nähe des Einlasses 72 und ein distales Ende 118 in der Nähe der Rückseitenplatte 91 auf. Die Platte 110 kann im Wesentlichen parallel zur ersten Längsseite 78 sein. Die Platte 110 umfasst eine Innenfläche 112, die der Gruppe 54 gegenüberliegt, und eine Außenfläche 114, die der Seitenplatte 86 des Verteilers 70 gegenüberliegt. In einigen Ausführungsformen ist die Platte 110 eine separate Komponente vom Verteiler und an einer oder mehreren Stellen mit dem Verteiler verbunden. Alternativ dazu ist die Platte 110 ein Teil des Verteilers und bildet eine Innenwand des Verteilers. Die Platte 110 kann von der Gruppe 54 beabstandet sein, um eine Lufttasche 108 zwischen der ersten Längsseite 78 und der Platte 110 zu bilden.
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Die Platte 110 kann eine Mehrzahl von Löchern 120 aufweisen, die sich zwischen der Innenfläche 112 und der Außenfläche 114 erstrecken. Jedes der Löcher 120 weist einen Querschnittsbereich auf, durch welchen Luft durchströmen kann. Die Löcher lassen Luft innerhalb des Verteilers 70 durch die Platte 110 und in die Gruppe 54 zirkulieren, um die Zellen 56 zu kühlen. Die Löcher 120 sind in einem spezifischen Muster in der Platte angeordnet, um den Luftdruck innerhalb des Verteilers, den Durchsatz der Luft, die durch jeden Abstandshalter 90 zirkuliert, und die Gleichmäßigkeit der Strömung durch die Gruppe 54 zu regeln. Eine Summe des Querschnittsbereichs aller Löcher ist ein Gesamtdurchströmungsbereich der Platte 110. Die Platte 110 kann in Regionen aufgeteilt sein, und eine Summe des Querschnittsbereichs der Löcher, die innerhalb jeder Region angeordnet sind, ist ein lokaler Durchströmungsbereich. Der Durchströmungsbereich der verschiedenen Regionen kann variieren, um die Durchsätze der Luft, die durch die Gruppe 54 strömt, zu steuern. Zum Beispiel kann die Platte 110 eine Eingangsregion 122 aufweisen, die sich in der Nähe des Einlasses 72 befindet, und sie kann eine Endregion 124 aufweisen, die sich in der Nähe des distalen Endes 118 befindet. Der Durchströmungsbereich der Eingangsregion 122 kann größer als der Durchströmungsbereich der Endregion 124 sein. Die Platte 110 kann außerdem eine Mittelregion 126 aufweisen, die einen kleineren Durchströmungsbereich als die Eingangsregion 122 und einen größeren Durchströmungsbereich als die Endregion 124 aufweist. Je nach Ausführungsform kann die Platte Dutzende oder Hunderte von Regionen mit verschiedenen Durchströmungsbereichen aufweisen. Die Löcher 120 können rund oder quadratisch sein oder eine beliebige andere geeignete Form aufweisen. Alle Löcher 120 können den gleichen Querschnittsbereich aufweisen, oder sie können verschiedene Querschnittsbereiche aufweisen.
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In einer Ausführungsform ist die Anzahl von Löchern in jeder Region verschieden, um verschiedene Durchströmungsbereiche in jeder Region zu bilden. Hierbei können alle Löcher 120 einen gleichen Querschnittsbereich aufweisen. Die Löcher 120 sind in der Platte 110 derart angeordnet, dass die Platte eine höhere Lochdichte in der Nähe des proximalen Endes 116 als in der Nähe des distalen Endes 118 aufweist. Das Lochmuster kann derart ausgelegt sein, dass die Lochdichte entlang der Länge der Platte 110 vom proximalen Ende 116 zum distalen Ende 118 schrittweise abnimmt, wie in 4 veranschaulicht. Die schrittweise Abnahme kann linear oder nichtlinear sein. Jedes der Löcher 120 kann einen Durchmesser von 2 Millimeter (mm) bis einschließlich 30 mm aufweisen.
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Alternativ kann statt ihrer Anzahl der Querschnittsbereich (d. h. der Durchmesser) der Löcher variieren, um unterschiedliche Durchströmungsbereiche entlang der Platte 110 zu erreichen. Zum Beispiel sind die Löcher in der Nähe des proximalen Endes 116 größer als die Löcher in der Nähe des distalen Endes 118. In einer anderen Ausführungsform kann die Platte 110 keine Löcher aufweisen, sondern die Platte ist stattdessen porös. Die Porosität der Platte kann entlang ihrer Länge variieren, um mehr Luft durch das proximale Ende 116 als das distale Ende 118 strömen zu lassen.
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Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Graph von Volumendurchsätzen der Luft an verschiedenen Abstandshalterstellen veranschaulicht. Der Graph zeigt die Luftdurchsätze für zwei verschiedene Traktionsbatterien. Die Linie mit der Bezeichnung „mit Platte“ entspricht einer Traktionsbatterie mit der Platte 110, und die Linie mit der Bezeichnung „ohne Platte“ entspricht einer Traktionsbatterie, die zwar dieser Offenbarung ähnelt, aber keine Platte 110 aufweist. Jede der Traktionsbatterien weist einen Lufteinlass auf, der derart angeordnet ist, dass Luft in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsseite der Gruppe in den Verteiler strömt. Der Lufteinlass ist proximal zu Zelle 1 positioniert, und die Endwand des Verteilerhohlraums ist in der Nähe von Zelle 38 positioniert. Die y-Achse gibt den Durchsatz der Luft, die durch die Abstandshalter zirkuliert, in Kubikfuß pro Minute (cfm für engl. cubic feet per minute) an, und die x-Achse ist die Stelle der Durchsatzmessung in Zellenabstandshaltern. Zum Beispiel beträgt der Durchsatz der Luft bei Abstandshalter 3 der Batterie mit Platte 0,68 cfm.
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Die Batterieanordnung ohne Platte weist uneinheitliche Luftdurchsätze über die Gruppe auf. Im Allgemeinen sind die Durchsätze in der Nähe des Einlasses (d. h. Abstandshalter 1 bis 21) wesentlich niedriger als die Durchsätze distal zum Einlass (d. h. Abstandshalter 30 bis 39). Zum Beispiel beträgt der Durchsatz bei Zelle 1 0,38 cfm, und der Durchsatz bei Zelle 39 beträgt 1,81 cfm. Diese uneinheitlichen Durchsätze bewirken, dass die Abstandshalter 1 bis 21 weniger zirkulierende Luft empfangen als die Abstandshalter 30 bis 39 und folglich die mit diesen Abstandshaltern assoziierten Zellen heißer sind als die Zellen, die mehr zirkulierende Luft empfangen. Die ungleiche Kühlung erzeugt eine Temperaturdifferenz über die Gruppe, die unerwünscht ist. Die uneinheitlichen Durchsätze sind in erster Linie auf die Positionierung des Einlasses in Bezug auf die Gruppe zurückzuführen. Da die Luft in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsseite der Gruppe in der Verteiler eintritt, neigt die Luft dazu, auf einem geraden Weg weiterzuströmen, bis sie die Endwand des Verteilers erreicht, statt abzubiegen und gleichmäßig durch die Spalte in den Zellen zu strömen. Dies bewirkt einen höheren Luftdurchsatz durch Abstandshalter näher zur Endwand als durch Abstandhalter näher zum Einlass.
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Die Batterieanordnung mit Platte weist einheitlichere Luftdurchsätze über die Gruppe als die Batterieanordnung ohne Platte auf. Obwohl es Schwankungen von Abstandshalter zu Abstandshalter gibt, empfängt nicht ein Ende der Gruppe wesentlich höhere Durchsätze als das andere Ende der Gruppe. Demnach weist die Batterieanordnung mit Platte eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über die Gruppe auf. Dies ist wenigstens zum Teil der Hinzufügung der Platte 110 zu verdanken. Die Lochmuster in der Platte 110 werden zum Abstimmen des Drucks innerhalb des Verteilers verwendet. Durch Bereitstellen eines größeren Durchströmungsbereichs in der Nähe des Einlasses als in der Nähe der Endwand wird im Verteiler in der Nähe der Endwand ein höherer Druck entwickelt, der bewirkt, dass mehr Luft als bei der Batterieanordnung ohne Platte durch die Abstandshalter 1 bis 21 strömt. In alternativen Ausführungsformen kann die Platte 110 innerhalb des Auslassverteilers 74 auf eine ähnliche Weise wie im Einlassverteiler 70 angeordnet sein.
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Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche erfasst werden. Die in der Spezifikation verwendeten Wörter sind beschreibende statt einschränkende Wörter, und es versteht sich von selbst, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorher beschrieben worden ist, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder dem Stand der Technik entsprechenden Implementierungen hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Charakteristiken beschrieben worden sein, doch wie Durchschnittsfachleute erkennen, kann auf ein oder mehrere Merkmale und eine oder mehrere Charakteristiken verzichtet werden, um gewünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Diese Eigenschaften können, unter anderem, Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder dem Stand der Technik entsprechenden Implementierungen beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
