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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Batteriepaket, welches in einem elektrischen Fahrzeug oder dergleichen angebracht ist.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Batteriepakete sind herkömmlicher Weise an elektrischen Fahrzeugen und dergleichen montiert worden. Das Batteriepaket umfasst einen Zellstapel, welcher durch Stapeln einer Mehrzahl von Zellen ausgebildet ist. Die Zellen müssen gekühlt werden, da sie in einem Zustand hoher Temperatur dazu neigen sich zu zersetzen. Wie beispielsweise in Patentdokument 1 beschrieben, ist ein Batteriemodul an einer Kühlplatte angebracht, welcher ein Kühlmittel zugeführt wird.
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STAND DER TECHNIK
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PATENT-DOKUMENT
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Patentdokument 1:
JP-A-2013-122818 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Da in Patentdokument 1 jedoch eine Kühlplatte zur Luftkühlung genutzt wird, ist keine sehr hohe Kühleffizienz zu erwarten. Obwohl die Ausführung als Flüssigkühlung in Bezug auf die Kühleffizienz überlegen ist, ist es sogar für die Ausführung als Flüssigkühlung erforderlich, die Kühleffizienz für das Batteriemodul weiter zu erhöhen.
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Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Batteriepaket bereitzustellen, welches in der Lage ist, die Kühlleistung der des Batteriemoduls zu verbessern.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Batteriepaket umfassend ein Batteriemodul, welches einen Zellstapel umfasst, welcher durch Stapeln einer Mehrzahl von Zellen ausgebildet ist und einen Kühlmechanismus zum Kühlen des Batteriemoduls, in welchem
der Kühlmechanismus ein Kühlmittelströmungsweg ist, durch den ein flüssiges Medium hindurchtritt,
der Zellstapel und der Kühlmittelströmungsweg mit einer zwischen ihnen angeordneten Trennwand angeordnet sind,
eine den Kühlmittelströmungsweg bildende Oberfläche der Trennwand, welche mit mehreren konvexen Abschnitten versehen ist, und
die mehreren konvexen Abschnitte längs einer Stapelrichtung der Zellen versetzt angeordnet sind.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung, da mehrere konvexe Abschnitte längs der Stapelrichtung der Zellen in dem Kühlmittelströmungsweg versetzt angeordnet sind, ist die Strömung des flüssigen Kühlmittels durch die konvexen Abschnitte behindert, um eine turbulente Strömung zu bilden, und die Effizienz des Wärmeaustausches zwischen dem flüssigen Medium und dem Batteriemodul, welcher durch die Trennwand erfolgt, ist erhöht und verbessert dadurch die Kühlleistung des Batteriemoduls.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Batteriepaket gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul des in 1 gezeigten Batteriepakets schräg von oben betrachtet zeigt.
- 3 ist eine perspektivische Explosionszeichnung, die das Batteriemodul des in 1 gezeigten Batteriepakets schräg von unten betrachtet zeigt.
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine in 3 gezeigte Oberfläche zeigt, welche den Kühlmittelströmungsweg bildet.
- 5 ist eine erklärende Ansicht, welche zeigt, wie ein flüssiges Kühlmittel in den Kühlmittelströmungsweg, wie in 4 gezeigt, strömt.
- 6 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1.
- 7 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Hauptteil eines Batteriepakets gemäß einer zweiten Ausführung zeigt.
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FORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Batteriepakets gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es wird davon ausgegangen, dass die Zeichnungen in der Richtung betrachtet werden, die durch die Referenzsymbole angegeben ist.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Batteriepaket
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Batteriepaket 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Batteriemodul 10, ein Batteriegehäuse 80, um das Batteriemodul 10 zu umhüllen, und ein Kühlmechanismus 90, um das Batteriemodul 10 zu kühlen.
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Batteriegehäuse
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Das Batteriegehäuse 80 umfasst einen Gehäusehauptkorpus 81, welcher einen darin ausgebildeten Modulgehäuseabschnitt 81a und einen Gehäusedeckel 82, welcher eine Öffnung 81 B des Gehäusehauptkorpus 81 abdichtet, umfasst. Der Kühlmechanismus 90 ist zwischen dem Batteriemodul 10 und einer Grundplatte 83 des Batteriegehäuses 80 vorgesehen. Während das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Batteriemodul 10 darstellt, das im Inneren des Batteriegehäuses 80 angeordnet ist, kann die Anzahl der Batteriemodule 10 zwei oder mehr sein.
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Batteriemodul
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Wie in 2 und 3 gezeigt, ist das Batteriemodul 10 durch das Stapeln einer Mehrzahl von Zellen 21 in einer Vorne-und-Hinten-Richtung ausgebildet, und umfasst einen Zellstapel 20, welcher eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche, eine linke Oberfläche, eine rechte Oberfläche, eine obere Oberfläche, und eine untere Oberfläche umfasst, ein Paar Endplatten 30, welche an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche des Zellstapels 20 angeordnet sind, eine Seitenplatte 50, welche das Paar Endplatten 30 verbindet, und eine Bodenplatte 60, welche als Trennwand dient und an der unteren Oberfläche des Zellstapels 20 angeordnet ist. Die Seitenplatte 50 umfasst eine rechte Seitenplatte 50R, welche an der rechten Oberfläche des Zellstapels 20 angeordnet ist, und eine linke Seitenplatte 50L welche an der linken Oberfläche des Zellstapels 20 angeordnet ist.
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In der Beschreibung und darüber hinaus ist zur Einfachheit und Klarheit der Erklärung die Stapelrichtung der Zellen 21 als die Vorne-und-Hinten-Richtung definiert, und die zur Stapelrichtung der Zellen 21 orthogonalen Richtungen als eine Links-und-Rechts-Richtung und eine Oben-und-Unten-Richtung, welche aber für die Vorne-und-Hinten-Richtung irrelevant sind, und so weiter für das Erzeugnis, an dem das Batteriemodul 10 montiert ist. Das heißt, wenn das Batteriemodul 10 an dem Fahrzeug montiert ist, können die Stapelrichtungen der Zellen 21 mit Vorne-und-Hinten-Richtung des Fahrzeugs übereinstimmen, oder mit der Oben-und-Unten-Richtung oder mit der Links-und-Rechts-Richtung des Fahrzeugs oder mit einer zu diesen Richtungen geneigten Richtung. In den Zeichnungen, in Bezug auf das Batteriemodul 10, bezeichnet Vs die vordere Seite, Hs die hintere Seite, L die linke Seite, R die rechte Seite, O die obere Seite und U die untere Seite.
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Zellstapel
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Der Zellstapel 20 ist durch abwechselndes Stapeln einer Mehrzahl von Zellen 21 und isolierender Elemente (nicht gezeigt) in der Vorne-und-Hinten-Richtung ausgebildet. Das Paar Endplatten 30 ist an der vorderen Oberfläche bzw. der hinteren Oberfläche des Zellstapels 20 angeordnet, und die Bodenplatte 60 ist an der unteren Oberfläche des Zellstapels 20 angeordnet. Die rechte Seitenplatte 50R und die linke Seitenplatte 50L sind über einen schmalen Spalt isoliert an der linken bzw. der rechten Oberfläche des Zellstapels 20 angeordnet.
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Es ist bekannt, dass sich die Zelle 21 aufgrund von Temperaturänderungen und Verschlechterung durch Alterung ausdehnt. Die Zelle 21 hat eine rechteckige, quaderförmige Form, bei welcher eine Länge in der Oben-und-Unten-Richtung größer ist als eine Länge in der Vorne-und-Hinten-Richtung und eine Länge in der Links-und-Rechts-Richtung größer ist als die Länge in der Oben-und-Unten-Richtung. Dementsprechend ist die Zelle 21 so ausgebildet, dass Bereiche der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche viel größer sind, als Bereiche der linken Oberfläche, der rechten Oberfläche, der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche, und die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche der Zelle 21 neigen dazu, sich an einem zentralen Abschnitt in der Links- und Rechtsrichtung und an einem zentralen Abschnitt in der Oben-und-Unten-Richtung auszudehnen.
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Endplatte
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Das Paar Endplatten 30 ist in Kontakt mit der vorderen Oberfläche beziehungsweise der hinteren Oberfläche des Zellstapels 20, und nimmt die Last des Zellstapels 20 in Zellstapelrichtung auf. Da die Last des Zellstapels 20 in der Zellstapelrichtung hauptsächlich auf die Ausdehnung der Zelle 21 aufgrund von Temperaturänderungen und Verschlechterung durch Alterung zurückzuführen ist, und da, wie oben beschrieben, die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche der Zelle 21 dazu neigen sich an dem zentralen Abschnitt in der Links-und-Rechts-Richtung und an dem zentralen Abschnitt in Oben-und-Unten-Richtung auszudehnen, nimmt die Endplatte 30 eine große Last des zentralen Abschnitts in der Links- und Rechtsrichtung und des zentralen Abschnitts in der Oben-und-Unten-Richtung auf.
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Die Endplatte 30 ist unter Verwendung eines Aluminiumstrangpresswerkstoffs gebildet. Da die Endplatte 30 von dem Zellstapel 20 eine große Last in der Zellstapelrichtung aufnimmt, ist eine innere Oberfläche, welche mit dem Zellstapel 20 in Kontakt ist, flach, während eine äußere Oberfläche, welche nicht mit dem Zellstapel 20 in Kontakt ist, eine nach außen gewölbte Form hat. Eine Mehrzahl an (drei im Beispiel) Schraublöchern (nicht gezeigt) zur Befestigung von Schrauben B1, um die linke Seitenplatte 50L und die rechte Seitenplatte 50R zu befestigen, sind in der Nähe der linken und rechten Ende jeder Endplatte 30 vorgesehen.
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Seitenplatte
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Die linke Seitenplatte 50L und die rechte Seitenplatte 50R sind durch Pressen eines Metallplattenmaterials gebildet und umfassen einen Seitenplattenhauptkörper 51 längs der linken Oberfläche oder rechten Oberfläche des Zellstapels 20, einen vorderen Flanschabschnitt 52V, welcher sich vom vorderen Ende des Seitenplattenhauptkörpers 51 längs der vorderen Oberfläche der vorderen Endplatte 30 in einer sich gegenseitig annähernden Richtung erstreckt, einen hinteren Flanschabschnitt 52H, welcher sich vom hinteren Ende des Seitenplattenhauptkörpers 51 längs der hinteren Oberfläche der hinteren Endplatte 30 in einer Richtung aufeinander zu erstreckt, einen oberen Flanschabschnitt 53, welcher sich vom oberen Ende des Seitenplattenhauptkörpers 51 längs der oberen Oberfläche des Zellstapels 20 in einer in Richtung aufeinander zu erstreckt, und einen unteren Flanschabschnitt 54, welcher sich vom unteren Ende des Seitenplattenhauptkörpers 51 längs der unteren Oberfläche 60a der Bodenplatte 60 in einer in Richtung aufeinander zu erstreckt.
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Der vordere Flanschabschnitt 52V und der hintere Flanschabschnitt 52H sind mit einer Mehrzahl von Befestigungsabschnitten 52a versehen, welche mit Schrauben B1 an der vorderen Endplatte 30 oder der hinteren Endplatte 30 befestigt sind. Die Befestigungsabschnitte 52a haben ein Rundloch, durch das die Schraube B1 eingesetzt ist, und der vordere Flanschabschnitt 52V und der hintere Flanschabschnitt 52H an der vorderen Endplatte 30 oder der hinteren Endplatte 30 befestigt sind, indem die durch das Rundloch eingesetzte Schraube B1 in einem Schraubenloch der vorderen Endplatte 30 oder der hinteren Endplatte 30 verschraubt ist. Infolgedessen werden der Zellstapel 20 und das Endplattenpaar 30 in der Zellstapelrichtung durch den vorderen Flanschabschnitt 52V und den hinteren Flanschabschnitt 52H der linken Seitenplatte 50L und der rechten Seitenplatte 50R an ihrem Platz gehalten.
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Der obere Flanschabschnitt 53 und der untere Flanschabschnitt 54 klemmen den Zellstapel 20 und die Bodenplatte 60 in der Oben-und-Unten-Richtung am dem linken Ende und dem rechten Ende des Zellstapels 20 ein. Der obere Flanschabschnitt 53 umfasst eine Mehrzahl an elastischen Elementen 53a, welche in der Vorne-und-Hinten-Richtung angeordnet sind, und die Anzahl und Positionen der elastischen Elemente 53a der Anzahl und den Positionen der Zellen 21, welche in der Vorne-und-Hinten-Richtung gestapelt sind, entspricht.
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Der untere Flanschabschnitt 54 ist mit einer Mehrzahl von Befestigungsabschnitten 54a versehen, welche mit Schrauben B2 an der Bodenplatte 60 befestigt sind. Infolgedessen sind die linke Seitenplatte 50L, die rechte Seitenplatte 50R und die Bodenplatte 60, welche die Seitenplatte 50 bilden, miteinander verbunden.
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Bodenplatte
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Die Bodenplatte 60 ist im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt und hat in der Draufsicht eine rechteckige Form, welche sich längs der unteren Oberfläche des Zellstapels 20 und der Endplatte 30 erstreckt. Eine Mehrzahl von Schraubenlöchern 62a, an welchen die Schrauben B2 befestigt sind, sind an einem peripheren Randbereich 62 der Bodenplatte 60 vorgesehen. Die Grundplatte 83 des Gehäusehauptkorpus 81, an welcher die Bodenplatte 60 befestigt ist, ist an sich mit den Schraubenlöchern 62a der Bodenplatte 60 überlappenden Positionen mit der gleichen Anzahl von Durchgangslöchern 83c, wie die Schraubenlöcher der Bodenplatte 60, versehen.
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Kühlmechanismus
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Wie in 1 und 3 dargestellt, ist der Kühlmechanismus 90 ein Kühlmittelströmungsweg 91, durch den ein flüssiges Medium W hindurchtritt, und der Kühlmittelströmungsweg 91 durch die untere Oberfläche 60a der Bodenplatte 60 und die obere Oberfläche 83b der Grundplatte 83, welche das Batteriegehäuse 80 bilden, gebildet ist. Das heißt, dass die Bodenplatte 60 einen Teil des Kühlmittelströmungswegs 91 als Kühlmechanismus 90 bildet. Der Kühlmittelströmungsweg 91 ist derart ausgebildet, dass ein konkaver Abschnitt, welcher über den größten Teil der unteren Oberfläche 60a der Bodenplatte 60 mit Ausnahme des peripheren Randabschnitts 62 gebildet ist, mit der Grundplatte 83 des Batteriegehäuses 80 abgedichtet ist. Zwischen der Grundplatte 83 und der Bodenplatte 60 ist ein Dichtungselement (nicht abgebildet) vorgesehen, welches über den gesamten Umfang ausgebildet ist, um den Kühlmittelströmungsweg 91 so zu umgeben, um dazwischen abzudichten.
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Ein Kühlmitteleinlassabschnitt 84, welcher ein Einlass für das flüssige Medium W in den Kühlmittelströmungsweg 91 ist, ist an einem Ende (vorderer Abschnitt) der Grundplatte 83 des Batteriegehäuses 80 in der Vorne-und-Hinten-Richtung (Stapelrichtung der Zellen 21) vorgesehen. Ein Kühlmittelauslassabschnitt 85, welcher ein Auslass für das flüssige Medium W aus dem Kühlmittelströmungsweg 91 ist, ist am anderen Ende (hinterer Abschnitt) der Grundplatte 83 in der Vorne-und-Hinten-Richtung vorgesehen. Daher strömt das Kühlmittel vom Kühlmitteleinlassabschnitt 84 in Richtung des Kühlmittelauslassabschnitts 85 in der Vorne-und-Hinten-Richtung (Stapelrichtung der Zellen 21).
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Wie in 4 dargestellt, ist die untere Oberfläche 60a der Bodenplatte 60, das heißt, die den Kühlmittelströmungsweg bildende Oberfläche, mit mehreren konvexen Abschnitten 61 versehen, welche in den Kühlmittelströmungsweg 91 ragen. Die mehreren konvexen Abschnitten 61 sind längs der Stapelrichtung (Vorne-und-Hinten-Richtung) der Zellen 21 und der zur Stapelrichtung orthogonalen Richtung (Links-und-Rechts-Richtung) versetzt angeordnet. Jeder konvexe Abschnitt 61 ist eine viereckige Pyramide, welche eine quadratische Grundfläche aufweist und so angeordnet ist, dass eine Diagonallinie 61a, welche eine von zwei Diagonallinien 61a und 61b ist, in der Stapelrichtung der Zellen 21 verläuft.
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Bei dem Batteriepaket 1, welches wie oben beschrieben ausgebildet ist, werden, nachdem die Seitenplatte 50, die Bodenplatte 60 und die Grundplatte 83 des Batteriegehäuses 80 miteinander verbunden sind, die Schrauben B2 von unten in die Durchgangslöcher 83c der Grundplatte 83 eingesetzt und die Schrauben B2 in den Schraubenlöchern 62a der Bodenplatte 60 angezogen, so dass die Seitenplatte 50, die Bodenplatte 60 und die Grundplatte 83 miteinander mit der Schraube B2 verbunden sind. Folglich bilden die miteinander verbundene Bodenplatte 60 und Grundplatte 83 den Kühlmittelströmungsweg 91, durch den das flüssige Medium W strömt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Bodenplatte 60 als Trennwand, welche den Zellstapel 20 und den Kühlmittelströmungsweg 91 teilt, und das Batteriemodul 10 durch das flüssige Medium W über die Bodenplatte 60 gekühlt wird.
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Nachdem die Bodenplatte 60, welche ein Bestandteil des Batteriemoduls 10 ist, einen Teil des Kühlmittelströmungsweges 91 ausbildet, kann in dem Batteriepaket 1 das Batteriemodul 10 durch das flüssige Medium W effizient gekühlt werden, bei Vermeidung einer Erhöhung der Teileanzahl. Da auf der unteren Oberfläche 60a der Bodenplatte 60 mehrere konvexe Abschnitte 61 vorgesehen sind, ist der Kontaktbereich zwischen dem flüssigen Medium W und der Bodenplatte 60 vergrößert, und verbessert dadurch die Kühlleistung weiter.
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Da die mehreren konvexen Abschnitte 61 längs der Stapelrichtung der Zellen 21 und der zur Stapelrichtung orthogonalen Richtung versetzt angeordnet sind, wird das flüssige Medium W eine turbulente Strömung und strömt durch den Kühlmittelströmungsweg 91, und erhöht dadurch die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen dem flüssigen Medium W und der Bodenplatte 60 und verbessert die Kühlleistung weiter.
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Da jeder konvexe Abschnitt 61 eine viereckige Pyramide ist, welche eine quadratische Grundfläche aufweist und so angeordnet ist, dass die Diagonallinie 61a, welche eine der beiden Diagonallinien 61a und 61b ist, in Stapelrichtung der Zellen 21 verläuft, wie in 5 dargestellt, ist die Strömung F1 des Kühlmittels in der Stapelrichtung der Zellen 21 in geeigneter Weise blockiert, und die Strömung F2 in der sich damit schneidenden Richtung erzeugt und erzeugt dadurch leicht turbulente Strömung und verbessert die Kühlleistung weiter.
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Wie in 6 dargestellt, sind mehrere konkave Abschnitte 63, die den mehreren konvexen Abschnitten 61 entsprechen, auf der oberen Oberfläche 60b der Bodenplatte 60 vorgesehen, d.h. auf einer zugewandten Oberfläche, welche der unteren Oberfläche des Zellstapels 20 zugewandt ist. Wie oben beschrieben, ist in der im Aluminium-Druckgussverfahren hergestellten Bodenplatte 60, da die mehreren konvexen Abschnitte auf der unteren Oberfläche 60a ausgebildet sind und die konkaven Abschnitte 63, welche den mehreren konvexen Abschnitten entsprechen auf der oberen Oberfläche 60b ausgebildet sind, die Strömung des Aluminiumfluids während des Formens der Bodenplatte verbessert und ist die Formbarkeit verbessert.
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Eine Wärmeübertragungsschicht 110 ist zwischen der unteren Oberfläche des Zellstapels 20 und der oberen Oberfläche 60b der Bodenplatte 60 vorgesehen. Eine Luftschicht neigt dazu zwischen der unteren Oberfläche des Zellstapels 20 und der oberen Oberfläche 60b der Bodenplatte 60, wo die mehreren konkaven Abschnitte 63 gebildet sind, gebildet zu werden, aber das Vorhandensein der Wärmeübertragungsschicht 110 verhindert die Luftschicht und verbessert dadurch die Wärmeleitfähigkeit.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden sind die Bestandteile, welche mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch oder ihnen funktional gleich sind, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird, falls angemessen, weggelassen.
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Im Batteriepaket 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in 6 dargestellt, ist der Kühlmittelströmungsweg 91 als Kühlmechanismus 90 auf einer unteren Oberfläche 83a der Grundplatte 83 des Batteriegehäuses 80, welches das Batteriemodul 10 aufnimmt, vorgesehen. Insbesondere ist die Grundplatte 83 mit einem konkaven Abschnitt 86 auf der unteren Oberfläche 83a der Grundplatte 83 vorgesehen, und der konkave Abschnitt 86 ist durch ein Abdeckelement 100 abgedichtet, so dass der Kühlmittelströmungsweg 91 durch den konkaven Abschnitt 86 des Batteriegehäuses 80 und das Abdeckelement 100 gebildet ist. Die untere Oberfläche 83a der Grundplatte 83, das heißt die Oberfläche, welche den Kühlmittelströmungsweg bildet, ist mit mehreren konvexen Abschnitten 61 vorgesehen, welche in den Kühlmittelströmungsweg 91 ragen.
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Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel sind die mehreren konvexen Abschnitte 61 längs der Stapelrichtung (Vorne-und-Hinten-Richtung) der Zellen 21 und der zur Stapelrichtung orthogonalen Richtung (Links-und-Rechts-Richtung) versetzt angeordnet, und jeder konvexe Abschnitt 61 ist eine viereckige Pyramide, welche eine quadratische Grundfläche aufweist und so angeordnet ist, dass die Diagonallinie 61a, welche eine der beiden Diagonallinien 61a und 61b ist, in der Stapelrichtung der Zellen 21 verläuft.
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Die Grundplatte 83 des Batteriegehäuses 80 ist vorzugsweise im Aluminium-Druckgussverfahren hergestellt. Da die Grundplatte 83 im Aluminium- Druckgussverfahren hergestellt ist, ist es leicht möglich, eine unebene Form zu bilden. Der Kühlmittelströmungsweg 91 kann leicht gebildet werden, indem im konkaven Abschnitt 86 mehrere konvexe Abschnitten 61 gebildet sind und der konkave Abschnitt 86 mit dem Abdeckelement 100 abgedichtet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dienen die Bodenplatte 60 und die Grundplatte 83 des Batteriegehäuses 80 als Trennwände, welche den Zellstapel 20 und den Kühlmittelströmungsweg 91 teilt, und das Batteriemodul 10 über die Bodenplatte 60 und die Grundplatte 83 durch das flüssige Medium W über die Bodenplatte 60 gekühlt wird.
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Auch, wenn oben verschiedene Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, versteht es sich von selbst, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf derartige Beispiele beschränkt ist. Es ist offensichtlich, dass ein Fachmann, innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Rahmens verschiedene Arten von Abwandlungsbeispielen oder Abwandlungen finden kann, welche naturgemäß innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen. Die Bestandteile in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können beliebig kombiniert werden, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen.
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Zum Beispiel sind in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die mehreren konvexen Abschnitte 61 längs der Stapelrichtung der Zellen 21 und der zur Stapelrichtung orthogonalen Richtung versetzt angeordnet, aber es genügt, wenn die mehreren konvexen Abschnitte 61 zumindest längs der Stapelrichtung der Zellen 21 versetzt angeordnet sind.
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Während die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele veranschaulichen, dass jeder konvexe Abschnitt 61 eine viereckige Pyramide ist, welche eine quadratische Grundfläche aufweist kann jeder konvexe Teil 61 eine viereckige Pyramide sein, welche eine rechteckige Grundfläche aufweist. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die viereckige Pyramide beschränkt und kann ein Kegel, eine dreieckige Pyramide oder eine polygonale Pyramide, deren Bodenfläche fünf oder mehr Seiten hat, sein.
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In den obigen Ausführungsbeispielen kann jeder konvexe Abschnitt 61 so angeordnet sein, dass die Diagonallinie 61a, die eine der beiden Diagonallinien 61a und 61b ist, mit der Stapelrichtung der Zellen 21 zusammenfällt, aber auch so angeordnet sein, dass die Diagonallinie 61a die Stapelrichtung der Zellen 21 schneidet.
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Wenigstens die folgenden Fälle sind hiermit beschrieben. Während die übereinstimmenden Bestandteile und Ähnliches in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen in runden Klammern angegeben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
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Ein Batteriepaket (Batteriepakete 1 und 2) umfassend:
- (1) ein Batteriemodul (Batteriemodul 10), welches einen Zellstapel (Zellstapel 20) umfasst, welcher durch Stapeln einer Mehrzahl von Zellen (Zellen 21) ausgebildet ist; und
einen Kühlmechanismus (Kühlmechanismus 90) zum Kühlen des Batteriemoduls, wobei
der Kühlmechanismus ein Kühlmittelströmungsweg (Kühlmittelströmungsweg 91) ist, durch den ein flüssiges Medium (flüssiges Medium W) hindurchtritt,
der Zellstapel und der Kühlmittelströmungsweg mit einer zwischen ihnen angeordneten Trennwand (Bodenplatte 60, Grundplatte 83) angeordnet sind,
eine den Kühlmittelströmungsweg bildende Oberfläche (untere Oberfläche 60a, untere Oberfläche 83a) der Trennwand, welche mit mehreren konvexen Abschnitten (konvexe Abschnitte 61) versehen ist, und
die mehreren konvexen Abschnitte längs einer Stapelrichtung der Zellen versetzt angeordnet sind.
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Gemäß (1), da die mehreren konvexen Abschnitte längs der Stapelrichtung der Zellen versetzt angeordnet sind, wird das flüssige Kühlmittel zu einer turbulenten Strömung und strömt durch den Kühlmittelströmungsweg, wodurch die Effizienz des Wärmeaustauschs, welcher zwischen dem flüssigen Medium und dem Batteriemodul durch die Trennwand auftritt, erhöht und die Kühlleistung des Batteriemoduls verbessert wird.
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(2) In dem Batteriepaket gemäß (1),
sind die mehreren konvexen Abschnitte in einer zur Stapelrichtung orthogonal verlaufenden Richtung versetzt angeordnet.
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Gemäß (2), da Turbulenzen wahrscheinlicher auftreten, ist die Kühlleistung weiter verbessert.
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(3) In dem Batteriepaket gemäß (1) oder (2),
ist jeder der konvexen Abschnitte eine Pyramide.
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Gemäß (3) ist die Kühlleistung weiter verbessert, da Turbulenzen wahrscheinlicher auftreten, als im Fall, dass jeder konvexe Abschnitt konisch ist.
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(4) In dem Batteriepaket gemäß (3),
ist jeder der konvexen Abschnitte eine viereckige Pyramide, welche eine quadratische Grundfläche aufweist, und so angeordnet ist, dass eine von zwei Diagonallinien (Diagonallinien 61a und 61b) in der Stapelrichtung verläuft.
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Gemäß (4), tritt wahrscheinlich eine turbulente Strömung auf, da das flüssige Medium dazu neigt, in die zur Stapelrichtung der Zellen orthogonale Richtung zu strömen.
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(5) Im Batteriepaket gemäß einem der Punkte (1) bis (4),
sind mehrere konkave Abschnitte, welche den mehreren konvexen Abschnitten entsprechen, auf einer zugewandten Oberfläche der Trennwand vorgesehen, welche dem Zellstapel zugewandt ist, und
die Trennwand im Aluminium-Druckgussverfahren hergestellt ist.
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Gemäß (5) ist, da die mehreren konvexen Abschnitte auf einer Oberfläche (Oberfläche, die den Kühlmittelströmungsweg bildet) der im Aluminiumdruckguss hergestellten Trennwand gebildet sind und konkave Abschnitte auf der anderen Oberfläche (zugewandte Oberfläche, die dem Zellstapel zugewandt ist), die Strömung des Aluminiumfluids während des Formens der Trennwand verbessert und ist die Formbarkeit verbessert.
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(6) In dem Batteriepaket gemäß (5),
ist eine Wärmeübertragungsschicht (Wärmeübertragungsschicht 110) zwischen der Unterseite des Zellstapels und der zugewandten Oberfläche vorgesehen.
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Gemäß (6) ist die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Zellstapel und der Trennwand verbessert.
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(7) Im Batteriepaket gemäß (5) oder (6),
ist die Trennwand eine Bodenplatte (Bodenplatte 60) des Batteriemoduls,
ist ein konkaver Abschnitt auf einer unteren Oberfläche (untere Oberfläche 60a) der Bodenplatte vorgesehen,
ist der konkave Abschnitt mit einem unteren Abschnitt (Grundplatte 83) eines Batteriegehäuses (Batteriegehäuse 80), welches das Batteriemodul aufnimmt, abgedichtet, und
ist der Kühlmittelströmungsweg durch den konkaven Abschnitt des Batteriegehäuses und den unteren Abschnitt des Batteriegehäuses gebildet.
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Gemäß (7), da mehrere konvexe Abschnitte, die in den konkaven Abschnitten vorgesehen sind, auf der unteren Oberfläche der Bodenplatte gebildet sind und die konkaven Abschnitte mit dem unteren Abschnitt des Batteriegehäuses abgedichtet sind, kann der Kühlmittelströmungsweg leicht gebildet werden.
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(8) Im Batteriepaket gemäß (5) oder (6),
ist die Trennwand ein unterer Abschnitt (Grundplatte 83) eines Batteriegehäuses (Batteriegehäuse 80), welches das Batteriemodul aufnimmt,
ist eine untere Oberfläche (untere Oberfläche 83a) des unteren Abschnitts mit einem konkaven Abschnitt (konkaver Abschnitt 86) versehen,
ist der konkave Abschnitt mit einem Abdeckelement (Abdeckelement 100) abgedichtet, und
ist der Kühlmittelströmungsweg durch den konkaven Abschnitt des Batteriegehäuses und das Abdeckelement gebildet.
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Gemäß (8) sind mehrere konvexe Abschnitte in dem konkaven Abschnitt, welcher im unteren Abschnitt des Batteriegehäuses vorgesehen ist, gebildet, und der konkave Abschnitt ist mit dem Abdeckelement abgedichtet, so dass der Kühlmittelströmungsweg leicht gebildet werden kann.
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-105426 , die am 31. Mai 2018 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezug aufgenommen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- Batteriepaket
- 10
- Batteriemodul
- 21
- Zellen
- 20
- Zellstapel
- 60
- Bodenplatte (Trennwand)
- 60a
- untere Oberfläche (Oberfläche, die den Kühlmittelströmungsweg bildet)
- 61
- konvexer Abschnitt
- 61a, 61b
- Diagonallinie
- 80
- Batteriegehäuse
- 83
- Grundplatte (unterer Abschnitt, Trennwand)
- 83a
- untere Oberfläche (Oberfläche, die den Kühlmittelströmungsweg bildet)
- 86
- konkaver Abschnitt
- 90
- Kühlmechanismus
- 91
- Kühlmittelströmungsweg
- 100
- Abdeckelement
- 110
- Wärmeübertragungsschicht
- W
- flüssiges Medium
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013122818 A [0003]
- JP 2018 [0056]
