DE102019118356A1

DE102019118356A1 - Kühlvorrichtung, Batterietemperatursteuersystem und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019118356A1
Application number: DE102019118356.1A
Authority: DE
Inventors: Yuki Makita; Atsushi Sueyoshi; Katsuji Taniguchi; Yoshitoshi Noda
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2020-01-16
Also published as: JP7033730B2; CN110718724A; JP2020009694A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung schafft eine Kühlvorrichtung, die dünner ausgelegt und im Hinblick auf eine schnelle Kühlung verbessert ist, ein Batterietemperatursteuersystem und ein Fahrzeug. Eine Kühlvorrichtung (20) enthält ein erstes planares Element (30) und ein zweites planares Element (40). Zwischen einer zweiten Oberfläche (32) des ersten planaren Elements (30) und einer dritten Oberfläche (41) des zweiten planaren Elements (40) sind ein Kühlmittelkanal (70), der ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kühlmittel zu ermöglichen, und ein Kältemittelkanal (80), der ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kältemittel zu ermöglichen, vorgesehen. Ein erster Kühlmittelkanal (71), ein erster Kältemittelkanal (81), ein zweiter Kühlmittelkanal (72) und ein zweiter Kältemittelkanal (82) sind nebeneinander und abwechselnd angeordnet. Der Kühlmittelkanal (70) und der Kältemittelkanal (80) sind durch einen ersten Wandabschnitt (61), einen zweiten Wandabschnitt (62) und einen dritten Wandabschnitt (63), die sich in einer vorgegebenen Richtung parallel zur zweiten Oberfläche (32) erstrecken, getrennt. Die Kühlvorrichtung (20) ist ausgelegt, ein Batteriemodul (10) zu kühlen, das eine erste Oberfläche (31) des ersten planaren Elements (30) kontaktiert.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kühlvorrichtung, ein Batterietemperatursteuersystem und ein Fahrzeug.
Hintergrund
Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge sind mit Fahrzeugbatterien ausgestattet, die einen Motor als eine Antriebsquelle mit elektrischer Energie versorgen. JP-A-2010-050000 offenbart einen Hybridwärmetauscher, der gleichzeitig Kältemittel und Kühlmittel liefert, um den Temperaturanstieg der Fahrzeugbatterie zu unterdrücken.
Zusammenfassung
In einer Kühlvorrichtung und dergleichen, die einen Temperaturanstieg von Fahrzeugbatterien unterdrückt, werden eine Verdünnung, eine Verbesserung einer schnellen Kühlung, Verbesserung der Temperaturgleichmäßigkeit und dergleichen gefordert.
Die vorliegende Offenbarung schafft eine Kühlvorrichtung, die enthält: ein erstes planares Element, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche enthält; ein zweites planares Element, das eine dritte Oberfläche gegenüber der zweiten Oberfläche und eine vierte Oberfläche gegenüber der dritten Oberfläche enthält; einen ersten Kühlmittelkanal, der zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kühlmittel zu ermöglichen; einen ersten Kältemittelkanal, der zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche neben dem ersten Kühlmittelkanal vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kältemittel zu ermöglichen; einen zweiten Kühlmittelkanal, der zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche neben dem ersten Kältemittelkanal vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kühlmittel zu ermöglichen; einen zweiten Kältemittelkanal, der zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche neben dem zweiten Kühlmittelkanal vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kältemittel zu ermöglichen; einen ersten Wandabschnitt, der mit der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche verbunden ist und den ersten Kühlmittelkanal und den ersten Kältemittelkanal trennt; einen zweiten Wandabschnitt, der mit der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche verbunden ist und den ersten Kältemittelkanal und den zweiten Kühlmittelkanal trennt; und einen dritten Wandabschnitt, der mit der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche verbunden ist und den zweiten Kühlmittelkanal und den zweiten Kältemittelkanal trennt, wobei sich der erste Wandabschnitt, der zweite Wandabschnitt und der dritte Wandabschnitt in einer vorgegebenen Richtung parallel zur zweiten Oberfläche erstrecken und wobei mindestens eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen, die entlang der ersten Oberfläche angeordnet sind, gekühlt werden können.
Die vorliegende Offenbarung schafft ein Batterietemperatursteuersystem, das enthält: die Kühlvorrichtung; und eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen, die entlang der ersten Oberfläche der Kühlvorrichtung angeordnet sind.
Die vorliegende Offenbarung schafft ein Fahrzeug, das enthält: die Kühlvorrichtung; ein Rad, das ausgelegt ist, sich in einer Fahrtrichtung zu drehen; und einen Innenraum, wobei das erste planare Element und das zweite planare Element der Kühlvorrichtung entlang einer Bodenfläche des Innenraums angeordnet sind und wobei der erste Wandabschnitt, der zweite Wandabschnitt und der dritte Wandabschnitt der Kühlvorrichtung in der Fahrtrichtung angeordnet sind.
Die vorliegende Offenbarung schafft ein Fahrzeug, das enthält: die Kühlvorrichtung; ein Rad, das ausgelegt ist, sich in einer Fahrtrichtung zu drehen; und einen Innenraum, wobei das erste planare Element und das zweite planare Element der Kühlvorrichtung entlang einer Bodenfläche des Innenraums angeordnet sind und wobei der erste Wandabschnitt, der zweite Wandabschnitt und der dritte Wandabschnitt der Kühlvorrichtung in einer zur Fahrtrichtung senkrechten Richtung angeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung können der Kältemittelkanal und der Kühlmittelkanal abwechselnd angeordnet sein. Daher kann die Temperaturgleichmäßigkeit durch Zirkulieren des Kühlmittels, das mit dem Kältemittel Wärme ausgetauscht hat, aufrechterhalten werden, und die Montierbarkeit der Sekundärbatteriezelle kann durch Verdünnen der Kühlvorrichtung verbessert werden, und weiterhin kann die schnelle Kühlung durch Verwendung eines direkten Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und der Fahrzeugbatterie in Kombination verbessert werden. Die Verbesserung der Montierbarkeit führt zur Verbesserung der volumetrischen Energiedichte eines Fahrzeug-Batteriepacks und die Verbesserung der Schnellkühlung führt zur Verbesserung des Stromwerts der zulässigen Aufladung und Entladung.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht von vorne, die ein Beispiel eines Batterietemperatursteuersystems der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2A bis 2D stellen eine erste Ausführungsform einer Kühlvorrichtung auf Grundlage von 1 dar, wobei 2A eine perspektivische Ansicht von vorne und 2B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 2A ist und weiterhin 2C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 2A und darüber hinaus 2D eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie C-C von 2A ist;
3A und 3B sind schematische Ansichten, die ein Beispiel eines ersten Beispiels der Strömung des Kühlmittels und Kältemittels auf Grundlage von 1 darstellen, wobei 3A die Strömung des Kühlmittels und 3B die Strömung des Kältemittels darstellt;
4A und 4B stellen ein Beispiel eines Kühlmittelkanals und eines Kältemittelkanals dar, wobei 4A eine perspektivische Ansicht des Batterietemperatursteuersystems und 4B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 4A ist;
5A bis 5C folgen FIG. 4Aund 4B und sind Schnittansichten entlang der Linie A-A von 4A, wobei 5A eine Winkeldefinition und 5B eine Abstandsdefinition veranschaulicht und weiterhin 5C eine Flächendefinition veranschaulicht;
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 4A und stellt eine zweite Ausführungsform der Kühlvorrichtung dar;
7A bis 7D stellen eine dritte Ausführungsform der Kühlvorrichtung dar, wobei 7A eine perspektivische Ansicht von vorne eines dritten planaren Elements und 7B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 7A ist und weiterhin 7C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von 7A und darüber hinaus 7D eine Schnittansicht entlang der Linie C-C von 7A ist;
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Batterietemperatursteuersystems der vorliegenden Offenbarung darstellt;
9A bis 9D stellen ein Beispiel eines zweiten Beispiels der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels in 3A und 3B dar, wobei 9A eine perspektivische Ansicht von vorne ist, welche die Strömung erläutert, und 9B eine schematische Ansicht der Strömung ist und weiterhin 9C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A von 9A und darüber hinaus 9D eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 9A ist;
10A bis 10D stellen ein Beispiel eines dritten Beispiels der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels in 3A und 3B dar, wobei 10A eine perspektivische Ansicht von vorne ist, welche die Strömung erläutert, und 10B eine schematische Ansicht der Strömung ist und weiterhin 10C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A von 10A und darüber hinaus 10D eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 10A ist;
11A bis 11C stellen eine vierte Ausführungsform der Kühlvorrichtung dar, wobei 11A eine perspektivische Ansicht von vorne und 11B eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A von 11A ist und weiterhin 11C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 11A ist;
12A und 12B stellen ein Beispiel eines Zusammenbaus einer vierten Ausführungsform dar, wobei 12A eine schematische Ansicht eines Zusammenbaus eines Tanks ist und 12B eine schematische Ansicht einer Zusammenfügung mit dem Tank ist;
13A und 13B stellen eine fünfte Ausführungsform einer Kühlvorrichtung dar, wobei 13A eine perspektivische Ansicht von vorne und 13B eine perspektivische Explosionsansicht ist;
14A und 14B stellen einen Kühlmittelkanal und einen Kältemittelkanal gemäß der fünften Ausführungsform dar, wobei 14A eine perspektivische Teilansicht und 14B eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A von 14A ist;
15A bis 15C stellen den Kühlmittelkanal und den Kältemittelkanal gemäß der fünften Ausführungsform dar, wobei 15A eine perspektivische Ansicht von vorne der Kühlvorrichtung und 15B eine perspektivische Schnittansicht entlang der Linie A-A von 15A ist und weiterhin 15C eine perspektivische Schnittansicht entlang der Linie B-B von 15A ist;
16A bis 16C stellen die Anwendung der Kühlvorrichtung der fünften Ausführungsform auf das Batterietemperatursteuersystem dar, wobei 16A eine perspektivische Ansicht von vorne und 16B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 16A ist und weiterhin 16C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von 16A ist;
17A bis 17E stellen eine sechste Ausführungsform der Kühlvorrichtung dar, wobei 17A eine perspektivische Ansicht von vorne der Kühlvorrichtung und 17B eine vereinfachte Schnittansicht des Kältemittelkanals entlang der Linie A-A von 17A und weiterhin 17C eine vereinfachte Schnittansicht des Kältemittelkanals entlang der Linie B-B von 17A ist und darüber hinaus 17D eine vereinfachte Schnittansicht des Kühlmittelkanals entlang der Linie C-C von 17A und 17E eine vereinfachte Schnittansicht des Kühlmittelkanals entlang der Linie D-D von 17A ist;
18A und 18B stellen eine siebte Ausführungsform der Kühlvorrichtung dar, wobei 18A eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A in 16A und 18B eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 16A ist; und
19A und 19B sind schematische Ansichten zur Erläuterung eines Zustands, in dem die Kühlvorrichtung der vorliegenden Offenbarung an einem Fahrzeug montiert ist, wobei 19A eine Seitenansicht des Fahrzeugs und 19B eine Rückansicht des Fahrzeugs ist.

Genaue Beschreibung
Nachfolgend ist eine Ausführungsform (nachfolgend als „die vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet), die im Detail eine Kühlvorrichtung, ein Batterietemperatursteuersystem und ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung offenbart, gegebenenfalls unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Jedoch kann eine genauere Beschreibung, die über das Notwendige hinausgeht, weggelassen sein. Beispielsweise kann eine genaue Beschreibung bereits wohl bekannter Gesichtspunkte und eine redundante Beschreibung von im Wesentlichen derselben Anordnung weggelassen sein. Dies dient dem Vermeiden unnötiger Redundanz bei der folgenden Beschreibung und dem Erleichtern des Verständnisses durch Fachleute. Die angefügte Zeichnung und die folgende Beschreibung sind vorgesehen, um es Fachleuten zu erlauben, die vorliegende Offenbarung vollständig zu verstehen, und sollen den beanspruchten Gegenstand nicht einschränken.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht von vorne, die ein Beispiel eines Batterietemperatursteuersystems der vorliegenden Offenbarung darstellt. 2A bis 2D basieren auf 1, wobei 2A eine perspektivische Ansicht von vorne und 2B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 2A ist und weiterhin 2C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 2A und darüber hinaus 2D eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie C-C von 2A ist. Die vereinfachte Schnittansicht ist eine Ansicht, in der eine Schnittlinie durch eine durchgezogene Linie vereinfacht wird. Das Batterietemperatursteuersystem der vorliegenden Offenbarung ist nachfolgend auf Grundlage von 1 bis 2D ausführlich beschrieben. Das Batterietemperatursteuersystem der vorliegenden Offenbarung kann auch als ein Fahrzeug-Batteriepack angesehen werden.
Ein Batterietemperatursteuersystem 1 enthält eine Vielzahl von Batteriemodulen 10 und eine Kühlvorrichtung 20 zum Kühlen der platzierten Vielzahl von Batteriemodulen 10. Das Batteriemodul 10 enthält intern eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11. Die Sekundärbatteriezelle 11 kann eine rechteckige Parallelepipedform, wie in 1 dargestellt, oder eine zylindrische Form (nicht dargestellt) aufweisen.
Die Sekundärbatteriezelle 11 ist beispielsweise eine Batteriezelle, die elektrische Energie speichert, welche als eine Antriebsquelle eines Fahrmotors in einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug dient, und ist eine Komponente, die eine Temperatursteuerung wie z. B. Kühlung benötigt. Jedes Batteriemodule 10 weist eine Kastenform auf, die in einer Richtung von vorne nach hinten länger ist als in einer Richtung von links nach rechts. In der vorliegenden Ausführungsform sind eine Vielzahl der Batteriemodule 10 in der Richtung von vorne nach hinten und der Richtung von links nach rechts auf der Kühlvorrichtung 20 angeordnet. Das Batteriemodul 10 wird durch die Aufnahme einer Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11 gebildet, die wie oben beschrieben in einem vorgegebenen Gehäuse mit einer Kastenform, die in der Zeichnung dargestellt ist, angeordnet sind. Darüber hinaus muss das Batteriemodul 10 kein vorgegebenes Gehäuse besitzen und das Batteriemodul 10 kann eines sein, in dem nur eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11 gebündelt sind. Eine als Batteriemodul 10 bezeichnete Einheit ist nicht wesentlich und die Kühlvorrichtung 20 kann auch einfach jede der Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11 kühlen.
Die Kühlvorrichtung 20 ist eine Vorrichtung zum Kühlen der Sekundärbatteriezelle 11 und kann als eine Kühlplatte bezeichnet werden. Die Höhe der Kühlvorrichtung 20 ist kleiner als die Länge in der Richtung von vorne nach hinten und der Richtung von links nach rechts, und die Kühlvorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Plattenform mit einer geringen Höhe auf. Die planare Ansicht ist nicht auf die Form der vorliegenden Ausführungsform beschränkt und kann eine Kastenform, die in der Richtung von vorne nach hinten kürzer ist als in der Richtung von links nach rechts, eine quadratische Form oder eine zylindrische Form aufweisen.
Hier sind orthogonale Koordinaten in die Zeichnung aufgenommen. Wenn die Darstellungsebene vertikal ausgerichtet ist, ist in der Zeichnung eine diagonal von oben links nach unten rechts gezeichnete Linie als eine x-Achse definiert (die Zeichnung ist eine perspektivische Ansicht, weswegen es sich um eine diagonale Linie handelt). Eine diagonal von unten links nach oben rechts gezeichnete Linie ist als eine y-Achse definiert und eine vertikal gezeichnete Linie ist als eine z-Achse definiert. Eine Ebene, die virtuell durch die x-Achse und die z-Achse definiert ist, ist eine erste virtuelle Ebene S1, und eine Ebene, die virtuell durch die z-Achse und die y-Achse definiert ist, ist eine zweite virtuelle Ebene S2. Die erste virtuelle Ebene S1 und die zweite virtuelle Ebene S2 stehen senkrecht zueinander. Die Festlegungen der x-Achse, y-Achse und z-Achse sind nicht auf diejenigen in dieser Ausführungsform eingeschränkt.
Die Kühlvorrichtung 20 enthält ein erstes planares Element 30 in Kontakt mit dem Gehäuse des Batteriemoduls 10, ein zweites planares Element 40, das gegenüber dem ersten planaren Element 30 angeordnet ist, und ein drittes planares Element 50, das zwischen dem ersten planaren Element 30 und dem zweiten planaren Element 40 angeordnet ist. Eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11, die innerhalb des Batteriemoduls 10 vorgesehen sind, sind entlang des ersten planaren Elements 30 angeordnet. Die Wärme dieser Sekundärbatteriezellen 11 kann über das Gehäuse des Batteriemoduls 10 oder dergleichen auf das erste planare Element 30 der Kühlvorrichtung 20 übertragen werden. Wenn das Batteriemodul 10 kein Gehäuse aufweist, kann die Wärme dieser Sekundärbatteriezellen 11 weiterhin auf das erste planare Element 30 der Kühlvorrichtung 20 übertragen werden, ohne durch das Gehäuse zu fließen.
Das erste planare Element 30 und das zweite planare Element 40 sind in einer flachen Form ausgebildet. Das dritte planare Element 50 enthält einen ersten flachen Abschnitt 51 mit einer flachen Oberfläche, einen zweiten flachen Abschnitt 52 mit einer flachen Oberfläche, die dem ersten flachen Abschnitt 51 zugewandt ist, und einen Wandabschnitt 60 mit einer geneigten Oberfläche, der den ersten flachen Abschnitt 51 und den zweiten flachen Abschnitt 52 verbindet. Der erste flache Abschnitt 51, der Wandabschnitt 60, der zweite flache Abschnitt 52 und der Wandabschnitt 60 sind kontinuierlich angeordnet, und das dritte planare Element 50 weist im Querschnitt eine Wellenform auf, in der die Anordnung wiederholt wird.
Das erste planare Element 30 enthält eine erste Oberfläche 31 in Kontakt mit einer Vielzahl von Batteriemodulen 10 und eine zweite Oberfläche 32 gegenüber der ersten Oberfläche 31, und das zweite planare Element 40 enthält eine dritte Oberfläche 41 und eine vierte Oberfläche 42 gegenüber der dritten Oberfläche 41. Die zweite Oberfläche 32 und die dritte Oberfläche 41 sind einander zugewandt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste flache Abschnitt 51 mit der zweiten Oberfläche 32 des ersten planaren Elements 30 zusammengefügt, und der zweite flache Abschnitt 52 ist mit der dritten Oberfläche 41 des zweiten planaren Elements 40 zusammengefügt, und weiterhin ist das Batteriemodul 10 auf dem oberen Abschnitt des ersten planaren Elements 30 platziert.
Das erste planare Element 30 der Kühlvorrichtung 20 und das zweite planare Element 40 sind voneinander getrennt, und zwischen dem ersten planaren Element 30 und dem zweiten planaren Element 40 sind eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 70 zur Leitung des Kühlmittels und eine Vielzahl von Kältemittelkanälen 80 zur Leitung des Kältemittels abwechselnd entlang der y-Achse angeordnet. Der Kühlmittelkanal 70 ist durch den ersten flachen Abschnitt 51, ein Paar von Wandabschnitten 60, die auf beiden Seiten des ersten flachen Abschnitts 51 durchgehend ausgebildet sind, und das zweite planare Element 40 gebildet, und der Kältemittelkanal 80 ist durch das erste planare Element 30, ein Paar von Wandabschnitten 60 und den zweiten flachen Abschnitt 52, der mit den Wandabschnitten 60 durchgehend ausgebildet ist, gebildet.
Der Kühlmittelkanal 70 kann durch das erste planare Element 30, ein Paar von Wandabschnitten 60 und den zweiten flachen Abschnitt 52, der mit dem Wandabschnitt 60 durchgehend ausgebildet ist, gebildet sein, und der Kältemittelkanal 80 kann durch den ersten flachen Abschnitt 51, die Wandabschnitte 60, die auf beiden Seiten des ersten flachen Abschnitts 51 durchgehend ausgebildet sind, und das zweite planare Element 40 gebildet sein. Weiterhin ist es wünschenswert, dass der Kühlmittelkanal 70 größer ausgebildet ist als der Kältemittelkanal 80. 1 bis 5C stellen eine erste Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 dar.
Auf beiden Seitenflächen der Kühlvorrichtung 20 sind ein Kühlmittelrohr 21, das mit dem Kühlmittelkanal 70 in Verbindung steht und von der seitlichen Oberfläche hervorsteht, und ein Kältemittelrohr 22, das neben dem Kühlmittelrohr 21 ist und mit dem Kältemittelkanal 80 in Verbindung steht, vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Kühlmittelrohr 21 und das Kältemittelrohr 22 vertikal entlang der z-Achse angeordnet, und das Kühlmittelrohr 21 ist unterhalb des Kältemittelrohrs 22 angeordnet. Ein Beispiel des Kältemittels ist Fluorkohlenwasserstoff (HFC) und ein Beispiel für das Kühlmittel ist ein Frostschutzmittel, das Ethylenglykol enthält.
Das Kühlmittelrohr 21 und das Kältemittelrohr 22 stehen mit einem ersten Tank 23 und einem zweiten Tank 24 in Verbindung, die auf beiden Seiten der Kühlvorrichtung 20 entlang der y-Achse angeordnet sind, und der Kühlmittelkanal 70 und der Kältemittelkanal 80 stehen mit dem ersten Tank 23 und dem zweiten Tank 24 in Verbindung. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Kühlmittelrohr 21 und das Kältemittelrohr 22 und der erste Tank 23 in der zweite Tank 24 entlang der y-Achse auf beiden Seiten der Kühlvorrichtung 20 angeordnet, und der Kühlmittelkanal 70 und der Kältemittelkanal 80 sind abwechselnd entlang der y-Achse angeordnet.
In dem Kühlmittelrohr 21 ist ein erstes Kühlmittelrohr 21a an dem ersten Tank 23 und ein zweites Kühlmittelrohr 21b an dem zweiten Tank 24 vorgesehen. In dem Kältemittelrohr 22 ist ein erstes Kältemittelrohr 22a an dem ersten Tank 23 und ein zweites Kältemittelrohr 22b an dem zweiten Tank 24 vorgesehen. Der erste Tank 23 und der zweite Tank 24 sind in einen Abschnitt für Kühlmittel und einen Abschnitt für Kältemittel unterteilt und weisen einen ersten oberen Tank 23a, einen ersten unteren Tank 23b, einen zweiten oberen Tank 24a und einen zweiten unteren Tank 24b auf.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste obere Tank 23a und der zweite obere Tank 24a Abschnitte für Kältemittel und der erste untere Tank 23b und der zweite untere Tank 24b sind Abschnitte für Kühlmittel. Die oberen Tanks 23a und 24a sind durch eine Anhebung des Seitenabschnitts des ersten planaren Elements 30 und die unteren Tanks 23b und 24b durch eine aufgerichtete Wand des zweiten planaren Elements 40 und des dritten planaren Elements 50 gebildet (siehe und ).
In 2C und 2D ist der Querschnitt des ersten Tanks 23 beschrieben, der zweite Tank 24 ist jedoch in gleicher Weise gestaltet. Die Strömungsrichtung ist aber umgekehrt.
3A und 3B sind schematische Ansichten, die ein Beispiel der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels darstellen, wobei 3A die Strömung des Kühlmittels und 3B die Strömung des Kältemittels darstellt. Die allgemeine Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels sind nachfolgend auf Grundlage von 3A und 3B beschrieben. Die allgemeine Strömung dient als ein erstes Beispiel der Strömung. In den nachfolgenden Figuren ist die Strömung des Kühlmittels durch einen schwarzen Pfeil F1 und die Strömung des Kältemittels durch einen weißen Pfeil F2 angegeben.
Das Kühlmittel strömt vom ersten Kühlmittelrohr 21a zum ersten unteren Tank 23b und strömt durch eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 70, die entlang der x-Achse angeordnet sind, zum zweiten unteren Tank 24b, und anschließend strömt das Kühlmittel durch das zweite Kühlmittelrohr 21b aus der Kühlmittelvorrichtung 20 heraus. Das Kältemittel strömt vom zweiten Kältemittelrohr 22b zum zweiten oberen Tank 24a und strömt durch eine Vielzahl von Kältemittelkanälen 80, die entlang der x-Achse angeordnet sind, zum ersten oberen Tank 23a, und anschließend strömt das Kältemittel durch das erste Kältemittelrohr 22a aus der Kühlmittelvorrichtung 20 heraus. In der ersten Ausführungsform ist beschrieben, dass das Kühlmittel und das Kältemittel in entgegengesetzten Richtungen fließen. Diese können jedoch auch in die gleiche Richtung fließen. Außerdem kann die Strömung des Kühlmittels und Kältemittels insgesamt umgekehrt sein.
Die abwechselnde Anordnung der Kühlmittelkanäle 70 und der Kältemittelkanäle 80 gewährleistet den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel. Da der Wärmeaustausch über den geneigten Wandabschnitt 60 erfolgt, vergrößert sich weiterhin die Kontaktfläche zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel, sodass ein effizienter Wärmeaustausch realisiert werden kann. Außerdem kann die Höhe der Kühlvorrichtung 20 durch die alternative Anordnung gering gehalten werden, was eine kompakte Bauweise ermöglicht. Daher wird die Platzierung der Sekundärbatteriezellen 11 erleichtert.
4A und 4B stellen ein Beispiel des Kühlmittelkanals 70 und des Kältemittelkanals 80 dar, wobei 4A eine perspektivische Ansicht des Batterietemperatursteuersystems und 4B eine Schnittansicht von 4A ist. 5A bis 5C sind Schnittansichten entlang der Linie A-A von 4A, wobei 5A eine Winkeldefinition veranschaulicht und 5B eine Abstandsdefinition veranschaulicht und weiterhin 5C eine Flächendefinition veranschaulicht. Die Rollen des Kühlmittels und des Kältemittels sind nachfolgend ausführlich auf Grundlage von 4A bis 5C beschrieben, wobei der Kanal, der Wandabschnitt, die Richtung, der Winkel, die Position, der Abstand und die Fläche entlang der y-Achse der Kühlvorrichtung 20 definiert werden.
Einer von einer Vielzahl von Kühlmittelkanälen 70, die zwischen der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 vorgesehen sind, ist als ein erster Kühlmittelkanal 71 definiert. Der Kältemittelkanal 80, der zwischen der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 vorgesehen ist und sich neben dem ersten Kühlmittelkanal 71 befindet, ist als ein erster Kältemittelkanal 81 definiert. In ähnlicher Weise ist der Kühlmittelkanal 70, der sich neben dem ersten Kältemittelkanal 81 befindet, als ein zweiter Kühlmittelkanal 72 definiert, und der Kältemittelkanal 80, der sich neben dem zweiten Kühlmittelkanal 72 befindet, ist als ein zweiter Kältemittelkanal 82 definiert.
Der Wandabschnitt 60, der mit der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 verbunden ist und den ersten Kühlmittelkanal 71 und den ersten Kältemittelkanal 81 trennt, ist als ein erster Wandabschnitt 61 definiert. In ähnlicher Weise ist der Wandabschnitt 60, der mit der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 verbunden ist und den ersten Kältemittelkanal 81 und den zweiten Kühlmittelkanal 72 trennt, als ein zweiter Wandabschnitt 62 definiert, und der Wandabschnitt 60, der mit der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 verbunden ist und den zweiten Kühlmittelkanal 72 und den zweiten Kältemittelkanal 82 trennt, ist als ein dritter Wandabschnitt 63 definiert.
Die Sekundärbatteriezellen 11, die innerhalb des Batteriemoduls 10 angeordnet sind, das auf der ersten Oberfläche 31 des ersten planaren Elements 30 angeordnet ist, werden durch das Kältemittel und das Kühlmittel gekühlt. Insbesondere ist das Kältemittel für die Kühlfunktion verantwortlich. Durch den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel über den Wandabschnitt 60, der den Kühlmittelkanal 70 und den Kältemittelkanal 80 bildet, ist die Kühlfunktion des Kältemittels jedoch nicht auf einen bestimmten Bereich konzentriert und die ungleichmäßige Temperaturverteilung aufgrund des Kältemittels kann durch das Kühlmittel zweidimensional ausgeglichen werden. Das heißt, der erste Wandabschnitt 61, der zweite Wandabschnitt 62 und der dritte Wandabschnitt 63 erstrecken sich in einer vorgegebenen Richtung (in der vorliegenden Ausführungsform entlang der x-Achse) parallel zur zweiten Oberfläche 32, und das Kältemittel und das Kühlmittel, die zwischen diesen Wandabschnitten fließen, können mindestens die Batteriemodule 10 in Kontakt mit der ersten Oberfläche 31 kühlen.
Außerdem weisen das erste planare Element 30, der erste Wandabschnitt 61, der zweite Wandabschnitt 62 und der dritte Wandabschnitt 63 eine vorgegebene Wärmeleitfähigkeit oder mehr auf. Das zweite planare Element 40 und das dritte planare Element 50 sind in gleicher Weise gestaltet.
Vorzugsweise beträgt der Wärmeleitwert 100 W/m·K oder mehr.
Das erste planare Element 30, der erste Wandabschnitt 61, der zweite Wandabschnitt 62 und der dritte Wandabschnitt 63 bestehen aus einer Aluminiumlegierung. Das zweite planare Element 40 und das dritte planare Element 50 sind in gleicher Weise gestaltet.
Außerdem sind das erste planare Element 30, der erste Wandabschnitt 61, der zweite Wandabschnitt 62, der dritte Wandabschnitt 63, das zweite planare Element 40 und das dritte planare Element 50 nicht auf die Aluminiumlegierung beschränkt und können aus einer Kupferlegierung, Edelstahl, Titan oder dergleichen bestehen.
Die Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels ist nachfolgend auf Grundlage der vorstehenden Definition beschrieben. In der Strömung des ersten Beispiels ist die Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal 81 fließt, der Richtung, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal 72 fließt, entgegengesetzt. Die Strömungsrichtungen des Kühlmittels und des Kältemittels sind entgegengesetzt, aber die Strömungsrichtungen des Kühlmittels sind gleich und die Strömungsrichtungen des Kältemittels sind gleich. Das heißt, die Richtung, in der das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkanal 71 fließt, stimmt mit der Richtung überein, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal 72 fließt, und die Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal 81 fließt, stimmt mit der Richtung überein, in der das Kältemittel in dem zweiten Kältemittelkanal 82 fließt. Infolgedessen tauscht das durch die Kühlmittelpumpe leicht erwärmte Kühlmittel Wärme mit dem Kältemittel auf der Niedertemperaturseite aus und wird ausreichend gekühlt, sodass das Kühlmittel fließen kann, während es der Batterie Wärme entzieht und weiterhin durch das Kältemittel gekühlt wird.
Darüber hinaus kann die Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal 81 fließt, mit der Richtung übereinstimmen, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal 72 fließt. Dadurch kann der Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel aufrechterhalten werden.
Wie in 5A dargestellt, ist der Wandabschnitt 60 in Bezug auf die zweite Oberfläche 32 und die dritte Oberfläche 41 geneigt. Der Wandabschnitt 60 ist jedoch in einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die erste virtuelle Ebene S1 in einer vorgegebenen Orientierung geneigt. Eine vorgegebene Orientierung des ersten Wandabschnitts 61 ist als eine erste Orientierung T1 definiert, und ein vorgegebener Winkel ist als ein erster Winkel θ1 definiert. Die Orientierung des zweiten Wandabschnitts 62, die der Orientierung des ersten Wandabschnitts 61 entgegengesetzt ist, ist als eine zweite Orientierung T2 definiert, und ein vorgegebener Winkel ist als ein zweiter Winkel θ2 definiert. Die Orientierung und der Winkel des dritten Wandabschnitts 63 stimmen mit der ersten Orientierung T1 und dem ersten Winkel θ1 des ersten Wandabschnitts 61 überein.
Es ist wünschenswert, dass der erste Winkel θ1 im Bereich von 40 Grad bis 60 Grad eingestellt ist. Weiterhin ist es wünschenswert, dass der zweite Winkel θ2 im Bereich von 40 Grad bis 60 Grad eingestellt ist. Infolgedessen erhöht sich die Kontaktfläche zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel und der Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel wird gefördert, und somit kann die Temperaturgleichmäßigkeit der Kühlvorrichtung 20 aufrechterhalten werden. Daher kann die Montierbarkeit des Batteriemoduls 10 (oder der Sekundärbatteriezelle 11) verbessert werden, indem die Kühlvorrichtung 20 dünner ausgeführt wird.
In 5B ist eine vorgegebene Richtung (x-Achse in der vorliegenden Ausführungsform), die parallel zur zweiten Oberfläche 32 ist, als eine erste Richtung X1 definiert, und eine Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung X1 ist und sich entlang der zweiten Oberfläche 32 erstreckt, ist als eine zweite Richtung Y1 definiert.
In der zweiten Richtung Y1 ist eine Linie, in der sich die zweite Oberfläche 32 und der erste Wandabschnitt 61 schneiden, als eine erste Schnittlinie L1 definiert und eine Linie, in der sich die zweite Oberfläche 32 und der zweite Wandabschnitt 62 schneiden, als eine zweite Schnittlinie L2 definiert, und weiterhin ist eine Linie, in der sich die zweite Oberfläche 32 und der dritte Wandabschnitt 63 schneiden, als eine dritte Schnittlinie L3 definiert.
Außerdem ist in der zweiten Richtung Y1 eine Linie, in der sich die dritte Oberfläche 41 und der erste Wandabschnitt 61 schneiden, als eine vierte Schnittlinie L4 definiert und eine Linie, in der sich die dritte Oberfläche 41 und der zweite Wandabschnitt 62 schneiden, als eine fünfte Schnittlinie L5 definiert, und weiterhin ist eine Linie, in der sich die dritte Oberfläche 41 und der dritte Wandabschnitt 63 schneiden, als eine sechste Schnittlinie L6 definiert.
Weiterhin ist ein Abstand zwischen der ersten Schnittlinie L1 und der zweiten Schnittlinie L2 als ein erster Abstand D1 definiert und ein Abstand zwischen der zweiten Schnittlinie L2 und der dritten Schnittlinie L3 als ein zweiter Abstand D2 definiert, und weiterhin ist ein Abstand zwischen der vierten Schnittlinie L4 und der fünften Schnittlinie L5 als ein dritter Abstand D3 definiert, und darüber hinaus ist ein Abstand zwischen der fünften Schnittlinie L5 und der sechsten Schnittlinie L6 als ein vierter Abstand D4 definiert.
In der Kühlvorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Abstand D1 kleiner als der zweite Abstand D2 (D1 < D2). Infolgedessen kann die Breite des Kühlmittelkanals 70 größer ausgelegt werden als diejenige des Kältemittelkanals 80, und somit kann die ungleichmäßige Temperaturverteilung aufgrund des Kältemittels durch das Kühlmittel ausgeglichen werden. Daher kann die Kühlvorrichtung 20 gleichmäßig auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten werden.
In der Kühlvorrichtung 20 ist der erste Abstand D1 größer als der dritte Abstand D3 (D1 > D3), und der zweite Abstand D2 ist kleiner als der vierte Abstand D4 (D2 < D4).
Die Beziehung zwischen dem ersten Abstand D1 und dem dritten Abstand D3, die den Kältemittelkanal 80 bilden, ist derart, dass die zweite Batteriezelle 11 im Querschnitt eine lange, umgekehrte Trapezform aufweist und die Kältemittel-Kontaktfläche an der zweiten Sekundärbatteriezelle 11 vergrößert ist, um die Kühlwirkung zu verstärken. Weiterhin weist die Sekundärbatteriezelle 11 gemäß der Beziehung zwischen dem zweiten Abstand D2 und dem vierten Abstand D4, die den Kühlmittelkanal 70 bilden, im Querschnitt eine kurze, normale Trapezform auf, um die Wärmeaustauschrate mit dem Kältemittel zu erhöhen.
In 5C weist der erste Kältemittelkanal 81 eine erste Querschnittsfläche V1 in der zur zweiten Oberfläche 32 senkrechten zweiten virtuellen Ebene S2 auf, und der zweite Kühlmittelkanal 72 weist eine zweite Querschnittsfläche V2 in der zweiten virtuellen Ebene S2 auf. Die erste Querschnittsfläche V1 ist kleiner als die zweite Querschnittsfläche V2 (V1 < V2). Wenn die Querschnittsflächen in der zweiten virtuellen Ebene S2 miteinander verglichen werden, wird der Durchfluss des Kühlmittels durch Vergrößerung der Querschnittsfläche des zweiten Kühlmittelkanals 72 relativ zu derjenigen des ersten Kältemittelkanals 81 erhöht, und dadurch wird der Wärmeaustausch mit dem Kältemittel erhöht.
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 4A und stellt eine zweite Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 dar. Die zweite Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 ist auf Grundlage von 6 beschrieben.
Die Gestaltung der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich insofern von der ersten Ausführungsform, als ein Verstärkungselement 53 zwischen der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 vorgesehen ist. Das Verstärkungselement 53 verbindet den ersten flachen Abschnitt 51 und die dritte Oberfläche 41. Das Verstärkungselement 53 kann jedoch auch den zweiten flachen Abschnitt 52 und die zweite Oberfläche 32 verbinden, und die zweite Oberfläche 32 und die dritte Oberfläche 41 können direkt verbunden sein. Es ist wünschenswert, dass das Verstärkungselement 53 in dem Kühlmittelkanal 70 vorgesehen ist. Da der Kühlmittelkanal 70 größer ausgebildet ist als der Kältemittelkanal 80, kann auf diese Weise die Festigkeit zwischen der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 sichergestellt werden.
Weiterhin ist es wünschenswert, dass das Verstärkungselement 53 in mindestens einem aus dem ersten Kühlmittelkanal 71 und dem zweiten Kühlmittelkanal 72 vorgesehen ist. Es ist nicht erforderlich, die Verstärkungselemente 53 in allen Kühlmittelkanälen 70 vorzusehen, und die Verstärkungselemente können nur in einigen Kühlmittelkanälen 70 vorgesehen sein, solange die Festigkeit der Kühlvorrichtung 20 erhalten bleibt. Das Verstärkungselement 53 kann eine Wandform oder eine Säulenform aufweisen, und vorzugsweise weist das Verstärkungselement 53 eine Struktur auf, bei der eine Zugkraft zwischen der zweiten Oberfläche 32 und der dritten Oberfläche 41 erzeugt wird.
7A bis 7D stellen eine dritte Ausführungsform der Kühlvorrichtung dar, wobei 7A eine perspektivische Ansicht von vorne eines dritten planaren Elements und 7B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 7A ist und weiterhin 7C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von 7A und darüber hinaus 7D eine Schnittansicht entlang der Linie C-C von 7A ist. Die dritte Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 ist nachfolgend auf Grundlage von 7A bis 7D beschrieben. In 7B bis 7D sind das erste planare Element 30 und das zweite planare Element 40 durch gestrichelte Linien dargestellt.
Die Gestaltung der dritten Ausführungsform unterscheidet sich insofern von der ersten Ausführungsform, als eine Vielzahl von Durchgangslöchern 54 in dem ersten flachen Abschnitt 51 des dritten planaren Elements 50 in Kontakt mit der zweiten Oberfläche 32 des ersten planaren Elements 30 vorgesehen sind. In einem Abschnitt zwischen dem zweiten Wandabschnitt 62 und dem dritten Wandabschnitt 63 ist das Durchgangsloch 54 in einem Bereich in Kontakt mit dem ersten planaren Element 30 ausgebildet. Das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkanals 72 ist durch das Durchgangsloch 54 in Kontakt mit dem ersten planaren Element 30. Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 54 sind entlang der Kühlmittelströmungsrichtung vorgesehen und können entsprechend den jeweiligen Kühlmittelkanälen 70 vorgesehen sein, und weiterhin kann der Kühlmittelkanal 70 mit dem Durchgangsloch 54 und der Kühlmittelkanal 70 ohne Durchgangsloch 54 vorgesehen sein. Dadurch kann das Kühlmittel in direktem Kontakt mit dem ersten planaren Element 30 stehen, sodass sich die Kühlwirkung erhöht.
8 ist ein Blockdiagramm des Batterietemperatursteuersystems 1. Die Blockanordnung des Batterietemperatursteuersystems 1 ist nachfolgend auf Grundlage von 8 beschrieben.
Das Batterietemperatursteuersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein System, das eine Batterietemperatursteuervorrichtung 100, welche die Temperatur des Batteriemoduls 10 (oder der Sekundärbatteriezelle 11) steuert, und eine Fahrzeugklimaanlage (insbesondere einen Kältemittelkreislauf) nutzt. Das Batterietemperatursteuersystem 1 enthält die Batterietemperatursteuervorrichtung 100, eine Heizeinheit 101 und eine Pumpe 102, die über einen Kühlmittelkreislauf mit der Batterietemperatursteuervorrichtung 100 verbunden sind, ein erstes Entspannungsventil (XVI) 103, das mit der Batterietemperatursteuervorrichtung verbunden ist, eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HVAC) 104, einen Kondensator 105, der mit der HVAC 104 verbunden ist, einen Kompressor 106 und ein zweites Entspannungsventil 107. Weiterhin sind das Batteriemodul 10 und die Sekundärbatteriezelle 11 nicht dargestellt.
Die Heizeinheit 101 ist eine Wassererwärmungs-Heizung, eine PTC-Heizung oder dergleichen, und die Pumpe 102 ist eine Hydraulikpumpe, eine elektrische Wasserpumpe oder dergleichen. Das erste Entspannungsventil 103 ist ein Entspannungsventil für eine Fahrzeugklimaanlage und ist ein thermisches Entspannungsventil (Thermal Expansion Valve, TXV) oder ein elektrisches Entspannungsventil (Electric Expansion Valve, EXV).
Die Heizeinheit 101 und die Pumpe 102 sind in dem Kühlmittelkreislauf enthalten, und das erste Entspannungsventil 103, der Kondensator 105, der Kompressor 106 und das zweite Entspannungsventil 107 sind in dem Kältemittelkreislauf enthalten. Weiterhin stellen die HVAC 104, der Kondensator 105, der Kompressor 106 und das zweite Entspannungsventil 107 einen Kältemittelkreislauf der Fahrzeugklimaanlage dar.
In dem Kältemittelkreislauf wird das Kältemittel der Batterietemperatursteuervorrichtung 100 zugeführt und die Verdampfungswärme des Kältemittels kühlt die Batterietemperatursteuervorrichtung 100. Die Batterietemperatursteuervorrichtung 100 entspricht der oben beschriebenen Kühlvorrichtung 20, wenn die Batterie gekühlt wird. Weiterhin führt der Kältemittelkreislauf das Kältemittel der HVAC 104 zu und kühlt die in den Innenraum geblasene Luft durch die Verdampfungswärme des Kältemittels. In dem Kältemittelkreislauf setzt der Kompressor 106 das verdampfte Kältemittel unter Druck und führt dieses dem Kondensator 105 zu. Der Kondensator 105 kühlt und verflüssigt das durch den Kompressor 106 unter Druck gesetzte Kältemittel und führt es dem ersten Entspannungsventil 103 oder dem zweiten Entspannungsventil 107 zu.
Wenn das Kältemittel dem ersten Entspannungsventil 103 zugeführt wird, dekomprimiert das erste Entspannungsventil 103 das verflüssigte Kältemittel und führt dieses der Batterietemperatursteuervorrichtung 100 zu. Das zugeführte Kältemittel verdampft in der Batterietemperatursteuervorrichtung 100. Das verdampfte Kältemittel wird über das erste Entspannungsventil 103 dem Kompressor 106 zugeführt. Wenn das Kältemittel dem zweiten Entspannungsventil 107 zugeführt wird, dekomprimiert das zweite Entspannungsventil 107 das verflüssigte Kältemittel und führt dieses der HVAC 104 zu. Das zugeführte Kältemittel verdampft in der HVAC 104. Das verdampfte Kältemittel wird über das zweite Entspannungsventil 107 dem Kompressor 106 zugeführt. In diesem Fall sind das erste Entspannungsventil 103 und das zweite Entspannungsventil 107 TXV-Ventile, wobei es sich um Stellventile handelt, die in der Lage sind, die Durchflussrate des Kältemittels entsprechend der Kältemitteltemperatur zu regeln.
In dem Kühlmittelkreislauf wird das Kühlmittel der Batterietemperatursteuervorrichtung 100 zugeführt und der Wärmeaustausch erfolgt zwischen dem Kältemittel in der Batterietemperatursteuervorrichtung 100 und der Sekundärbatteriezelle 11 über das Kühlmittel, wenn die Batterie gekühlt wird, und weiterhin erfolgt der Wärmeaustausch zwischen dem erwärmten Kühlmittel in der Batterietemperatursteuervorrichtung 100 und der Sekundärbatteriezelle 11, wenn die Batterie erwärmt wird. Im Kühlmittelkreislauf wälzt die Pumpe 102 das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf um. Die Heizeinheit 101 erwärmt das Kühlmittel, wenn die Sekundärbatteriezelle 11 bei niedriger Temperatur aufgeladen wird oder den Antriebsmotor mit Strom versorgt.
9A bis 9D stellen ein Beispiel eines zweiten Beispiels der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels in 3A und 3B dar, wobei 9A eine perspektivische Ansicht von vorne ist, welche die Strömung erläutert, und 9B eine schematische Ansicht der Strömung ist und weiterhin 9C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A von 9A und darüber hinaus 9D eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 9A ist. 10A bis 10D stellen ein Beispiel eines dritten Beispiels der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels in 3A und 3B dar, wobei 10A eine perspektivische Ansicht von vorne ist, welche die Strömung erläutert, und 10B eine schematische Ansicht der Strömung ist und weiterhin 10C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A von 10A und darüber hinaus 10D eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 10A ist. Das zweite Beispiel und das dritte Beispiel der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels sind nachfolgend auf Grundlage von 9A bis 10D beschrieben.
9A bis 9D stellen das zweite Beispiel der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels dar, das nachfolgend mit Fokus auf dem Kühlmittel beschrieben ist.
In dem ersten Beispiel, das in 3A dargestellt ist, strömt das Kühlmittel von dem ersten unteren Tank 23b durch den Kühlmittelkanal 70 zum zweiten unteren Tank 24b und strömt in dem Kühlmittelkanal 70 in die jeweils gleiche Richtung. Andererseits strömt das Kühlmittel in dem zweiten Beispiel zum anderen Ende des zweiten unteren Tanks 24b, wobei es sich um das Ende auf der dem zweiten Kühlmittelrohr 21b gegenüberliegenden Seite handelt, und anschließend strömt das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkanal 71 zum ersten unteren Tank 23b und wird dann beim ersten unteren Tank 23b umgelenkt. Anschließend strömt es durch den benachbarten zweiten Kühlmittelkanal 72 zum zweiten unteren Tank 24b und bildet so ein sich wiederholendes Strömungsschema mit weiteren Umkehrpunkten. Nachdem das Kühlmittel das sich wiederholende Strömungsschema durchlaufen hat, strömt das Kühlmittel durch das erste Kühlmittelrohr 21a nach draußen.
Das heißt, in dem ersten Beispiel stimmen die Richtung, in der das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkanal 71 fließt, und die Richtung, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal 72 fließt, gemäß der Definition des Kühlmittelkanals 70 überein. Demgegenüber ist in dem zweiten Beispiel die Richtung, in der das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkanal 71 fließt, der Richtung, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal 72 fließt, entgegengesetzt. In dem Beispiel ist das Kühlmittel beschrieben, aber eine ähnliche Beschreibung kann auch auf die Strömung des Kältemittels angewendet werden. Das heißt, die Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal 81 fließt, ist der Richtung, in der das Kältemittel in dem zweiten Kältemittelkanal 82 fließt, entgegengesetzt. Das erste Beispiel zeigt ein Beispiel, bei dem ein Einlass des Kühlmittels das erste Kühlmittelrohr 21a ist und ein Auslass das zweite Kühlmittelrohr 21b ist. Die Beziehung zwischen dem Einlass und dem Auslass kann jedoch auch umgekehrt sein, sodass das zweite Kühlmittelrohr 21b der Einlass und das erste Kühlmittelrohr 21a der Auslass sein kann. In ähnlicher Weise zeigt das zweite Beispiel ein Beispiel, bei dem ein Einlass des Kühlmittels das zweite Kühlmittelrohr 21b ist und der Auslass das erste Kühlmittelrohr 21a ist. Die Beziehung zwischen dem Einlass und dem Auslass kann jedoch auch umgekehrt sein, sodass das erste Kühlmittelrohr 21a der Einlass und das zweite Kühlmittelrohr 21b der Auslass sein kann.
10A bis 10D stellen ein drittes Beispiel der Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels dar, das nachfolgend mit Fokus auf dem Kältemittel beschrieben ist.
In dem ersten Beispiel sind das erste Kältemittelrohr 22a und das zweite Kältemittelrohr 22b in Bezug auf den Kältemittelkanal 80 auf gegenüberliegenden Seiten installiert. In der dritten Ausführungsform sind diese jedoch auf der gleichen Seite installiert. Das Kältemittel strömt vom zweiten Tank 24 durch die eine Hälfte der Kältemittelkanäle 80 von einer Vielzahl von Kältemittelkanälen 80 zum ersten Tank 23, und das Kältemittel strömt durch die andere Hälfte der Kältemittelkanäle 80 zum zweiten Tank 24, und anschließend strömt das Kältemittel durch das zweite Kältemittelrohr 22b nach draußen.
Gemäß der Definition des Kältemittelkanals 80 stimmen die Richtungen, in denen das Kältemittel fließt, beispielsweise in dem ersten Kältemittelkanals 81 und dem zweiten Kältemittelkanal 82 überein. Die Richtung des Kältemittels, das durch den dritten Kältemittelkanal 83 und den vierten Kältemittelkanal 84 strömt, ist jedoch der Richtung des Kältemittels, das durch den ersten Kältemittelkanal 81 und den zweiten Kältemittelkanal 82 strömt, entgegengesetzt.
Obwohl die Strömung des Kältemittels beschrieben ist, kann die Strömung des Kühlmittels mit derjenigen des dritten Beispiel übereinstimmen. Weiterhin weisen die Strömungen des Kühlmittels und des Kältemittels unterschiedliche Muster auf und können in Abhängigkeit von der Größe, der Form und dergleichen des zu kühlenden Batteriemoduls 10 (oder der Sekundärbatteriezelle 11) ausgewählt werden.
11A bis 11C stellen eine vierte Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 dar, wobei 11A eine perspektivische Ansicht von vorne und 11B eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A von 11A ist und weiterhin 11C eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 11A ist. 12A und 12B stellen ein Beispiel eines Zusammenbaus der Kühlvorrichtung 20 dar, wobei 12A eine schematische Ansicht eines Zusammenbaus eines Tanks ist und 12B eine schematische Ansicht der Zusammenfügung mit dem Tank ist. Die vierte Ausführungsform ist nachfolgend auf Grundlage von 11A bis 12B beschrieben.
Obwohl das erste planare Element 30, das zweite planare Element 40 und das dritte planare Element 50 als separate Körper beschrieben sind, sind in der vierten Ausführungsform drei planare Elemente 30, 40 und 50 einstückig geformt. Die einstückige Formung erfolgt beispielsweise durch Extrusion eines Metalls oder dergleichen. Es kann sich jedoch auch um Harzformung mit einem Harz mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit handeln. Weiterhin sind in dem Fall der Verarbeitung mit Hilfe des Extrusionsmaterials mindestens das erste planare Element 30, das zweite planare Element 40, der erste Wandabschnitt 61, der zweite Wandabschnitt 62 und der dritte Wandabschnitt 63 einstückig geformt. Bei der einstückigen Formung ist der erste flache Abschnitt 51 des dritten planaren Elements 50 einstückig mit der zweiten Oberfläche 32 des ersten planaren Elements 30 ausgebildet, und der zweite flache Abschnitt 52 ist einstückig mit der dritten Oberfläche 41 des zweiten planaren Elements 40 ausgebildet.
Der einstückig geformte Kühlmittelkanal 70 und Kältemittelkanal 80 bilden einen Gehäusekörper 25 und sind mit den Tanks 23 und 24 zusammengefügt. Die oberen Tanks 23a und 24a sind mit dem Kältemittelkanal 80 und die unteren Tanks 23b und 24b mit dem Kühlmittelkanal 70 zusammengefügt.
Der erste Tank 23 und der zweite Tank 24 sind durch die jeweiligen planaren Elemente 30, 40 und 50 gebildet. In einem Fall der einstückigen Formung sind diese jedoch separat ausgebildet. Der erste obere Tank 23a ist an der ersten Oberfläche 31 des ersten planaren Elements 30 befestigt, und der erste obere Tank 23a steht über einen Öffnungsabschnitt 33, der sich in der lateralen Seite des ersten planaren Elements 30 öffnet, mit dem Kältemittelkanal 80 in Verbindung (siehe 11B). Der erste untere Tank 23b ist an einer Seitenwand 34 befestigt, die das erste planare Element 30 und das zweite planare Element 40 verbindet, und der erste untere Tank 23b und der Kühlmittelkanal 70 stehen über einen Öffnungsabschnitt 35, der sich in der Seitenwand 34 öffnet, miteinander in Verbindung (siehe 11C). In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zusammenfügung an dem ersten Tank 23 dargestellt, die Zusammenfügung an dem zweiten Tank 24 ist jedoch identisch.
Ein Außenrahmen 26 und ein Innenrahmen 27 mit einer Vielzahl von Öffnungsabschnitten 33, die Kanäle bilden, sind zusammengefügt, um den ersten oberen Tank 23a zu bilden (siehe 12A). Der erste untere Tank 23b und der zweite Tank 24 können ähnlich geformt sein. Der gebildete erste obere Tank 23a ist mit dem einstückig geformten Gehäusekörper 25 zusammengefügt. Der erste untere Tank 23b ist ebenfalls mit dem Gehäusekörper 25 zusammengefügt (siehe 12B). Die Seite des zweiten Tanks 24 kann ähnlich zusammengesetzt sein wie die für den ersten Tank 23 beschriebene Seite. Obwohl die Zusammenfügung der Tanks 23 und 24 und der Kanäle 70 und 80 bei einstückigem Formen beschrieben ist, können die Tanks 23 und 24 auch separat ausgebildet sein, und eine ähnliche Zusammenfügung kann in den Ausführungsformen erfolgen, in denen kein einstückiges Formen durchgeführt wird.
13A und 13B stellen eine fünfte Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 dar, wobei 13A eine perspektivische Ansicht von vorne und 13B eine perspektivische Explosionsansicht ist. 14A und 14B stellen den Kühlmittelkanal 70 und den Kältemittelkanal 80 gemäß der fünften Ausführungsform dar, wobei 14A eine perspektivische Teilansicht und 14B eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A von 14A ist. 15A bis 15C stellen den Kühlmittelkanal 70 und den Kältemittelkanal 80 ähnlich wie in 14A und 14B dar, wobei 15A eine perspektivische Ansicht von vorne der Kühlvorrichtung 20 und 15B eine perspektivische Schnittansicht entlang der Linie A-A von 15A ist und weiterhin 15C eine perspektivische Schnittansicht entlang der Linie B-B von 15A ist. Eine fünfte Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 ist nachfolgend auf Grundlage von 13A bis 15C beschrieben.
Die Kühlvorrichtung 20 gemäß der fünften Ausführungsform enthält eine Oberplatte 200, eine Mittelplatte 210 und eine Bodenplatte 220. Die Oberplatte 200 bildet mindestens das erste planare Element 30. Die Mittelplatte 210 ist durch Biegen einer einzelnen Platte hergestellt und bildet mindestens das dritte planare Element 50 und bildet den ersten Wandabschnitt 61, den zweiten Wandabschnitt 62 und den dritten Wandabschnitt 63. Die Bodenplatte 220 bildet mindestens das zweite planare Element 40.
Wenn die dritte Ausführungsform von 7A bis 7D als ein Beispiel genommen wird, weist die Mittelplatte 210 einen Bereich in Kontakt mit der Oberplatte 200 in einem Abschnitt zwischen dem zweiten Wandabschnitt 62 und dem dritten Wandabschnitt 63 auf, und die Mittelplatte 210 weist das Durchgangsloch 54 in dem Bereich auf, und weiterhin kann erklärt werden, dass das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkanals 72 durch das Durchgangsloch 54 läuft und in Kontakt mit der Oberplatte 200 ist.
Die Oberplatte 200 enthält einen Oberplatten-Hauptkörper 201 mit einer flachen Form, Oberplatten-Standwände 202, die auf beiden Seiten nach oben abstehen, und einen Oberplatten-Flachplattenabschnitt 203, der weiter nach außen absteht. Die Mittelplatte 210 enthält einen Mittelplatten-Hauptkörper 211 mit einer flachen Form, Mittelplatten-Standwände 212, die auf beiden Seiten nach oben abstehen, und einen Mittelplatten-Flachplattenabschnitt 213, der weiter nach außen absteht. Die Bodenplatte 220 enthält einen Bodenplatten-Hauptkörper 221 mit einer flachen Form, Bodenplatten-Standwände 222, die auf beiden Seiten nach oben abstehen, und einen Bodenplatten-Flachplattenabschnitt 223, der weiter nach außen absteht.
Der Kühlmittelkanal 70 und der Kältemittelkanal 80 werden durch den Oberplatten-Hauptkörper 201, den Mittelplatten-Hauptkörper 211 und den Bodenplatten-Hauptkörper 221 gebildet. Die Tanks 23 und 24 werden durch die Standwände 202, 212 und 222 und die Flachplattenabschnitte 203, 213 und 223 gebildet. Die Grenze zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel kann gebildet werden, indem die Mittelplatten-Standwand 212 in dem Abschnitt zwischen der Oberplatten-Standwand 202 und der Bodenplatten-Standwand 222 eingefügt wird.
16A bis 16C stellen die Anwendung der Kühlvorrichtung 20 der fünften Ausführungsform auf das Batterietemperatursteuersystem 1 dar, wobei 16A eine perspektivische Ansicht von vorne und 16B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 16A ist und weiterhin 16C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von 16A ist.
Die Kühlvorrichtung 20, die aus der Oberplatte 200, der Mittelplatte 210 der Bodenplatte 220 besteht, weist eine Vielzahl von Batteriemodulen 10 auf, die auf der Oberplatte 200 montiert sind. Somit kann die Kühlvorrichtung 20 die Sekundärbatteriezellen 11 kühlen, die innerhalb des Batteriemoduls 10 angeordnet sind. Weiterhin ist die Kühlvorrichtung 20 mit dem Kühlmittelkanal 70 und dem Kältemittelkanal 80 zum Kühlen der Sekundärbatteriezelle 11 versehen.
17A bis 17E stellen eine sechste Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 dar, wobei 17A eine perspektivische Ansicht von vorne der Kühlvorrichtung 20 und 17B eine vereinfachte Schnittansicht des Kältemittelkanals 80 entlang der Linie A-A von 17A ist und weiterhin 17C eine vereinfachte Schnittansicht des Kältemittelkanals 80 entlang der Linie B-B von 17A ist und darüber hinaus 17D eine vereinfachte Schnittansicht des Kühlmittelkanals 70 entlang der Linie C-C von 17A und 17E eine vereinfachte Schnittansicht des Kühlmittelkanals 70 entlang der Linie D-D von 17A ist.
Die Strömung des Kühlmittels und des Kältemittels kann dem ersten Beispiel bis dritten Beispiel der Strömung entsprechen. Der zweite Tank 24 in der Kältemittelströmung der dritten Ausführungsform kann auf einfache Weise mit dem Kältemittelkanal für die entgegengesetzte Strömung in dem zweiten Tank 24 versehen werden, indem die Oberplatte 200 mit einem Oberplatten-Krümmungsabschnitt 204 versehen wird (siehe 17B). Darüber hinaus kann der zweite Tank 24 in der Kühlmittelströmung der zweiten Ausführungsform auf einfache Weise mit dem Kühlmittelkanal für die entgegengesetzte Strömung in dem zweiten Tank 24 versehen werden, indem die Bodenplatte 220 mit einem Bodenplatten-Krümmungsabschnitt 224 versehen wird (siehe 17D).
18A und 18B stellen eine siebte Ausführungsform der Kühlvorrichtung 20 dar, wobei 18A eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie A-A in 16A und 18B eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie B-B von 16A ist.
Die siebte Ausführungsform ist die Kühlvorrichtung 20, in der die Tanks 23 und 24 separat ausgebildet sind, und weist die gleiche Gestaltung auf wie die vierte Ausführungsform. Der erste obere Tank 23a ist an der oberen Oberfläche der Oberplatte 200 befestigt, und der erste obere Tank 23a und der Kältemittelkanal 80 stehen über den Öffnungsabschnitt 33, der sich auf der lateralen Seite der Oberplatte 200 öffnet, in Verbindung (siehe 18A). Der erste untere Tank 23b ist an der Seitenwand 34 befestigt, welche die Oberplatte 200 und die Bodenplatte 220 verbindet, und der erste untere Tank 23b und der Kühlmittelkanal 70 stehen über den Öffnungsabschnitt 35, der sich in der Seitenwand 34 öffnet, miteinander in Verbindung (siehe 11B). Außerdem stimmen die Höhen des ersten oberen Tanks 23a und des ersten unteren Tanks 23b miteinander überein. Wenn die Oberplatte 200, die Mittelplatte 210 und die Bodenplatte 220 einstückig geformt sind ähnlich wie diejenigen in der vierten Ausführungsform, wird vorzugsweise die Struktur der Tanks 23 und 24 der siebten Ausführungsform verwendet.
19A und 19B sind schematische Ansichten zur Erläuterung eines Zustands, in dem die Kühlvorrichtung 20 der vorliegenden Offenbarung an einem Fahrzeug montiert ist, wobei 19A eine Seitenansicht des Fahrzeugs und 19B eine Rückansicht des Fahrzeugs ist.
Ein Fahrzeug 300, das mit dem Batterietemperatursteuersystem 1 ausgestattet ist, enthält ein Rad 301, dass sich in einer Fahrtrichtung U dreht, einen Innenraum 302 und eine Bodenfläche 303 des Innenraums 302.
In 19A sind das erste planare Element 30 und das zweite planare Element 40 der Kühlvorrichtung 20 entlang der Bodenfläche 303 des Innenraums 302 angeordnet, und der erste Wandabschnitt 61, der zweite Wandabschnitt 62 und der dritte Wandabschnitt 63 der Kühlvorrichtung 20 sind in der Fahrtrichtung U angeordnet. Indem die Kühlvorrichtung 20 einstückig an einem Fahrzeugkörper des Fahrzeugs 300 befestigt wird, kann daher die Steifigkeit des Batteriepacks durch die Steifigkeit des ersten Wandabschnitts 61, des zweiten Wandabschnitts 62, des dritten Wandabschnitts 63 und dergleichen, die in der Fahrtrichtung U angeordnet sind, verbessert werden, was zur Verbesserung der Steifigkeit des Fahrzeugkörpers in der Fahrtrichtung U beitragen kann.
In 19B sind das erste planare Element 30 und das zweite planare Element 40 der Kühlvorrichtung 20 entlang der Bodenfläche 303 des Innenraums 302 angeordnet, und der erste Wandabschnitt 61, der zweite Wandabschnitt 62 und der dritte Wandabschnitt 63 der Kühlvorrichtung 20 sind in einer zur Fahrtrichtung U senkrechten Richtung W angeordnet. Indem die Kühlvorrichtung 20 einstückig an dem Fahrzeugkörper des Fahrzeugs 300 befestigt wird, kann daher die Steifigkeit des Batteriepacks durch die Steifigkeit des ersten Wandabschnitts 61, des zweiten Wandabschnitts 62, des dritten Wandabschnitts 63 und dergleichen, die in der zur Fahrtrichtung U senkrechten Richtung W angeordnet sind, verbessert werden, was zur Verbesserung der Steifigkeit des Fahrzeugkörpers in der senkrechten Richtung W beitragen kann.
Die Ausführungsformen der Kühlvorrichtung, des Batterietemperatursteuersystems und des Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung sind oben unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf solche Beispiele beschränkt. Es ist klar, dass Fachleute verschiedene Modifikationen, Abwandlungen, Ersetzungen, Hinzufügungen, Entfernungen und Äquivalente innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche ersinnen können, und es versteht sich von selbst, dass diese ebenfalls in den technischen Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
Die Kühlvorrichtung, das Batterietemperatursteuersystem und das Fahrzeug der vorliegenden Offenbarung sind in Gebieten nützlich, wo die Temperaturgleichmäßigkeit der Kühlvorrichtung aufrechterhalten und die Montierbarkeit der Sekundärbatteriezelle durch Verdünnung verbessert werden soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010050000 A [0002]

Claims

Kühlvorrichtung (20), umfassend: ein erstes planares Element (30), das eine erste Oberfläche (31) und eine zweite Oberfläche (32) gegenüber der ersten Oberfläche (31) enthält; ein zweites planares Element (40), das eine dritte Oberfläche (41) gegenüber der zweiten Oberfläche (32) und eine vierte Oberfläche (42) gegenüber der dritten Oberfläche (41) enthält; einen ersten Kühlmittelkanal (71), der zwischen der zweiten Oberfläche (32) und der dritten Oberfläche (41) vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kühlmittel zu ermöglichen; einen ersten Kältemittelkanal (81), der zwischen der zweiten Oberfläche (32) und der dritten Oberfläche (41) neben dem ersten Kühlmittelkanal (71) vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kältemittel zu ermöglichen; einen zweiten Kühlmittelkanal (72), der zwischen der zweiten Oberfläche (32) und der dritten Oberfläche (41) neben dem ersten Kältemittelkanal (81) vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kühlmittel zu ermöglichen; einen zweiten Kältemittelkanal (82), der zwischen der zweiten Oberfläche (32) und der dritten Oberfläche (41) neben dem zweiten Kühlmittelkanal (72) vorgesehen und ausgelegt ist, ein Durchströmen von Kältemittel zu ermöglichen; einen ersten Wandabschnitt (61), der mit der zweiten Oberfläche (32) und der dritten Oberfläche (41) verbunden ist und den ersten Kühlmittelkanal (71) und den ersten Kältemittelkanal (81) trennt; einen zweiten Wandabschnitt (62), der mit der zweiten Oberfläche (32) und der dritten Oberfläche (41) verbunden ist und den ersten Kältemittelkanal (81) und den zweiten Kühlmittelkanal (72) trennt; und einen dritten Wandabschnitt (63), der mit der zweiten Oberfläche (32) und der dritten Oberfläche (41) verbunden ist und den zweiten Kühlmittelkanal (72) und den zweiten Kältemittelkanal (82) trennt, wobei sich der erste Wandabschnitt (61), der zweite Wandabschnitt (62) und der dritte Wandabschnitt (63) in einer vorgegebenen Richtung parallel zur zweiten Oberfläche (32) erstrecken, und wobei mindestens eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen (11), die entlang der ersten Oberfläche (31) angeordnet sind, gekühlt werden kann.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei mindestens das erste planare Element (30), der erste Wandabschnitt (61), der zweite Wandabschnitt (62) und der dritte Wandabschnitt (63) eine Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die gleich oder größer als eine vorgegebene Wärmeleitfähigkeit ist.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 2, wobei mindestens das erste planare Element (30), der erste Wandabschnitt (61), der zweite Wandabschnitt (62) und der dritte Wandabschnitt (63) aus einer Aluminiumlegierung bestehen.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens der erste Wandabschnitt (61) und der dritte Wandabschnitt (63) in einem vorgegebenen Winkel in einer vorgegebenen Orientierung in Bezug auf eine erste virtuelle Ebene (S1), die virtuell so definiert ist, dass sie senkrecht zur zweiten Oberfläche (32) ist und in der vorgegebenen Richtung verläuft, geneigt sind.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 4, wobei der vorgegebene Winkel in einem Bereich von 40 Grad bis 60 Grad eingestellt ist.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die vorgegebene Orientierung als eine erste Orientierung (T1) eingestellt ist, wobei der vorgegebene Winkel als ein erster Winkel (θ1) eingestellt ist, und wobei der zweite Wandabschnitt (62) um einen zweiten Winkel (θ2) in einer zweiten Orientierung (T2), die der ersten Orientierung (T1) entgegengesetzt ist, in Bezug auf die erste virtuelle Ebene (S1) geneigt ist.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 6, wobei der zweite Winkel (θ2) in einem Bereich von 40 Grad bis 60 Grad eingestellt ist.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, wobei die vorgegebene Richtung als eine erste Richtung (X1) eingestellt ist, und wobei ein erster Abstand (D1) zwischen einer ersten Schnittlinie (L1), in der sich die zweite Oberfläche (32) und der erste Wandabschnitt (61) schneiden, und einer zweiten Schnittlinie (L2), in der sich die zweite Oberfläche (32) und der zweite Wandabschnitt (62) schneiden, in einer zweiten Richtung (Y1), die sich entlang der zweiten Oberfläche (32) erstreckt und senkrecht zur ersten Richtung (X1) ist, kleiner ist als ein zweiter Abstand (D2) zwischen der zweiten Schnittlinie (L2) und einer dritten Schnittlinie (L3), in der sich die zweite Oberfläche (32) und der dritte Wandabschnitt (63) schneiden, in der zweiten Richtung (Y1).
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, wobei die vorgegebene Richtung als eine erste Richtung (X1) eingestellt ist, und wobei ein erster Abstand (D1) zwischen einer ersten Schnittlinie (L1), in der sich die zweite Oberfläche (32) und der erste Wandabschnitt (61) schneiden, und einer zweiten Schnittlinie (L2), in der sich die zweite Oberfläche (32) und der zweite Wandabschnitt (62) schneiden, in einer zweiten Richtung (Y1), die sich entlang der zweiten Oberfläche (32) erstreckt und senkrecht zur ersten Richtung (X1) ist, größer ist als ein dritter Abstand (D3) zwischen einer vierten Schnittlinie (L4), in der sich die dritte Oberfläche (41) und der erste Wandabschnitt (61) schneiden, und einer fünften Schnittlinie (L5), in der sich die dritte Oberfläche (41) und der zweite Wandabschnitt (62) schneiden, in der zweiten Richtung (Y1).
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, wobei die vorgegebene Richtung als eine erste Richtung (X1) eingestellt ist, und wobei ein zweiter Abstand (D2) zwischen einer zweiten Schnittlinie (L2), in der sich die zweite Oberfläche (32) und der zweite Wandabschnitt (62) schneiden, und einer dritten Schnittlinie (L3), in der sich die zweite Oberfläche (32) und der dritte Wandabschnitt (63) schneiden, in einer zweiten Richtung (Y1), die sich entlang der zweiten Oberfläche (32) erstreckt und senkrecht zur ersten Richtung (X1) ist, kleiner ist als ein vierter Abstand (D4) zwischen einer fünften Schnittlinie (L5), in der sich die dritte Oberfläche (41) und der zweite Wandabschnitt (62) schneiden, und einer sechsten Schnittlinie (L6), in der sich die dritte Oberfläche (41) und der dritte Wandabschnitt (63) schneiden, in der zweiten Richtung (Y1).
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste Kältemittelkanal (81) eine erste Querschnittsfläche (V1) in einer zweiten virtuellen Ebene (S2) aufweist, die virtuell so definiert ist, dass sie senkrecht zur zweiten Oberfläche (32) und der vorgegebenen Richtung ist, wobei der zweite Kühlmittelkanal (72) eine zweite Querschnittsfläche (V2) in der zweiten virtuellen Ebene (S2) aufweist, und wobei die erste Querschnittsfläche (V1) kleiner ist als die zweite Querschnittsfläche (V2).
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11, weiter umfassend: ein Verstärkungselement (53), das die zweite Oberfläche (32) und die dritte Oberfläche (41) verbindet und in mindestens einem aus dem ersten Kühlmittelkanal (71) und dem zweiten Kühlmittelkanal (72) vorgesehen ist.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Richtung, in der das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkanal (71) fließt, mit einer Richtung übereinstimmt, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal (72) fließt.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Richtung, in der das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkanal (71) fließt, einer Richtung entgegengesetzt ist, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal (72) fließt.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal (81) fließt, mit einer Richtung übereinstimmt, in der das Kältemittel in dem zweiten Kältemittelkanal (82) fließt.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal (81) fließt, einer Richtung entgegengesetzt ist, in der das Kältemittel in dem zweiten Kältemittelkanal (82) fließt.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal (81) fließt, mit einer Richtung übereinstimmt, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal (72) fließt.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Richtung, in der das Kältemittel in dem ersten Kältemittelkanal (81) fließt, einer Richtung entgegengesetzt ist, in der das Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkanal (72) fließt.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 18, weiter umfassend: eine Oberplatte (200), die mindestens das erste planare Element (30) bildet; eine Mittelplatte (210), die mindestens den ersten Wandabschnitt (61), den zweiten Wandabschnitt (62) und den dritten Wandabschnitt (63) bildet; und eine Bodenplatte (220), die mindestens das zweite planare Element (40) bildet.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 19, wobei in der Mittelplatte (210) mindestens der erste Wandabschnitt (61), der zweite Wandabschnitt (62) und der dritte Wandabschnitt (63) aus einer einzelnen Platte gebildet sind.
Kühlvorrichtung (20) nach Anspruch 20, wobei die Mittelplatte (210) in einem Abschnitt zwischen dem zweiten Wandabschnitt (62) und dem dritten Wandabschnitt (63) einen Bereich in Kontakt mit der Oberplatte (200) enthält, wobei die Mittelplatte (210) ein Durchgangsloch (54) in dem Bereich aufweist, und wobei das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkanals (72) durch das Durchgangsloch (54) läuft und in Kontakt mit der Oberplatte (200) ist.
Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 18, wobei mindestens das erste planare Element (30), das zweite planare Element 40, der erste Wandabschnitt (61), der zweite Wandabschnitt (62) und der dritte Wandabschnitt (63) einstückig durch ein extrudiertes Material geformt sind.
Batterietemperatursteuersystem (1), umfassend: die Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 22; und eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen (11), die entlang der ersten Oberfläche (31) der Kühlvorrichtung (20) angeordnet sind.
Batterietemperatursteuersystem (1) nach Anspruch 23, wobei die Vielzahl von Sekundärbatteriezellen (11) ein Batteriemodul (10) bilden.
Fahrzeug (300), umfassend: die Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 22; ein Rad (301), das ausgelegt ist, sich in einer Fahrtrichtung (U) zu drehen; und einen Innenraum (302), wobei das erste planare Element (30) und das zweite planare Element (40) der Kühlvorrichtung (20) entlang einer Bodenfläche (303) des Innenraums (302) angeordnet sind, und wobei der erste Wandabschnitt (61), der zweite Wandabschnitt (62) und der dritte Wandabschnitt (63) der Kühlvorrichtung (20) in der Fahrtrichtung (U) angeordnet sind.
Fahrzeug (300), umfassend: die Kühlvorrichtung (20) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 22; ein Rad (301), das ausgelegt ist, sich in einer Fahrtrichtung (U) zu drehen; und einen Innenraum (302), wobei das erste planare Element (30) und das zweite planare Element (40) der Kühlvorrichtung (20) entlang einer Bodenfläche (303) des Innenraums (302) angeordnet sind, und wobei der erste Wandabschnitt (61), der zweite Wandabschnitt (62) und der dritte Wandabschnitt (63) der Kühlvorrichtung (20) in einer zur Fahrtrichtung (U) senkrechten Richtung W angeordnet sind.