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QUERVERWEIS ZU ZUGEHÖRIGER ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-182041 , die am 15. September 2015 eingereicht wurde und deren Offenbarung unter Bezugnahme Bestandteil dieser Anmeldung ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Batteriepack, der mehrere einzelne Zellen aufweist, die in einem Gehäuse aufgenommen sind.
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STAND DER TECHNIK
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Zum Beispiel ist ein Batteriepack, der in dem Patentdokument 1 offenbart ist, als ein Batteriepack zum Aufnehmen einer einzelnen Zelle bekannt. Der Batteriepack des Patentdokuments 1 weist ein Gehäuse, das einen Zellenstapel (Zellenstack) aufnimmt, der ein Aggregat von mehreren zylindrischen einzelnen Zellen ist, und ein Querstromgebläse auf, das in dem Gehäuse aufgenommen ist und ein Wärmeaustauschmedium, das in dem Gehäuse vorhanden ist, in einem laminaren Strömungszustand zirkuliert. In dem Batteriepack ist ein Zellenstapel innerhalb des Gehäuses aufgenommen, wobei beide Endseiten jeder einzelnen Zelle durch ein Paar plattenartiger Stützbauteile gestützt sind.
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Das Wärmeaustauschmedium, das von dem Querstromgebläse geliefert (zugeführt) wird, kommt mit der einzelnen Zelle mit einer laminaren Strömungsbreite in Kontakt, die gleich ist wie eine längsverlaufende Länge (Länge in Längsrichtung) jeder einzelnen Zelle. Aus diesem Grund kommt das Wärmeaustauschmedium mit allen Außenflächen der jeweiligen einzelnen Zellen in Kontakt und tauscht Wärme mit allen einzelnen Zellen aus. Daher kann ein im Wesentlichen gleichmäßiger Wärmeaustausch durch einen Zellenstapel hindurch ausgeführt werden.
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STAND DERTECHNIK DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENT
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PATENTDOKUMENT 1:
JP-A-2009-170370 -
Jedoch tritt in dem Fall, in dem die Technik, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist, bei einem Batteriepack angewandt wird, der die mehreren Zellenstapel innerhalb des Gehäuses aufnimmt, ein Problem auf, dass es schwierig ist, dass das Wärmeaustauschmedium, das in dem Gehäuse zirkuliert, gleichmäßig zu den einzelnen Zellen aller Zellenstapel verteilt wird. Innerhalb des Gehäuses, das die mehreren Zellenstapel aufnimmt, treten Abschnitte auf, wo ein Strömungswiderstand so groß ist, dass eine Strömung eines Fluids unwahrscheinlich ist, und treten Abschnitte auf, wo der Strömungswiderstand so klein ist, dass eine Strömung des Fluids wahrscheinlich ist. Dies erschwert es, eine Zirkulationsströmung auszubilden, in der das Wärmeaustauschmedium, das von dem Querstromgebläse ausgeblasen wird, gleichmäßig durch die jeweiligen Zellenstapel strömt (hindurch ritt) und dann in das Querstromgebläse gesaugt wird.
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Andererseits ist es denkbar, eine Gestaltung bereitzustellen, die einen Kanal hat, um einen Zirkulationsdurchgang bereitzustellen (vorzusehen), durch den ein Wärmeaustauschmedium, das von einem Querstromgebläse ausgeblasen wird, durch jeden Zellenstapel strömt (hindurchtritt) und dann in das Querstromgebläse gesaugt wird. Jedoch tritt bei der Gestaltung dieser Art ein Problem auf, dass ein Kanal, der an einem Saugabschnitt des Querstromgebläses gekoppelt ist, für alle Zellenstapel vorgesehen sein muss.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Batteriepack (Batteriepaket, Batteriepackung) bereitzustellen, der in der Lage ist, die Verteilung eines Kühlfluids zu mehreren Zellenstapeln auszugleichen (anzugleichen) und die Anzahl von Kanälen, die mit den jeweiligen Zellenstapeln verbunden sind, zu reduzieren.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung weist ein Batteriepack (Batteriepackung, Batteriepaket) eine Vielzahl von Zellenstapeln auf, die Batterieaggregate sind, die durch Miteinanderverbinden einer Vielzahl von rohrförmigen einzelnen Zellen ausgebildet sind. Der Batteriepack weist des Weiteren ein Innengehäuse auf, das mit einem Stützabschnitt integriert ist, der die einzelnen Zellen fixiert (befestigt). Das Innengehäuse hat eine Vielzahl von individuellen Lagerkammern (Aufnahmekammern), die die jeweiligen Zellenstapel individuell lagern (aufnehmen). Der Batteriepack weist des Weiteren ein Packgehäuse (Packungsgehäuse, Paketgehäuse) auf, das das Innengehäuse aufnimmt. Der Batteriepack weist des Weiteren eine Fluidantriebsvorrichtung auf, um ein Fluid, das zu einer Innenseite des Packgehäuses zugeführt wird, zu saugen (anzusaugen), nachdem das Fluid durch die individuellen Lagerkammern des Innengehäuses geströmt (hindurchgetreten) ist. Die Fluidantriebsvorrichtung bildet eine Zirkulationsströmung innerhalb des Packgehäuses aus. Der Batteriepack weist des Weiteren eine Vielzahl von Trägern auf, die mit einer unteren Wand des Packgehäuses integriert sind, um das Innengehäuse von einer unteren Seite zu stützen. Jede der individuellen Lagerkammern in dem Innengehäuse weist einen Einlassanschluss, in dem das Fluid von der Außenseite des Innengehäuses strömt, und einen Auslassanschluss auf, durch den das Fluid aus der individuellen Lagerkammer strömt (ausströmt). Ein Inneres des Innengehäuses bildet eine stromabwärtige Kammer, die mit jedem der Auslassanschlüsse in Verbindung steht, zwischen den individuellen Lagerkammern aus, die zueinander in einem Abstand zugewandt sind. Die stromabwärtige Kammer ist mit einem Durchgang an der Seite der unteren Wand verbunden, der mit (durch) den (die) Trägern (Träger) unterteilt ist. Das Fluid, das aus jedem der Auslassanschlüsse in die stromabwärtige Kammer strömt (ausströmt), strömt (tritt) durch den Durchgang an der Seite der unteren Wand (hindurch) und wird in einen Einlassanschluss der Fluidantriebsvorrichtung gesaugt (angesaugt).
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Figurenliste
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Die vorstehende Aufgabe, weitere Aufgaben, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachstehenden Beschreibung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. In den Zeichnungen ist Folgendes gezeigt:
- 1 ist eine Draufsicht, die eine Gestaltung und eine Fluidströmung eines Batteriepacks (Batteriepackung, Batteriepaket) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt; und
- 2 ist eine Draufsicht, die eine Gestaltung und eine Fluidströmung eines Batteriepacks (Batteriepackung, Batteriepaket) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Nachstehend sind mehrere Gesichtspunkte zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In jedem Gesichtspunkt bezeichnen dieselben Bezugszeichen Abschnitte korrespondierend zu Inhalten, die in dem vorangegangenen Gesichtspunkt beschrieben sind, und ist deren sich wiederholende Beschreibung weggelassen. Wenn ein Abschnitt einer Gestaltung in jedem Gesichtspunkt beschrieben ist, können weitere Gesichtspunkte, die vorher beschrieben sind, bei anderen Abschnitten der Gestaltung angewandt werden. Nicht nur Abschnitte, die besonders klargestellt sind, um in jedem Ausführungsbeispiel kombiniert zu werden, können miteinander kombiniert werden, sondern auch Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, selbst wenn deren Kombination nicht klargestellt ist, solange kein nachteiliger Effekt in Bezug auf die Kombination entsprechend auftritt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Nachstehend ist ein Batteriepack (Batteriepaket, Batteriepackung) 1 eines ersten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf 1 beschrieben. Der Batteriepack 1 wird zum Beispiel bei einem Hybridfahrzeug, das als Fahrantriebsquellen einen Motor, der mit einer elektrischen Energie (Strom) angetrieben wird, die (der) in einer Batterie gespeichert ist, und eine Brennkraftmaschine aufweist, einem Elektrofahrzeug, das einen Motor als die Fahrantriebsquelle aufweist, und dergleichen angewandt. Jede einzelne Zelle 121, die in dem Batteriepack 1 umfasst ist, ist eine rohrförmige Speicherbatterie zum Beispiel ein Nickel-Wasserstoff-Akkumulator, ein Lithium-Ionen-Akkumulator, eine organische Radikalbatterie oder dergleichen.
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Ein Lithium-Ionen-Akkumulator ist nachstehend als ein Beispiel der rohrförmigen einzelnen Zelle 121 beschrieben, die für den Batteriepack 1 verwendet wird. Die einzelne Zelle 121, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart ist, weist einen Elektrodenkörper, der eine positive Elektrode und eine negative Elektrode hat, und ein Batteriegehäuse auf, das den Elektrodenkörper und eine Elektrolytlösung aufnimmt. Das Batteriegehäuse zum Aufnehmen des Elektrodenkörpers ist mit einem rohrförmigen Abschnitt als ein Gehäusekörper und einem Deckel gestaltet. Der rohrförmige Abschnitt ist in einer Form, die in der Lage ist, den Elektrodenkörper aufzunehmen, zum Beispiel in einer rohrförmigen Form mit einem Boden ausgebildet. Der rohrförmige Abschnitt hat einen Öffnungsabschnitt an einem oberen Abschnitt und ist ausgebildet, um den Elektrodenkörper durch den Öffnungsabschnitt aufzunehmen. Der Deckel ist ein scheibenförmiges Bauteil, das den oberen Endöffnungsabschnitt des rohrförmigen Abschnitts schließt. Das Batteriegehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, das leicht ist und eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, wie zum Beispiel aus Aluminium, rostfreiem Stahl oder vernickeltem Stahl hergestellt.
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Der Deckel des Batteriegehäuses ist mit Sicherheitsventilen ausgestattet, von denen jedes ein Gasabgabemechanismus zum Abgeben des Gases, das in dem Gehäuse erzeugt wird, zu der Außenseite ist. Jedes der Sicherheitsventile ist so gestaltet, dass ein Ventilkörper zur Sicherheit verformt wird, wenn ein Druck in dem Batteriegehäuse abnormal ansteigt, und das Gas in dem Gehäuse von einem Spalt, der zwischen dem Ventilkörper und dem Deckel ausgebildet ist, abgegeben wird. Des Weiteren sind positive Elektrodenanschlüsse an dem Deckel vorgesehen. Zum Beispiel steht jeder der positiven Elektrodenanschlüsse von dem Deckel durch eine Dichtung vor und ist elektrisch mit einer positiven Elektrode eines gewickelten Elektrodenkörpers, der innerhalb des rohrförmigen Abschnitts aufgenommen ist, verbunden. Eine negative Elektrode des gewickelten Elektrodenkörpers ist mit einer unteren Fläche des rohrförmigen Abschnitts verbunden, die an einer Seite entgegengesetzt zu dem Deckel angeordnet ist, und ein unterer Abschnitt des rohrförmigen Abschnitts bildet einen negativen Elektrodenanschluss. Gleich wie ein Elektrodenkörper einer typischen rohrförmigen Batterie ist der Elektrodenkörper gestaltet, um zum Beispiel positive und negative Elektrodenaktivmaterialien, positive und negative Elektrodenstromkollektoren, Separatoren und dergleichen aufzuweisen.
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In jedem Zellenstapel (Zellenstack) 120, der in dem Batteriepack 1 umfasst ist, sind Elektrodenanschlüsse, die eine unterschiedliche Polarität oder die gleiche Polarität in den benachbarten einzelnen Zellen 121 haben, elektrisch miteinander über leitfähige Bauteile wie zum Beispiel Sammelschienen (Stromschienen) 122 verbunden. Die Verbindung zwischen jeder Sammelschiene 122 und den Elektrodenanschlüssen wird zum Beispiel durch Schrauben, Schweißen oder dergleichen hergestellt. Daher sind alle Anschlussabschnitte, die an beiden Enden der mehreren einzelnen Zellen 121 vorgesehen sind, die miteinander über die Sammelschiene 122 oder dergleichen elektrisch verbunden sind, gestaltet, um mit einer elektrischen Energie (Strom) von der Außenseite versorgt zu werden oder um diese zu anderen elektrischen Vorrichtungen abzugeben.
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Der Batteriepack 1 ist in einem Packaufnahmeraum wie zum Beispiel einem Kofferraum eines Fahrzeugs oder einem rückseitigen Kofferraumbereich, der unterhalb des Kofferraums vorgesehen ist, eingebaut. Der Batteriepackaufnahmeraum kann zum Beispiel ein Ort sein, in dem Ersatzreifen, Werkzeuge und dergleichen gelagert werden können. Der Batteriepack 1 ist in dem Batteriepackaufnahmeraum in einer Stellung eingebaut, in der eine untere Wand 112 und ein Durchgang 135 an der unteren Wandseite abwärts (nach unten) angeordnet sind.
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Des Weiteren kann der Batteriepack 1 unterhalb eines Vordersitzes, der in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs vorgesehen ist, unterhalb eines Rücksitzes oder dergleichen eingebaut sein. In diesem Fall ist der Batteriepack 1 unterhalb des Vordersitzes, des Rücksitzes oder dergleichen in der Stellung eingebaut, in der die untere Wand 112 und der Durchgang 135 an der unteren Wandseite abwärts (nach unten) angeordnet sind. Zusätzlich kann der Raum, in dem der Batteriepack 1 unterhalb des Rücksitzes eingebaut ist, mit dem rückseitigen Kofferraumbereich unterhalb des Kofferraums in Verbindung stehen. Des Weiteren kann der Einbauraum auch derart gestaltet sein, dass er mit der Außenseite des Fahrzeugs in Verbindung steht.
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Der Batteriepack 1 weist ein Packgehäuse 110, das eine luftdicht abgedichteten Innenraum hat, der von der Außenseite isoliert ist, und mehrere Innengehäuse 4 und 104 auf, die in dem Innenraum des Packgehäuses 110 aufgenommen sind. In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, weist das Packgehäuse 110 zwei Innengehäuse 4 und ein Innengehäuse 104 auf. Jedes der Innengehäuse 4 und 104 ist an (auf) mehreren Trägern 3 eingebaut (installiert), die einstückig an der unteren Wand 112 vorgesehen sind, die das Packgehäuse 110 ausbildet, und ist/wird von der unteren Seite durch die Träger 3 gestützt. Ein vorbestimmter Raum ist zwischen dem Innengehäuse 4 und 104 und einer oberen Wand 111, einer Seitenwand 113 und einer Seitenwand 114, die das Packgehäuse 110 ausbilden, ausgebildet und ein Fluid, das von einer Fluidantriebsvorrichtung zugeführt wird, strömt in dem Raum.
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Jedes der Innengehäuse 4 und 104 ist mit mehreren individuellen Lagerkammern (Aufnahmekammern) 40 vorgesehen, die individuell die mehreren Zellenstapel lagern (aufnehmen). In anderen Worten ist ein Zellenstapel in jeder der individuellen Lagerkammern 40 eingebaut (installiert). Jede der individuellen Lagerkammern 40 hat einen Einlassanschluss 40a, durch den das Fluid in die individuelle Lagerkammer 40 strömt, und einen Auslassanschluss 40b, durch den das Fluid das in der individuellen Lagerkammer 40 strömt, ausströmt. Die mehreren individuellen Lagerkammern 40, die in jeder der Innengehäuse 4 und 104 definiert sind, sind so vorgesehen, dass das Fluid, das von den Auslassanschlüssen 40B ausströmt, in stromabwärtigen Kammern 41 zusammenläuft. Daher sind die mehreren individuellen Lagerkammern 40 so vorgesehen, dass die jeweiligen Auslassanschlüsse 40b zu den stromabwärtigen Kammern 41 zugewandt sind.
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Zum Beispiel ist jede der stromabwärtigen Kammern 41 ein Raum, der zwischen den mehreren individuellen Lagerkammern 40 vorgesehen ist, die vorgesehen sind, um zueinander in einem Abstand zugewandt zu sein. Die mehreren individuellen Speicherkammern 40, die innerhalb jedes der Innengehäuse 4 und 104 vorgesehen sind, können nebeneinander eingebaut (installiert) sein oder die mehreren individuellen Lagerkammern 40, die nebeneinander eingebaut (installiert) sind, können in einer senkrechten Richtung eingebaut (installiert) sein. Wenn die mehreren individuellen Lagerkammern 40, die nebeneinander eingebaut sind, in der senkrechten Richtung ausgerichtet sind, sieht jede der stromabwärtigen Kammern 41 einen Raum vor, der sich in der senkrechten Richtung erstreckt, wie in 1 gezeigt ist. Jede der stromabwärtigen Kammern 41 ist mit dem Durchgang 135 an der unteren Wandseite verbunden, der zwischen dem (durch den) Träger 3 und dem (den) Träger 3 unterteilt ist.
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In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, sind zumindest vier Zellenstapel 120A, 120B, 120C und 120D in jeder der individuellen Lagerkammern 40 in dem Innengehäuse 4 aufgenommen. Der Zellenstapel 120A und der Zellenstapel 120B, die in der waagrechten Richtung ausgerichtet sind, und der Zellenstapel 120C und der Zellenstapel 120D, die in der waagrechten Richtung ausgerichtet sind, sind in zwei Reihen in der senkrechten Richtung angeordnet. Der Zellenstapel 120A ist auf dem Zellenstapel 120C installiert und der Zellenstapel 120B ist auf dem Zellenstapel 120D installiert, und die individuellen Lagerkammern 40 des Zellenstapels 120C und des Zellenstapels 120D sind auf den Trägern 3 installiert und gestützt.
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Zumindest zwei Zellenstapel 120A und 120C, die in der senkrechten Richtung ausgerichtet sind, sind in den jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in dem Innengehäuse 104 aufgenommen. Nachstehend kann jeder oder eine Vielzahl der Zellenstapel 120A, 120B, 120C und 120D als die Zellenstapel 120 bezeichnet werden. Jede der Zellenstapel 120 ist als ein Batterieaggregat gestaltet, in dem die mehreren einzelnen Zellen 121 elektrisch miteinander verbunden sind.
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Die mehreren einzelnen Zellen 121, die jeden Zellenstapel 120 bilden, sind durch die Stützabschnitte 42, die Plattenbauteile sind, an beiden Endseiten der einzelnen Zellen 121 befestigt. Jeder der plattenförmigen Stützabschnitte 42 ist mit Durchgangslöchern vorgesehen, durch die die jeweiligen einzelnen Zellen 121, die zu befestigen sind, hindurchtreten bzw. diese durchdringen. Jeder Stützabschnitt 42 ist einstückig mit dem Innengehäuse durch Fixieren von Enden des Stützabschnitts 42 an einem Wandabschnitt, der das Innengehäuse ausbildet, ausgebildet. Daher sind die mehreren einzelnen Zellen 121 einstückig an dem Innengehäuse durch die zwei Stützabschnitte 42 an beiden Endseiten der einzelnen Zellen 121 befestigt. Die mehreren einzelnen Zellen 121 sind so installiert (eingebaut), dass sich die Längsrichtung oder die axiale Richtung der mehreren einzelnen Zellen 121 entlang der senkrechten Richtung erstreckt, das heißt entlang der Richtung, in der das Fluid in den stromabwärtigen Kammern 41 und 43 abwärts strömt. Das Fluid, das um die mehreren einzelnen Zellen 121 herum strömt, strömt in einer Richtung, die sich mit der senkrechten Richtung kreuzt. Der Durchgang des Fluids, wenn es um die mehreren einzelnen Zellen 121 herum strömt, wird auch als ein Batterieweg bezeichnet.
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Der Batteriepack 1 weist eine erste Luftblasvorrichtung 140A zum Saugen (Ansaugen) des Fluids durch das Innere der Innengehäuse 4 und eine zweite Luftblasvorrichtung 140B zum Saugen (Ansaugen) des Fluids durch das Innere der Innengehäuse 4 und des Innengehäuses 104 auf. Nachstehend können die zwei Luftblasvorrichtungen 140A und 140B gemeinsam als Luftblasvorrichtungen 140 bezeichnet werden. In dem Batteriepack 1 kann ein Fluid wie zum Beispiel Luft, verschiedene Gase, Wasser oder Kältemittel als das Fluid, das die Zirkulationsströmung ausbildet, verwendet werden.
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Die erste Luftblasvorrichtung 140A und die zweite Luftblasvorrichtung 140B weisen jeweils einen Motor 141, ein Schirokkogebläse 142 und ein Gebläsegehäuse 143 auf. Der Motor 141 ist eine elektrische Vorrichtung, die das Schirokkogebläse 142 drehend antreibt. Das Schirokkogebläse 142 ist ein Zentrifugalgebläse, das das Fluid in einer Richtung einer Drehachse saugt (ansaugt) und das Fluid in einer Zentrifugalrichtung ausbläst. Das Schirokkogebläse 142 ist so eingebaut (installiert), dass eine Drehachse des Schirokkogebläses 142 in der senkrechten Richtung ausgerichtet ist.
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Das Gebläsegehäuse 143 ist ausgebildet, um das Schirokkogebläse 142 abzudecken, und dient als ein Windführungsbauteil zum Festlegen einer Führung zum Saugen und Ausblasen des Fluids mit dem Schirokkogebläse 142. Das Gebläsegehäuse 143 hat einen Sauganschluss 143a als eine Saugabschnittsöffnung an einer oberen Seite des Schirokkogebläses 142. Das Gebläsegehäuse 143 ist mit einem Blaskanal 143b zum Führen des geblasenen Fluids zu dem Inneren des Packgehäuses 110 und mit einem Blaskanal 143d zum Führen des Fluids in den stromabwärtigen Kammern 41 und 43 zu dem Sauganschluss 143a durch den Durchgang 135 an der unteren Bandseite verbunden. Ein Ausblasanschluss 143c, der an einem vorderen Abschnitt des Blaskanals 143b geöffnet ist, ist mit einem Verbindungsanschluss verbunden, der in einer Wand des Packgehäuses 110 zum Beispiel der unteren Wand 112 vorgesehen ist, um zu dem Inneren des Packgehäuses 110 zugewandt zu sein. Der Blaskanal 143b der ersten Luftblasvorrichtung 140A ist mit einem Abschnitt der unteren Wand 112 in der Umgebung der Seitenwand 114 verbunden. Der Blaskanal 143b der zweiten Luftblasvorrichtung 140B ist mit einem Abschnitt der unteren Wand 112 in der Umgebung der Seitenwand 113 verbunden.
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Der Saugabschnitt 143a der ersten Luftblasvorrichtung 140A ist mit dem Durchgang 135 an der unteren Wandseite, der unterhalb des Zellenstapels 120C in dem Innengehäuse 4 angeordnet ist, und dem Durchgang 135 an der unteren Wandseite, der unterhalb des Zellenstapels 120D angeordnet ist, durch einen Saugkanal (Ansaugkanal) 144 verbunden. Eine vordere Öffnung des Saugkanals 144 ist mit einem Verbindungsanschluss verbunden, der in der unteren Wand 112 vorgesehen ist, um zu jedem Durchgang 135 an der unteren Wandseite zugewandt zu sein. Der Sauganschluss 143a der zweiten Luftblasvorrichtung 140B ist mit drei Durchgängen 135 an der unteren Wandseite durch einen Saugkanal (Ansaugkanal) 145 verbunden. Die drei Durchgänge 135 an der unteren Wandseite weisen einen Durchgang unterhalb des Zellenstapels 120C in dem Innengehäuse 4, einen Durchgang unterhalb des Zellenstapels 120D und einen Durchgang unterhalb des Zellenstapels 120C in dem Innengehäuse 104 auf. Eine vordere Öffnung des Saugkanals 145 ist mit einem Verbindungsanschluss verbunden, die an der unteren Wand 112 vorgesehen ist, um zu jedem Durchgang 135 an der unteren Wandseite zugewandt zu sein.
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Die erste Luftblasvorrichtung 140A ist eine Fluidantriebsvorrichtung, die Luft, die die Zellenstapel 120A bis 120B in den Innengehäusen 4 gekühlt hat und in den stromabwärtigen Kammern 41 zusammenläuft, von dem Sauganschluss 143a ansaugt. Die zweite Luftblasvorrichtung 140B ist eine Fluidantriebsvorrichtung, die Luft, die die jeweiligen Zellenstapel 120 in den Innengehäusen 4 gekühlt hat und in der stromabwärtigen Kammer 41 zusammenläuft, und Luft, die die jeweiligen Zellenstapel 120 in dem Innengehäuse 104 gekühlt hat und in der stromabwärtigen Kammer 43 zusammenläuft, von dem Sauganschluss 143a ansaugt. Die stromabwärtige Kammer 43 ist mit dem Abschnitt 145 an der unteren Wandseite verbunden, der zwischen dem Träger 3 und dem Träger 3 unterteilt ist.
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Die erste Luftblasvorrichtung 140A zirkuliert ein Kühlfluid in einem ersten Zirkulationsweg, der durch einen Innendurchgang des Blaskanals 143b, das Innere des Packgehäuses 110, die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in dem Innengehäuse 4, der stromabwärtigen Kammer 41, dem Durchgang 135 an der unteren Wandseite und dem Innendurchgang des Saugkanals 144 hindurchtritt. Die zweite Luftblasvorrichtung 140B zirkuliert ein Kühlfluid in einem zweiten Zirkulationsweg, der durch einen Innendurchgang des Blaskanals 143b, das Innere des Packgehäuses 110, die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in den Innengehäusen 4 und 104, den stromabwärtigen Kammern 41 und 43, den Durchgang 135 an der unteren Wandseite und den Innendurchgang des Saugkanals 145 hindurchtritt. In anderen Worten ist einer der zweiten Zirkulationswege ein Durchgang, der durch den Innendurchgang des Blaskanals 143b, einen Raum zwischen dem Packgehäuse 110 und dem Innengehäuse 4, den jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in dem Innengehäuse 4, der stromabwärtigen Kammer 41, dem Durchgang 145 an der unteren Wandseite und dem Innendurchgang des Saugkanals 145 hindurchtritt. Der andere zweite Zirkulationsweg ist ein Durchgang, der durch den Innendurchgang des Blaskanals 143b, einen Raum zwischen dem Packgehäuse 110 und dem Innengehäuse 104, den jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in dem Innengehäuse 104, der stromabwärtigen Kammer 43, den Durchgang 45 an einer unteren Wandseite und den Innendurchgang des Saugkanals 145 hindurchtritt.
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Das Packgehäuse 110 hat eine Schachtelform, die aus mehreren Wänden ausgebildet ist, die ihren Innenraum umgeben, und ist aus einem geformten Produkt ausgebildet, das aus einer Aluminiumplatte oder Eisenplatte ausgebildet ist. Das Packgehäuse 110 ist zum Beispiel ein flaches viereckiges Parallelepiped in der senkrechten Richtung und hat sechs Flächen einschließlich zum Beispiel der oberen Wand 111, der unteren Wand 112 und den zwei Gruppen von Seitenwänden, die zueinander gegenüberliegend sind. Die obere Wand 111 ist eine Wand, die eine obere Fläche des Packgehäuses 110 ausbildet, die eine viereckige Wand ist, die lange Seiten in einer Vorne-Hinten-Richtung hat. Die untere Wand 112 ist eine Wand, die eine untere Fläche des Packgehäuses 110 ausbildet und dieselbe Form hat wie die der oberen Wand 111.
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Die Seitenwände 113 und die Seitenwände 114 sind Wände, die rechte und linke Flächen des Packgehäuses 110 ausbilden, die verlängerte viereckige Wände sind, die lange Seiten in der Vorne-Hinten-Richtung haben. Die Seitenwände 113 und die Seitenwände 114 sind in einem Positionsverhältnis zueinander zugewandt. Die vier Seitenwände sind so vorgesehen, dass sie orthogonal zu der oberen Wand 111 und der unteren Wand 112 sind. Die jeweiligen Seitenwände 113 und Seitenwände 114 sind mit mehreren Kältemitteldurchgängen 113a und mehreren Kältemitteldurchgängen 114a vorgesehen, durch die das Kältemittel strömt. Es wird zugelassen, dass das Kältemittel durch diese Kältemitteldurchgänge strömt, um dadurch die Seitenwände 113 und die Seitenwände 114 kühlen zu können und eine Wärmestrahlung des Gehäuses durch diese Seitenwände unterstützt werden kann.
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Anstelle des Zusammenbaus der jeweiligen Wände kann das Packgehäuse 110 durch gemeinsames Zusammenbauen von mehreren Gehäusekörpern hergestellt werden, um einen Raum innerhalb des Packgehäuses 110 bereitzustellen. Mehrere ausgesparte Abschnitte oder vorstehende Abschnitte können an der Fläche einer vorbestimmten Wand aus den mehreren Wänden, die das Packgehäuse 110 ausbilden, vorgesehen sein, um eine Wärmestrahlungsfläche zu erhöhen.
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Zum Beispiel kann eine Batteriemanagementeinheit innerhalb des Packgehäuses 110 aufgenommen sein. Die Batteriemanagementeinheit ist gestaltet, um mit verschiedenen elektronischen Steuerungsvorrichtungen, die in dem Fahrzeug montiert sind, in Verbindung zu stehen. Die Batteriemanagementeinheit ist eine Vorrichtung, die zumindest die Strommenge, die in den einzelnen Zellen 121 gespeichert ist, managt und ist ein Beispiel einer Batteriesteuerungseinheit, die die einzelnen Zellen 121 steuert. Des Weiteren kann die Batteriemanagementeinheit eine Vorrichtung sein, die einen Strom, eine Spannung, eine Temperatur und dergleichen, die sich auf die einzelnen Zellen 121 beziehen, überwacht und ferner einen abnormalen Zustand, eine Leckage und dergleichen der einzelnen Zellen 121 managt (handhabt). Gleich wie die Fahrzeug-ECU weist die Batteriemanagementeinheit eine Eingabeschaltung, einen Mikrocomputer, eine Ausgabeschaltung und dergleichen auf. Batterieinformationen werden in einer Speichervorrichtung eines Mikrocomputers als Daten bei Bedarf gespeichert beziehungsweise gesammelt. Die gespeicherten Batterieinformationsdaten sind zum Beispiel eine Batteriespannung, ein Ladestrom, ein Entladestrom und eine Batterietemperatur in dem Batteriepack 1.
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Die Batteriemanagementeinheit dient ferner als eine Steuerungseinheit, die den Betrieb der ersten Lustblasvorrichtung 140A und der zweiten Luftblasvorrichtung 140B steuert. Die Batteriemanagementeinheit erhält Temperaturinformationen, die durch einen Temperaturdetektor zum Detektieren der Temperatur einer vorbestimmten einzelnen Zelle 121 detektiert (erfasst) werden. Jeder der Temperaturdetektoren kann mit einer Temperaturdetektionslinie, einem Temperatursensor oder dergleichen gestaltet sein, der ein Signal zu der Batteriemanagementeinheit ausgibt. Die Batteriemanagementeinheit steuert Betriebe der ersten Luftblasvorrichtung 140A und der zweiten Luftblasvorrichtung 140B, wenn Bedingungen zum Ausführen (Anwenden) einer Batteriekühlung gemäß der Batterietemperatur, die durch jeden Temperaturdetektor detektiert wird, erfüllt sind.
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Die Träger 3 sind Komponenten, die separat (getrennt) von dem Packgehäuse 110 ausgebildet sind und die zum Beispiel Bauteile sind, die einen viereckigen oder trapezförmigen Querschnitt haben. Zum Beispiel können die Träger 3 jeweils einen U-förmigen Querschnitt oder einen C-förmigen Querschnitt haben und können an der unteren Wand 112 so befestigt sein, dass der Öffnungsabschnitt nach unten zugewandt ist. Die Innengehäuse 4 und das Innengehäuse 104, die die Zellenstapel 120 aufnehmen, sind an der oberen Fläche der Träger 3 angeordnet. Die Träger 3 sind zum Beispiel aus einem Aluminiummaterial, einem Eisenmaterial oder dergleichen hergestellt.
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Die Träger 3 sind mit der unteren Wand 112 und den Innengehäusen 4 in einem Zustand integriert, in dem sie zwischen der unteren Wand 112 und den Innengehäusen 4 an der Seite der Seitenwand 114 oder den Innengehäusen 4 an der Seite der Seitenwand 113 angeordnet sind, um dadurch die Festigkeit des Packgehäuses 110 und des Innengehäuses 4 zu erhöhen. Zusätzlich sind die Träger 3 jeweils mit der unteren Wand 112 und dem Innengehäuse 104 in einen Zustand integriert, in dem sie zwischen der unteren Wand 112 und dem Innengehäuse 104 angeordnet sind, um dadurch die Festigkeit des Packgehäuses 110 und des Innengehäuses 104 zu erhöhen.
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Ein Durchgang 133 an der oberen Wandseite ist ein Raum zwischen dem Packgehäuse 110 und dem Innengehäuse 104, der ein Durchgang ist, der orthogonal zu jeder Seitenwand ist und sich parallel zu der oberen Wand 111 erstreckt und zwischen den Innengehäusen 4 und der oberen Wand 111 vorgesehen ist. Ein Durchgang 132 an einer Seitenwandseite ist ein Raum zwischen dem Packgehäuse 110 und dem Innengehäuse 104, der ein Durchgang ist, der orthogonal zu sowohl der oberen Wand 111 als auch der unteren Wand 112 ist, sich parallel zu der Seitenwand 114 erstreckt und zwischen den Innengehäusen 4 und der Seitenwand 114 vorgesehen ist. Ein Durchgang 131 an einer Seitenwandseite ist ein Raum zwischen dem Packgehäuse 110 und den Innengehäusen 4, der ein Durchgang ist, der orthogonal zu sowohl der oberen Wand 111 als auch der unteren Wand 112 ist, sich parallel zu der Seitenwand 113 erstreckt und zwischen den Innengehäusen 4 und der Seitenwand 113 vorgesehen ist.
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Der Durchgang 132 an der Seitenwandseite und der Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand sind miteinander innerhalb eines Grenzabschnitts zwischen der oberen Wand 111 und der Seitenwand 114 verbunden. Der Durchgang 131 an der Seitenwandseite und der Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand sind miteinander innerhalb eines Grenzabschnitts zwischen der oberen Wand 111 und der Seitenwand 113 verbunden. Daher ist der Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand ein Durchgang, der mit sowohl dem Durchgang 131 an der Seitenwandseite als auch dem Durchgang 132 an der Seitenwandseite verbunden ist. Der Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand stellt einen Mischraum bereit, in dem die Luft, die durch den Durchgang 132 an der Seitenwandseite strömt, und die Luft, die durch den Durchgang 131 an der Seitenwandseite strömt, miteinander gemischt werden.
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Nachstehend ist eine Zirkulationsströmung, die durch die Fluide ausgebildet sind, die durch die erste Luftblasvorrichtung 140A und die zweite Luftblasvorrichtung 140B in dem Batteriepack 1 versorgt (zugeführt) werden, beschrieben. Jede der einzelnen Zellen 121 erwärmt sich selbst zu einer Ausgabezeit, wenn der Strom entnommen wird, und zu einer Eingabezeit, während der geladen wird. Die Batteriemanagementeinheit überwacht konstant die Temperatur einer vorbestimmten einzelnen Zelle 121 mit dem Temperaturdetektor und steuert den Betrieb der ersten Luftblasvorrichtung 140A und der zweiten Luftblasvorrichtung 140B auf der Grundlage der detektierten Temperatur der einzelnen Zelle 121. Die Batteriemanagementeinheit liegt jeweilige Spannungen, die mit Einschaltverhältnissen von beliebigen Werten, die innerhalb 0% bis 100% einer maximalen Spannung fallen, gesteuert werden, an der ersten Luftblasvorrichtung 140A und der zweiten Luftblasvorrichtung 140B gemäß der Temperatur der ersten Zelle 121A an, um die Drehzahl des Schirokkogebläses 142 variabel einzustellen.
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Wenn die erste Luftblasvorrichtung 140A betrieben wird, zirkuliert die Luft durch den ersten Zirkulationsweg. Zu dieser Zeit wird die Luft, die innerhalb des Packgehäuses 110 und außerhalb der Innengehäuse 4 vorhanden ist, in die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 von den jeweiligen Einlassanschlüssen 40a, die in den Innengehäusen 4 vorgesehen sind, gesaugt (angesaugt). Die Luft, die in jede der individuellen Lagerkammern 40 strömt, kühlt die mehreren einzelnen Zellen 121, die die jeweiligen Zellenstapel 120A bis 120D bilden, und strömt danach von den jeweiligen Auslassanschlüssen 40b zu den stromabwärtigen Kammern 41 aus. Weil in jeder der stromabwärtigen Kammern 41 ein Unterdruckraum relativ zu der Außenseite der Innengehäuse 4 vorliegt, wird die Luft, die in den stromabwärtigen Kammern 41 zusammenläuft, in die erste Luftblasvorrichtung 140A von den stromabwärtigen Kammern 41 durch die Durchgänge 135 an der Seite der unteren Wand und den Innendurchgang des Saugkanals 144 gesaugt (angesaugt). Zu dieser Zeit strahlt die Luft, die durch den Durchgang 135 an der Seite der unteren Wand strömt, Wärme zu der Außenseite durch die untere Wand 112 ab.
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Die Luft, die in die erste Luftblasvorrichtung 140A gesaugt wird, wird zu dem Durchgang 132 an der Seitenwandseite und dem Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand durch den Innendurchgang des Blaskanals 143b zugeführt. Als Ergebnis wird der Druck außerhalb der Innengehäuse 4 ein Überdruck relativ zu dem Druck in den stromabwärtigen Kammern 41, auf die eine Saugkraft der ersten Luftblasvorrichtung 140A wirkt. Aus diesem Grund kann die Luft, die zu der Außenseite der Innengehäuse 4 zugeführt wird, in die individuellen Lagerkammern 40 von allen Einlassanschlüssen 40a eingebracht werden. Da die Luft, die durch den Durchgang 132 an der Seitenwandseite und den Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand strömt, Wärme zu der Außenseite durch die Seitenwand 114 und die obere Wand 111 abstrahlt, die Wärme, die von den einzelnen Zellen 121 absorbiert wird, wenn sie durch die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 strömt, zu der Außenseite so abgegeben werden, dass die Lufttemperatur gesenkt werden kann. Die Luftströmung setzt sich durch den ersten Zirkulationsweg in der vorstehenden Weise fort und folglich setzt die erste Luftblasvorrichtung 140A eine Zirkulation der Kühlluft zu den mehreren Zellenstapeln 120 in den Innengehäusen 4 so fort, dass selbst eine Batteriekühlung ausgeführt werden kann.
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Wenn die zweite Luftblasvorrichtung 140B betrieben wird, zirkuliert die Luft durch den zweiten Zirkulationsweg. Zu dieser Zeit wird die Luft, die innerhalb des Packgehäuses 110 und außerhalb der Innengehäuse 4 und des Innengehäuses 104 vorliegt, in die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 von den jeweiligen Einlassanschlüssen 40a, die in den Innengehäusen 4 und 104 vorgesehen sind, angesaugt. Die Luft, die in die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in den Innengehäusen 4 strömt, kühlt die mehreren einzelnen Zellen 121, die die jeweiligen Zellenstapel 120A bis 120D bilden, und danach strömt sie von den jeweiligen Auslassanschlüssen 40b zu den stromabwärtigen Kammern 41 aus. Des Weiteren kühlt die Luft, die in die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in dem Innengehäuse 104 strömt, die mehreren einzelnen Zellen 121, die die jeweiligen Zellenstapel 120A und 120C bilden, und strömt danach von den jeweiligen Auslassanschlüssen 40b zu der stromabwärtigen Kammer 43 aus.
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Da jede der stromabwärtigen Kammern 41 und 43 einen Unterdruckraum relativ zu der Außenseite der Innengehäuse 4 bilden, wird die Luft, die in den stromabwärtigen Kammern 41 zusammenläuft, in die zweite Luftblasvorrichtung 140B von den stromabwärtigen Kammern 41 und der stromabwärtigen Kammer 43 durch die Durchgänge 135 an der Seite der unteren Wand und den Innendurchgang des Saugkanals 145 angesaugt. Zu dieser Zeit strahlt die Wärme, die durch den Durchgang 135 an der Seite der unteren Wand strömt, Wärme zu der Außenseite durch die untere Wand 112 ab.
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Die Luft, die in die zweite Luftblasvorrichtung 140B gesaugt wird, wird zu dem Durchgang 131 an der Seitenwandseite und den Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand durch den Innendurchgang des Blaskanals 143b zugeführt. Als Ergebnis wird der Druck außerhalb der Innengehäuse 4 und 104 ein Überdruck relativ zu dem Druck in den stromabwärtigen Kammern 41 und der stromabwärtigen Kammer 43, auf die eine Saugkraft der zweiten Luftblasvorrichtung 140B wirkt. Aus diesem Grund kann die Luft, die zu der Außenseite der Innengehäuse 4 und der Außenseite des Innengehäuses 104 zugeführt wird, in die individuellen Lagerkammern 40 von allen Einlassanschlüssen 40a eingebracht werden. Da die Luft, die durch den Durchgang 131 an der Seitenwandseite und den Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand Wärme zu der Außenseite durch die Seitenwand 113 und die obere Wand 111 abstrahlt, die Wärme, die von den einzelnen Zellen 121 absorbiert wird, wenn sie durch die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 strömt, zu der Außenseite so abgegeben werden, dass die Lufttemperatur abgesenkt werden kann. Die Strömung der Luft setzt sich durch den zweiten Zirkulationsweg in der vorstehenden Weise fort, wobei sie als Ergebnis davon die zweite Luftblasvorrichtung 140B eine Zirkulation der Kühlluft zu den mehreren Zellenstapeln 120 in den Innengehäusen 4 und der mehreren Zellenstapel 120 in dem Innengehäuse 104 so fortsetzt, dass selbst eine Batteriekühlung ausgeführt werden kann.
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Nachstehend sind die Vorteile, die durch den Batteriepack 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden, beschrieben. Der Batteriepack 1 weist die mehreren Zellenstapel 120A bis 120D, die Batterieaggregate sind, von denen jedes die mehreren rohrförmigen einzelnen Zellen 121 miteinander verbindet, die Innengehäuse 4 und das Packgehäuse 110 auf, das die Innengehäuse 4 aufnimmt. Jedes der Innengehäuse 4 ist mit den Stützabschnitten 42 zum Fixieren der einzelnen Zellen 121 integriert und weist die mehreren individuellen Lagerkammern 40 auf, die jeweils die jeweiligen Zellenstapel individuell lagern (aufnehmen). Der Batteriepack 1 weist die Luftblasvorrichtungen 140 auf, die die Luft, die in das Packgehäuse 110 zugeführt wird, ansaugen, nachdem es durch die individuellen Lagerkammern 40 hindurchgetreten (-geströmt) ist, um die Zirkulationsströmung innerhalb des Packgehäuses 110 auszubilden. Der Batteriepack 1 weist die mehreren Träger 3 auf, die einstückig an der unteren Wand 112 des Packgehäuses 110 vorgesehen sind und die Innengehäuse von der unteren Seite stützen. In den Innengehäusen 4 weist jede der mehreren individuellen Lagerkammern 40 den Einlassanschluss 40a, in den das Fluid von der Außenseite des Innengehäuses 4 strömt, und den Auslassanschluss 40b auf, durch den das Fluid von der individuellen Lagerkammer 40 ausströmt. Die stromabwärtige Kammer 41, die mit den jeweiligen Auslassanschlüssen 40b in Verbindung steht, ist in dem Inneren jedes Innengehäuses 4 zwischen den individuellen Lagerkammern 40 vorgesehen, die zueinander durch einen Raum zugewandt sind. Die stromabwärtige Kammer 41 ist mit den Durchgängen 135 an der Seite der unteren Wand verbunden, die durch die Träger 3 unterteilt (geteilt) sind. Das Fluid, das von den Auslassanschlüssen 40b zu der stromabwärtigen Kammer 41 ausströmt, tritt (strömt) durch die Durchgänge 135 an der Seite der unteren Wand hindurch und wird in den Sauganschluss 143a der Luftblasvorrichtung 140 angesaugt.
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Gemäß dem Batteriepack 1 sind die Innengehäuse 4 innerhalb des Packgehäuses 110 vorgesehen, das eine Außenhülle des Batteriepacks 1 bildet. Jedes der Innengehäuse 4 ist mit den Stützabschnitten 42 zum Fixieren der einzelnen Zellen 121 integriert und weist die individuellen Lagerkammern 40 auf, die jeweils die jeweiligen Zellenstapel 120 individuell lagern (aufnehmen). Des Weiteren ist die stromabwärtige Kammer 41, die mit den jeweiligen Auslassanschlüssen 40b der individuellen Lagerkammern 40 in Verbindung steht, in dem Inneren jedes Innengehäuses 4 zwischen den individuellen Lagerkammern 40 vorgesehen, die zueinander durch den Raum zugewandt sind. Daher ist jeder Einlassanschluss 40a zu dem Raum um das Innengehäuse 4 herum offen und ist jeder Auslassanschluss 40b zu der stromabwärtigen Kammer 41 offen. In anderen Worten stehen alle Einlassanschlüsse 40a mit den stromabwärtigen Kammern 41 durch die individuellen Lagerkammern 40 und den Auslassanschlüssen 40b in Verbindung. Die stromabwärtigen Kammern 41 sind mit den Durchgängen 135 an der Seite der unteren Wand verbunden, die mit den Trägern 3 unterteilt sind, die die Innengehäuse 4 von der unteren Seite stützen. Das Fluid, das zu den stromabwärtigen Kammern 41 ausströmt, tritt (strömt) durch die Durchgänge 135 an der Seite der unteren Wand hindurch und wird in die Sauganschlüsse 143a der Luftblasvorrichtung 140 angesaugt.
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Mit einer derartigen Gestaltung kann jede der stromabwärtigen Kammern 41 in einen Unterdruckraum gesetzt werden, der ein Unterdruck relativ zu dem Druck innerhalb des Packgehäuses 110 und außerhalb der Innengehäuse 4 ist. Aus diesem Grund kann der Batteriepack 1 das Fluid, das von der Luftblasvorrichtung 140 ausgeblasen wird, zu der Außenseite der Innengehäuse 4 in Richtung der stromabwärtigen Kammern 41 angesaugt werden. Gemäß dem vorstehenden Betrieb kann das Fluid außerhalb jedes Innengehäuses 4 durch den Einlassanschluss 40a, die individuelle Lagerkammer 40 und den Auslassanschluss 40b jedes Zellenstapels 120 in der genannten Reihenfolge strömen (hindurchtreten) und kann das Fluid, das durch alle Zellenstapel 120 hindurchgetreten (-geströmt) ist, in der stromabwärtigen Kammer 41 zusammenlaufen. Demgemäß bildet durch die Verwendung einer Druckdifferenz zwischen der Außenseite der Innengehäuse 4 und der stromabwärtigen Kammer 41 der Batteriepack 1 einen Zirkulationsweg aus, um zuzulassen, dass das Fluid außerhalb der Innengehäuse 4 durch jeden der mehreren Zellenstapel 120 hindurch strömt (tritt). Der Batteriepack 1 ermöglicht einen Ausgleich (eine Angleichung) der Zirkulation des Kühlfluids zu den mehreren Zellenstapeln 120 und eine Reduktion der Anzahl von Kanälen, die mit den jeweiligen Zellenstapeln 120 verbunden sind.
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Des Weiteren kann gemäß dem Batteriepack 1, da jeder der Durchgänge 135 an der Seite der unteren Wand, die mit den stromabwärtigen Kammern 41 verbunden sind, mit den Trägern 3, die das Innengehäuse 4 von der unteren Seite stützen, unterteilt ist, die Anwendung der Kanäle für die Durchgänge reduziert werden, die zu den Sauganschlüssen 143a der Luftblasvorrichtung 140 führen (leiten).
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Die einzelnen Zellen 121, die in dem Batteriepack 1 umfasst sind, sind in jeder der individuellen Lagerkammern 40 in einer Stellung gelagert, in der eine Längsrichtung der einzelnen Zellen mit einer Richtung übereinstimmt, entlang der das Fluid in der stromabwärtigen Kammer 41 abwärts strömt. Gemäß der vorstehenden Gestaltung können die Einlasskanäle, die sie in derselben Richtung wie die Längsrichtung der einzelnen Zellen 121 erstrecken, in jedem Zellenstapel 120 reduziert werden. Zusätzlich kann, da eine Strömungsrate in den stromabwärtigen Kammern 41 erhöht werden kann, eine Kraft zum Ansaugen (Saugen) des Fluids außerhalb der Innengehäuse 4 und des Innengehäuses 104 von den jeweiligen Einlassanschlüssen 40a in die individuellen Lagerkammern 40 erhöht werden.
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Die individuellen Lagerkammern 40 sind in mehreren Stufen innerhalb der Innengehäuse 4 vorgesehen. Die Längsrichtung der einzelnen Zellen 121, die in den individuellen Lagerkammern 40 gelagert sind, ist gleich wie die Richtung, in der die individuellen Lagerkammern 40 in den mehreren Stufen angeordnet sind. Gemäß der vorstehenden Gestaltung können die stromabwärtigen Kammern 41 derart festgelegt sein, dass sie einen langen Abstand in der stromabwärtigen Richtung durch ein wirksames Einsetzen der Längsabmessung (längsverlaufenden Abmessung) der einzelnen Zellen 121 haben. Als Ergebnis kann, da die Strömungsrate in den stromabwärtigen Kammern 41 weiter erhöht werden kann, die Kraft zum Ansaugen des Fluids außerhalb der Innengehäuse 4 und des Innengehäuses 104 von den jeweiligen Einlassanschlüssen 40a zu den individuellen Lagerkammern 40 weiter erhöht werden.
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Die mehreren Innenkammern 4 sind innerhalb des Packgehäuses 110 aufgenommen. Gemäß der vorstehenden Gestaltung kann das Kühlfluid gleichmäßig zu einer größeren Anzahl von Zellenstapeln verteilt werden und kann ein exzellentes Batteriekühlleistungsvermögen für den Batteriepack mit einer großen Lagerkapazität (Aufnahmekapazität) erzeugt werden.
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Der Batteriepack 1 weist die mehreren Träger 3 auf, die einstückig an der unteren Wand 112 des Packgehäuses 110 vorgesehen sind und die Zellenstapel 120 von der unteren Seite stützen. Jeder Durchgang 135 an der Seite der unteren Wand ist ein Durchgang, der durch zumindest die Träger 3, 4, die untere Wand 112 und das untere Ende des Innengehäuses 4 umgeben ist. Gemäß der vorstehenden Gestaltung dient, da die mehreren Träger 3 an der unteren Wand 112 vorgesehen sind, jeder Träger 3 als ein Verstärkungsbauteil und kann die Festigkeit des Packgehäuses 110 verbessert werden. Da der Zellenstapel 120 an (auf) den jeweiligen Trägern 3 eingebaut (installiert) ist, kann, selbst wenn ein Stoß von der Außenseite des Packgehäuses 110 aufgebracht wird, der Stoß durch jeden Träger 3 erhalten (aufgenommen) werden und können die einzelnen Zellen von dem Stoß geschützt werden.
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Des Weiteren ist jeder Durchgang 135 an der Seite der unteren Wand durch die Verwendung der Wände unterteilt, die die Verstärkungsträger 3 und die untere Wand 112 ausbilden. Aus diesem Grund kann das Trägerbauteil zur Verstärkung zum Ausbilden des Durchgangs wirksam eingesetzt werden, kann die Anzahl von Bauteilen reduziert werden und können die Kosten durch wirksames Einsetzen der Träger in einer einfachen Form reduziert werden. Daher können die Durchgänge 135 an der Seite der unteren Wand ohne Einbauen (Installieren) eines separaten Kanals innerhalb des Packgehäuses 110 gestaltet werden. Des Weiteren kann, da jeder Träger 3 als ein Bauteil zum Ausbilden eines Teils des Durchgangs 135 an der Seite der unteren Wand verwendet wird, eine Erhöhung einer Größe (Baugröße) des Batteriepacks 1 verglichen zu dem Fall verhindert werden, in dem die Träger lediglich vorgesehen sind, um das Packgehäuse 110 zu verstärken.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Batteriepack 101, das eine unterschiedliche Gestaltung in Bezug auf den Batteriepack 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat, nachstehend in Bezug auf 2 beschrieben. In 2 sind Komponenten, die mit denselben Bezugszeichen wie jene in den Zeichnungen des ersten Ausführungsbeispiels bezeichnet sind, dieselben Komponenten und haben dieselben Vorteile. Nachstehend sind die Unterschiede bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Der Batteriepack 101 unterscheidet sich von dem Batteriepack 1 darin, dass eine erste Luftblasvorrichtung 140A und eine zweite Luftblasvorrichtung 140B in einem Packgehäuse 110 aufgenommen sind. Der Batteriepack 101 hat einen unterschiedlichen Fluidströmungsweg, der mit einem Unterschied der Gestaltung zusammenhängt.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist die erste Blasvorrichtung 140A in der Lage, Luft, die von jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in stromabwärtigen Kammern 41 zusammenläuft, in Durchgänge 1135 an der Seite der unteren Wand anzusaugen, die zwischen einem Träger 3 und einem Träger 3 vorgesehen sind. Die Luft, die in die erste Luftblasvorrichtung 140A angesaugt wird, wird zu einem Durchgang 132 an einer Seitenwandseite und einem Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand durch einen Raum zwischen Innengehäusen 4 und einer unteren Wand 112 zugeführt. Da die Luft, die durch den Durchgang 132 an der Seitenwandseite und den Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand Wärme zu der Außenseite durch eine Seitenwand 114 und eine obere Wand 111 abstrahlt, kann die Wärme, die von allen einzelnen Zellen 121 absorbiert wird, wenn sie durch die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 strömt, zu der Außenseite so abgegeben werden, dass die Lufttemperatur abgesenkt werden kann.
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Die zweite Blasvorrichtung 140A ist in der Lage, die Luft, die von den jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 in die stromabwärtigen Kammern 41 zusammenläuft, in die Durchgänge 1135 an der Seite der unteren Wand anzusaugen, die zwischen dem Träger 3 und dem Träger 3 vorgesehen sind. Die Luft, die in die zweite Luftblasvorrichtung 140A angesaugt wird, wird zu einem Durchgang 131 an einer Seitenwandseite und dem Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand durch einen Raum zwischen den Innengehäusen 4 und der unteren Wand 112 zugeführt. Da die Luft, die durch den Durchgang 131 an der Seitenwandseite und den Durchgang 133 an der Seite der oberen Wand strömt, Wärme zu der Außenseite durch eine Seitenwand 113 und die obere Wand 111 abstrahlt, kann die Wärme, die von allen einzelnen Zellen 121 absorbiert wird, wenn sie durch die jeweiligen individuellen Lagerkammern 40 strömt, zu der Außenseite so abgestrahlt werden, dass die Lufttemperatur abgesenkt werden kann.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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Die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt. Die Offenbarung umfasst die dargestellten Ausführungsbeispiele und Modifikationen durch den Fachmann auf der Grundlage der dargestellten Ausführungsbeispiele. Zum Beispiel ist die Offenbarung nicht auf die Kombination von Teilen und Elementen, die in den Ausführungsbeispielen gezeigt sind, begrenzt und können verschiedene Modifikationen ausgeführt werden. Die Offenbarung kann in verschiedenen Kombinationen angewandt (ausgeführt) werden. Die Offenbarung kann zusätzliche Teile haben, die zu den Ausführungsbeispielen hinzugefügt werden können. Die Offenbarung umfasst auch ein Ausführungsbeispiel, in dem Teile und Elemente des Ausführungsbeispiels weggelassen werden. Die Offenbarung umfasst den Austausch oder die Kombination von Teilen und Elementen zwischen einem Ausführungsbeispiel und dem anderen Ausführungsbeispiel. Der offenbarte technische Schutzumfang ist nicht auf die Beschreibung der Ausführungsbeispiele begrenzt.
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Die Anzahl von Zellenstapeln, die in dem Batteriepack umfasst sind, ist nicht auf die Anzahl begrenzt, die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Die Anzahl von Innengehäusen, die in dem Batteriepack umfasst sind, ist nicht auf die Anzahl begrenzt, die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist.
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In den Ausführungsbeispielen, die vorstehend beschrieben sind, bildet das Packgehäuse 110 ein Hexaeder oder ein viereckiges Parallelepiped aus, jedoch ist der Fall, der in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung umfasst ist, nicht auf diese Form begrenzt. Zum Beispiel kann das Packgehäuse 110 ein Polyeder sein, das sechs Ebenen überschreitet, oder kann zumindest eine Fläche eine gekrümmte Fläche aufweisen. Des Weiteren kann in dem Packgehäuse 110 die obere Wand in einer Kuppelform ausgebildet sein, die eine gekrümmte Fläche aufweist, oder kann eine senkrechte Querschnittsform des Gehäuses eine Trapezform haben. Des Weiteren ist in dem Packgehäuse 110 die obere Wand eine Wand in einem Positionsverhältnis gegenüberliegend zur unteren Wand und kann eine Form der oberen Wand beliebige Ebenen und gekrümmte Formen aufweisen. Des Weiteren kann in dem Packgehäuse 110 die Seitenwand eine Wand sein, die sich von der unteren Wand in einer Richtung erstreckt, die die untere Wand schneidet, oder kann eine Wand sein, die sich von der oberen Wand in einer Richtung erstreckt, die die obere Wand schneidet. Ein Grenzabschnitt zwischen der oberen Wand und jeder Seitenwand des Packgehäuses 110 kann einen Eckenabschnitt oder eine gekrümmte Fläche ausbilden. Ein Grenzabschnitt zwischen der unteren Wand und jeder Seitenwand des Packgehäuses 110 kann einen Eckenabschnitt oder eine gekrümmte Fläche ausbilden.
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Zusätzlich zu den Schirokkogebläsen können Gebläse der Axialströmungsbauart, Turbogebläse und dergleichen für die Gebläse der jeweiligen Luftblasvorrichtungen verwendet werden, die in dem Batteriepack 1 und dem Batteriepack 101 umfasst sind.
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Die mehreren Ausführungsbeispiele, die in der vorliegenden Anmeldung offenbart sind, wenden verschiedene technische Maßnahmen voneinander an, um die jeweiligen Aufgaben zu erreichen. Eine der offenbarten Batteriepacks weist die mehreren Zellenstapel 120A, 120B, 120C und 120D, die Innengehäuse 4, die Fluidantriebsvorrichtung 140A und 140B und die mehreren Träger 3 auf. Jeder der mehreren Zellenstapel 120A, 120B, 120C und 120D ist eine Batteriebaugruppe, in der die mehreren rohrförmigen einzelnen Zellen 121 miteinander verbunden sind. Jedes der Innengehäuse 4 ist mit den Stützabschnitten 42 zum Fixieren der einzelnen Zellen integriert und weist die mehreren individuellen Lagerkammern 40 auf, die jeweils die jeweiligen Zellenstapel individuell lagern. Die Fluidantriebsvorrichtung 140A und 140B saugen das Fluid, das zu dem Packgehäuse 110, das die Innengehäuse aufnimmt, und dem Inneren des Packgehäuses zugeführt wird, an, nachdem es durch die individuellen Lagerkammern in den Innengehäusen hindurch geströmt (getreten) ist, und bilden eine Zirkulationsströmung innerhalb des Packgehäuses aus. Die mehreren Träger 3 sind einstückig an der unteren Wand 112 des Packgehäuses 110 vorgesehen und stützen die Innengehäuse von der unteren Seite.
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In den Innengehäusen weist jede der mehreren individuellen Lagerkammern den Einlassanschluss 40a, in den das Fluid von der Außenseite des Innengehäuses strömt, und den Auslassanschluss 40b auf, durch den das Fluid von der individuellen Lagerkammer ausströmt. Die stromabwärtige Kammer 41, die mit den jeweiligen Auslassanschlüssen in Verbindung steht, ist in dem Inneren jedes Innengehäuses zwischen den individuellen Lagerkammern vorgesehen, die zueinander durch einen Raum zugewandt sind. Die stromabwärtige Kammer ist mit den Durchgängen 135 an der Seite der unteren Wand verbunden, die durch die Träger unterteilt sind. Das Fluid, das von den jeweiligen Auslassanschlüssen zu der stromabwärtigen Kammer ausströmt, tritt durch den Durchgang an der Seite der unteren Wand hindurch und wird in den Sauganschluss 143a der Fluidantriebsvorrichtung angesaugt.
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Gemäß dem offenbarten Batteriepack sind die Innengehäuse innerhalb des Packgehäuses vorgesehen, das die Außenhülle des Batteriepacks bildet, und ist das Innengehäuse einstückig mit den Stützabschnitten zum Fixieren der einzelnen Zellen vorgesehen und weist die individuellen Lagerkammern auf, die die jeweiligen Zellenstapel individuell lagern (aufnehmen). Des Weiteren ist die stromabwärtige Kammer 41, die mit den jeweiligen Auslassanschlüssen der individuellen Lagerkammern in Verbindung steht, in dem Inneren jedes Innengehäuses zwischen den individuellen Lagerkammern vorgesehen, die zueinander durch einen Raum zugewandt sind. Die stromabwärtigen Kammern sind mit den Durchgängen 135 an der Seite der unteren Wand verbunden, die mit dem Träger unterteilt sind, der die Innengehäuse von der unteren Seite stützt, und das Fluid, das zu den stromabwärtigen Kammern ausströmt, tritt (strömt) durch den Durchgang an der Seite der unteren Wand hindurch und wird in die Einlassanschlüsse der Fluidantriebsvorrichtungen angesaugt. Mit einer derartigen Gestaltung kann jede der stromabwärtigen Kammern in einem Raum festgelegt werden, der einen Unterdruck relativ zu dem Druck innerhalb des Packgehäuses und außerhalb der Innengehäuse bildet. Aus diesem Grund kann, da der Batteriepack das Fluid, das von der Fluidantriebsvorrichtung zugeführt wird, zu der Außenseite der Innengehäuse in Richtung der stromabwärtigen Kammern ansaugt, das Fluid außerhalb der Innengehäuse durch die Einlassanschlüsse, die individuellen Lagerkammern und die Auslassanschlüsse der jeweiligen Zellenstapel hindurchtreten (hindurchströmen) und läuft in den stromabwärtigen Kammern zusammen. Demgemäß ermöglicht durch die Verwendung der Druckdifferenz zwischen der Außenseite der Innenkammern und den stromabwärtigen Kammer der Batteriepack eine Strömung des Fluids außerhalb der Innengehäusen durch jeden der mehreren Zellenstapel. Mit der vorstehenden Beschreibung kann die Batterie die Zirkulation des Kühlfluids zu den mehreren Zellenstapeln ausgleichen (abgleichen) und kann die Anzahl von Kanälen reduziert werden, die mit den jeweiligen Zellenstapeln verbunden sind.
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Die vorliegende Offenbarung ist in Bezug auf die Beispiele beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Beispiele oder Strukturen begrenzt. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationsbeispiele und Modifikationen innerhalb desselben Umfangs. Zusätzlich sollte es angemerkt werden, dass verschiedene Kombinationen oder Gesichtspunkte oder andere Kombinationen oder Gesichtspunkte, in denen nur ein Element, ein oder mehrere Elemente oder ein oder weniger Elemente bei den verschiedenen Kombinationen oder Gesichtspunkten umfasst ist, in dem Schutzumfang oder der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung umfasst sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015182041 [0001]
- JP 2009170370 A [0005]
