JP3170131U - バッテリ用冷却装置、冷却装置を有するバッテリ、及びバッテリを有する自動車。 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車又は電気車両用の高電圧バッテリ用の冷却装置を提供する。【解決手段】空気式冷却装置を備えるハウジング３を有する。ハウジング３は、空気式冷却装置に加えて、液体式冷却装置を備える。冬に使用するために、加熱ユニットが組み込まれる。【選択図】図１

Description

本考案は、空気式冷却装置を備えるハウジングを有するバッテリ用冷却装置に関する。本考案はまた、前記タイプの冷却装置を有するバッテリに関する。本考案はさらに、前記タイプのバッテリを有する自動車に関する。

特許文献１は、ハウジングの外側に留められた温度検出プレートを有する車両用バッテリ装置を開示しており、ハウジングは、補助バッテリと温度検出プレートとの間に配置され、補助バッテリをハウジング内で冷却するための換気穴を有する。公知のバッテリ装置は、補助バッテリを加熱する複数の加熱要素を含み、その加熱要素は、温度検出プレートに留められている。

欧州特許第１ ３３３ ５２１ Ｂ１号明細書 独国公開特許第１０ ２００７ ０１２ ８９３ Ａ１号明細書 独国実用新案第７４ ３９ ５８２ Ｕ号明細書 独国特許第 ６０３ ０５ ２２１ Ｔ２号明細書

本考案の目的は、バッテリ、特に、ハイブリッド車または電気車両用の高電圧バッテリの冷却をさらに改善することである。

空気式冷却装置を備えるハウジングを有するバッテリ用冷却装置の場合、その目的は、ハウジングが、空気式冷却装置に加えて、液体式冷却装置を備えるという点で達成される。本考案による冷却装置内で空気式冷却装置と液体式冷却装置とを組み合わせた結果として、第２の冷却液回路を必要とすることなしに、単純な態様で冷却力をかなり改善することができる。季節による温度差が大きい場合でさえ、特に、夏での使用と、さらに冬での使用との両方で、本考案による冷却装置を用いて冷却力を改善することができる。

冷却装置の１つの好ましい例示的な実施形態は、冷却装置が、空気式冷却装置がある第１の領域と、第１の領域から分離された、液体式冷却装置がある第２の領域とを有することを特徴とする。空気式冷却装置がある領域は、冷却エアダクトを備えるのが好ましい。冷却空気は、外部供給源から供給されるのが好ましい。この場合、冷却空気は、バッテリセルが配置されていない領域から供給されるのが好ましい。このようにして、バッテリセルの領域での所望しない凝縮問題を回避することができる。

冷却装置のさらに好ましい例示的な実施形態は、冷却装置が、加熱ユニットがある第３の領域を有することを特徴とする。加熱ユニットは、低温において、特に冬に使用する際にバッテリを加熱する働きをする。

冷却装置のさらに好ましい例示的な実施形態は、領域が積層した板状冷却装置として形成されることを特徴とする。このようにして、製造コストおよび必要とされる部品点数を削減することができる。

冷却装置のさらに好ましい例示的な実施形態は、バッテリセルが、液体式冷却装置を備える層の上に配置されることを特徴とする。前記構成は、本考案の中でも特に有益であると分かった。

冷却装置のさらに好ましい例示的な実施形態は、加熱ユニットを備える層が、空気式冷却装置を備える層と液体式冷却装置を備える層との間に配置されることを特徴とする。液体式冷却装置を備える層は、バッテリセルを直接冷却するように働くのが好ましい。空気式冷却装置を備える層は、特に、冷却プレートとして設計された冷却装置を冷却するように働くのが好ましい。

冷却装置のさらに好ましい例示的な実施形態は、加熱ユニットが電気加熱ユニットとして設計されることを特徴とする。電気加熱ユニットは、例えば、加熱ユニットを備える層内に置かれた、または埋め込まれた少なくとも１つの加熱金属薄板または同様のものを備える。

冷却装置のさらに好ましい例示的な実施形態は、液体式冷却装置を備える層が、液体冷却回路を備えることを特徴とする。液体冷却回路は、例えば、テトラフルオロエタン、二酸化炭素、または水−グリコール混合物などの冷媒で機能する。

上記の目的はまた、上記の冷却装置を有するバッテリによって達成される。バッテリは、電圧が１２Ｖを超えるバッテリ、特に、高電圧バッテリであるのが好ましい。

上記の目的はまた、上記のバッテリを有する自動車によって達成される。自動車は、ハイブリッド車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）または電気車両であるのが好ましい。

様々な例示的な実施形態が図面を参照して詳細に説明される以下の説明から、本考案のさらなる利点、特徴、および細部が明らかになるであろう。

冷却装置を有する、本考案によるバッテリをきわめて簡略化した形態で示している。

図１は、冷却装置４を有するバッテリ１をきわめて簡略化した形態で示している。冷却装置４は、上側にバッテリセル５が配置されたハウジング３を有する。

冷却装置４は、３つの領域１１、１２、１３を有する冷却プレート１０として設計され、これら３つの領域は、積層した、ほぼ立方仕様の冷却プレート１０として形成されている。

冷媒で機能する液体冷却回路は、冷却プレート１０の最上部層１２に組み込まれている。冷媒として、例えば、ショートコードＲ１３４Ａの１，１，１，２−テトラフルオロエタンを使用する。代替として、水−グリコール混合物を使用してもよい。最上部層１２の液体冷却回路は、夏に使用する際にバッテリセル５を冷却する働きをする。

電気加熱ユニットを備える中間層１３は、最上部層１２の下に、すなわち、バッテリセル５から離れる方向を向いた側に配置されている。電気加熱ユニットは、冬に使用する際にバッテリセル５を加熱する働きをする。電気加熱ユニットは、中間層１３内に置かれた、または埋め込まれた少なくとも１つの加熱金属薄板を備える。

最下部層１１は、層１３が２つの層１１、１２の間に配置されるように配置される。エアダクトが層１１に組み込まれ、冬に使用する際に空気冷却を可能にする。

最下部層１１の空気式冷却装置に向かう空気は、外部供給源から、具体的には、特に、バッテリセル５を備える領域から離れた供給源から吸い込まれる。このようにして、外部空気に起因する凝縮問題（Kondensationsprobleme）を回避することができる。代替案として、またはそれに加えて、空気は、バッテリを有する自動車の内部空間から吸い込まれる。最下部層１１の空気式冷却装置は、冷却プレート１０自体を冷却するように働く。熱伝達を改善するために、冷却プレートには、最下部領域１１に冷却リブを設けることができる。

３つの領域１１、１２、１３は、バッテリセル５の最適温度が常に保証されるように、温度に応じて調整される。本考案による冷却装置４により、電気車両またはハイブリッド車の高電圧バッテリを冷却および加熱する、コンパクトで高度に統合された装置がもたらされる。

１ バッテリ
３ ハウジング

Claims (9)

1. 空気式冷却装置を備えるハウジング（３）を有するバッテリ（１）用の冷却装置であって、
   前記ハウジング（３）は、前記空気式冷却装置に加えて、液体式冷却装置を備え、
   加熱ユニットがある第３の領域（１３）を有することを特徴とする、
   冷却装置。
2. 前記冷却装置（４）が、前記空気式冷却装置がある第１の領域（１１）と、前記第１の領域から分離された、前記液体式冷却装置がある第２の領域（１２）とを有することを特徴とする、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記領域（１１〜１３）は、積層した板状冷却装置（４）として形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の冷却装置。
4. バッテリセル（５）が、前記液体式冷却装置を備える前記層（１２）の上に配置されることを特徴とする、請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記加熱ユニットを備える前記層（１３）は、前記空気式冷却装置を備える前記層（１１）と前記液体式冷却装置を備える前記層（１２）との間に配置されることを特徴とする、請求項３または４に記載の冷却装置。
6. 前記加熱ユニットは、電気加熱ユニットとして設計されることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか一項に記載の冷却装置。
7. 前記液体式冷却装置を備える前記層（１２）は液体冷却回路を備えることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載の冷却装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷却装置（４）を有するバッテリ。
9. 請求項８に記載のバッテリ（１）を有する自動車。

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