JP2020528647A - バッテリシステムの温度制御装置及びバッテリシステム - Google Patents
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Abstract
Description
−バッテリセル
−バッテリセルのグループ
−バッテリレベル
−バッテリレベルのグループ
−バッテリスタック
図1は、本発明による温度制御装置1を備えたバッテリシステム80を示す。バッテリシステム80のバッテリ要素81は、明瞭さを増すためにそのうちの1つのみに参照符号が付されているが、個々のバッテリセルのグループとして一緒にグループ化された複数のバッテリセルである。本発明の温度制御装置1から、これらのバッテリ要素81の3つの、温度制御のために構成された領域が示されている。温度制御流体70は、流れ方向71に温度制御ライン2を通って供給される。特に、温度制御ライン2は、流れ部10と、戻り部20と、それらの間に延在する温度制御ブランチ30、40、50とを有する。第1の温度制御ブランチ30は、第1の流入開口31を介して流れ部10に流体連通接続されており、第1の温度制御ブランチ30の第1の流出開口32は、戻り部20に流体連通接続されている。第1の温度制御ブランチ30は、対応するバッテリ要素81を調整するように適合された温度制御部60をさらに備える。同様に、第2の温度制御ブランチ40および第3の温度制御ブランチ50は、それぞれ、第2の温度制御ブランチ40および第3の温度制御ブランチ50を流れ部10および戻り部20に流体連通接続するための流入開口41、51および流出開口42、52を有する。本質的には、温度制御流体70の流れ方向71に関する個々の流入開口31、41、51は、それらの順序が、流出開口32、42、52が戻り部20に流体連通接続される順序に対応するように、流れ部10に流体連通接続される。言い換えれば、第2の温度制御ブランチ40の第2の流出開口41は、第3の温度制御ブランチ50の第3の流出開口51の下流の流れセクション10に配置され、これは従って、第1の温度制御ブランチ30の第1の流出開口31の下流に配置される。これに対応して、第2の温度制御ブランチ40の第2の流出開口42は、第3の温度制御ブランチ50の第3の流出開口52の下流に配置され、これは従って、第1の温度制御ブランチ30の第1の流出開口32の下流に配置される。このようにして、好ましくは流れ部10の流れ開始部11と戻り部20の戻り部分21との間に延びる流路6が、全ての温度制御ブランチ30、40、50に対して同じ長さまたは少なくとも実質的に同じ長さであるように設けることができる。流れ方向71に沿って、ここでは例示的に示されている、第1の温度制御ブランチ30の第1の流入開口31と第3の温度制御ブランチ50の第3の流入開口51との間の距離を通って延びる、対応する流出開口32、52の間の戻り距離22に等しいかまたは少なくとも実質的に等しい流れ距離12によって、等しい長さまたは少なくとも実質的に等しい長さ6のこれらの流路を特に容易に設けることができる。全体として、本発明による温度制御装置1によって、特に、温度制御ブランチ30、40、50と流れ部10および戻り部20とのそれぞれの特別な配置および流体連通接続によって、全ての温度制御ブランチ30、40、50およびそれらの温度制御部60のための温度制御流体70が、一方では、同様のまたは好ましくは同じ温度を有し、他方では、同様の圧力および/または同様の体積流量を有することが可能である。このようにして、全ての温度制御ブランチ30、40、50に対して同様の、または好ましくは同じでさえある温度制御性能を提供することができる。したがって、バッテリシステム80の個々のバッテリ要素81の異なる温度負荷を回避することができる。これは、個々のバッテリ要素が異なる速度で劣化することを防止し、したがって、本発明によるバッテリシステム80の耐用年数の短縮を防止する。
2 温度制御ライン
3 ポンプ装置
4 熱交換器
5 絞り装置
6 流路
10 流れ部
11 流れ開始
12 流れ
13 流れ開口
14流れ分岐
20 戻り部
21 戻り流
22 戻り距離
23 合流開口
24 戻り分岐
30 第1温度制御ブランチ
31 第1流入開口
32 第1流出開口
40 第2温度制御ブランチ
41 第2流入開口
42 第2流出開口
50 第3温度制御ブランチ
51 第3流入開口
52 第3流出開口
60 温度制御部
70 温度制御流体
71 流れ方向
80 バッテリシステム
81 バッテリ要素
Claims (13)
- バッテリシステム(80)の温度制御のための温度制御装置(1)であって、少なくとも1つのバッテリ要素(81)を有し、前記温度制御装置(1)が温度制御流体(70)を流れ方向(71)に導くための温度制御ライン(2 )を備え、前記温度制御ライン(2 )は流れ部(10)と、戻り部(20)と、第1の温度制御ブランチ(30)と、第2の温度制御ブランチ(40)と、を備え、前記第1の温度制御ブランチ(30)は前記流れ部(10)に流体連通接続する第1の流入開口(31)と前記戻り部に流体連通接続する第1の流出開口(32)を備え、前記第2の温度制御ブランチ(40)は前記流れ部(10)に流体連通接続する第2の流入開口(41)と前記戻り部に流体連通接続する第2の流出開口(42)を備え、前記第1の温度制御ブランチ(30)及び前記第2の温度制御ブランチ(40)は互いに流体機能が並行に接続され、前記第1の温度制御ブランチ(30)及び前記第2の温度制御ブランチ(40)はそれぞれ前記バッテリ要素(81)の温度制御のための温度制御部(60)を備え、前記第2の温度制御ブランチ(40)の前記第2の流入開口(41)は、前記第1の温度制御ブランチ(30)の前記第1の流入開口(31)よりも前記流れ部(10)の流れ方向(71)の下流側に配置され、前記第2の温度制御ブランチ(40)の前記第2の流出開口(42)は、前記第1の温度制御ブランチ(30)の前記第1の流出開口(41)よりも前記戻り部(20)の流れ方向(71)の下流に配置される、温度制御装置(1)。
- 前記温度制御ライン(2)は、前記流れ部(10)に連通する第3の流入開口(51)と、前記戻り部(20)に連通する第3の流出開口(52)とを有する少なくとも1つの第3の温度制御ブランチ(50)を有し、前記第3の温度制御ブランチ(50)の前記第3の流入開口(51)は、前記流れ部(10)における流れ方向(71)に対して、前記第1の温度制御ブランチ(30)の前記第1の流入開口(31)の下流であって、前記第2の温度制御ブランチ(40)の前記第2の流入開口(41)の上流に配置され、前記第3の温度制御ブランチ(50 )の前記流出開口(52は)戻り部(20)の流れ方向(71)に対して、前記第1の温度制御ブランチ(30)の前記第1の流出開口(32)の下流であって、前記第2の温度制御ブランチ(40)の前記第2の流出開口(42)の上流に配置された、請求項1に記載の温度制御装置(1)。
- 前記温度制御ライン(2)の2つの温度制御ブランチ(30、40、50)に対して、前記流れ部(10)の前記2つの温度制御ブランチ(30、40、50)の流入開口(31、41、51)の流れ距離(12)と、前記戻り部(20)の前記2つの温度制御ブランチ(30、40、50)の流出開口(32、42、52)の戻り距離(22)とが、等しい長さまたは少なくとも実質的に等しい長さであることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の温度制御装置(1)。
- 前記流れ部(10)は、流れ開始部(11)を有し、前記戻り部(20)は、戻り流(21)を有し、流れ方向(71)に対して、前記流れ部(10)が前記温度制御ブランチ(30、40、50)の1つに流体連通接続する前に前記流れ開始部(11)を配置し、流れ方向(71)に対して、前記温度制御ブランチ(30、40、50)の1つに戻り部(20)が流体連通接続した後に前記戻り流(21)が配置され、さらに、前記流れ開始部(11)と前記戻り流(21)との間の流路(6)はすべての温度制御ブランチ(30、40、50)に対して等しい長さまたは少なくとも実質的に等しい長さであることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の温度制御装置(1)。
- 前記温度制御ライン(2)は、流れる温度制御流体(70)の圧力および/または体積流量を調整するための少なくとも1つの絞り装置(5)を有し、前記少なくとも1つの絞り装置(5)は、前記流れ部(10)および/または前記温度制御部(60)の上流の温度制御ブランチ(30、40、50)および/または前記温度制御部(60)の下流の温度制御ブランチ(30、40、50)および/または戻り部(20)に配置されることを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の温度制御装置(1)。
- 前記流れ部(10)は、前記温度制御ブランチ(30、40、50)の流入開口(31、41、51)に流体連通接続するための少なくとも2つの流れ分岐(14)を備え、前記戻り部(20)は、前記温度制御ブランチ(30、40、50)の流出開口(32、42、52)に流体連通接続するための少なくとも2つの戻り分岐(24)を備えることを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の温度制御装置(1)。
- 温度制御ブランチ(30、40、50)の流入開口(31、41、51)が、前記流れ部(10)の共通の分岐開口部(13)に流体連通するように接続され、および/または温度制御ブランチ(30、40、50)の流出開口(32、42、52)が、前記流れ部(10)の共通の合流開口(23)に流体連通するように接続されることを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の温度制御装置(1)。
- 前記温度制御装置(1)は、前記温度制御ライン(2)内の前記温度制御流体(70)に前記流れ方向(71)への流れを発生させるためのポンプ装置(3)を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の温度制御装置(1)。
- 前記温度制御装置(1)は、前記温度制御流体(70)から熱エネルギーを除去するための熱交換器(4)を有し、前記熱交換器(4)は、前記温度制御ライン(2)内で前記流れ方向(71)において、前記戻り部(20)の後方で前記温度制御流体に接続するように配置されていることを特徴とする、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の温度制御装置(1)。
- 少なくとも1つのバッテリ要素(81)と、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の温度制御装置(1)と、を備えることを特徴とする、バッテリシステム(80)。
- 前記バッテリシステム(80)は、少なくとも2つのバッテリ要素(81)を有し、前記温度制御装置(1)の少なくとも1つの温度制御ブランチ(30、40、50)は、前記少なくとも2つのバッテリ要素(81)の各々に割り当てられていることを特徴とする請求項10に記載のバッテリシステム(80)。
- 前記バッテリ要素(81)にそれぞれ割り当てられた温度制御ブランチ(30、40、50)は、流体機能的に並列に接続され、前記少なくとも2つのバッテリ要素(81)は、電気的に直列に接続されることを特徴とする、請求項11に記載のバッテリシステム(80)。
- 前記少なくとも1つのバッテリ要素(81)が、以下の要素のうちの1つとして形成されることを特徴とする、請求項10〜請求項12のいずれか1項に記載のバッテリシステム(80)。
- バッテリセル
- バッテリセルのグループ
- バッテリレベル
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- バッテリスタック
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