DE102009015931B4

DE102009015931B4 - Batterieeinheit mit Gebläse

Info

Publication number: DE102009015931B4
Application number: DE102009015931.2A
Authority: DE
Inventors: Yoshimitsu Inoue
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2029-04-02
Also published as: US8906530B2; JP2009252417A; DE102009015931A1; US20090253029A1; JP4661895B2

Abstract

Batterieeinheit (100, 100A), die umfasst:ein Batteriegehäuse (2);eine in dem Batteriegehäuse (2) angeordnete Modulanordnung (1, 1A), wobei die Modulanordnung (1, 1A) umfasst: eine Vielzahl von Batteriemodulen (5), wobei die Batteriemodule (5) gestapelt sind und positive Anschlüsse (8) und negative Anschlüsse (7) haben, wobei die Modulanordnung (1, 1A) eine erste Oberfläche, die sich entlang einer Stapelrichtung (X), in der die Batteriemodule (5) gestapelt sind, erstreckt, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche, die sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, definiert;Elektrodenabschnitte (4), die entlang der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet sind und die positiven Anschlüsse (8) und die negativen Anschlüsse (7) der Batteriemodule (5) elektrisch verbinden;ein Gebläse (30), das angeordnet ist, um einer Seitenwand (2b) des Batteriegehäuses (2) entgegengesetzt zu sein, wobei die Seitenwand (2b) sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, ohne der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) zugewandt zu sein, wobei das Gebläse (30) eine Drehwelle (32) hat, die sich zwischen einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene befindet, wobei die erste Ebene die erste Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst und die zweite Ebene die zweite Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst; undLamellen (51), die entlang der Elektrodenabschnitte (4) angeordnet sind, wobeidas Gebläse (30) derart aufgebaut ist, dass Luft über einen Bereich in Richtung der Lamellen (51) zugeführt wird, der gleich einer Abmessung der Modulanordnung (1, 1A) in Bezug auf die Stapelrichtung (X) ist, unddie Lamellen (51) Oberflächen haben, die in Bezug auf einen Luftstrom in Richtung einer stromabwärtigen Stelle größer werden, wobei die Batterieeinheit (100, 100A) fernerein Unterbringungselement (55), das entlang der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet ist, um wenigstens einen Abschnitt der ersten Oberfläche außer den Elektrodenabschnitten (4) zu bedecken;Sensoren (25), die den Batteriemodulen (5) entsprechend angeordnet sind; undLeitungen (27) umfasst, die sich von den Sensoren (25) erstrecken, wobeidas Unterbringungselement (55) sich über die Stapelrichtung (X) erstrecktundeinen Unterbringungsraum (56) darin bereitstellt, um die Leitung (27) in der Stapelrichtung (X) unterzubringen,das Unterbringungselement (55) eine entgegengesetzte Wand (55a) hat, die über den Unterbringungsraum (56) entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) ist, undein Abstand (H1) zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und der entgegengesetzten Wand kleiner als ein Abstand (H3) zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und den Lamellen (51) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieeinheit mit einem Gebläse, die zum Beispiel als eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugantriebsmotors verwendet wird.
Eine Batterieeinheit ist zum Beispiel in JP 2003 - 346 759 A beschrieben. Die beschriebene Batterieeinheit umfasst eine Batteriemodulanordnung als eine Batterie, die ein wichtiger Teil ist, und ein Gebläse zum Kühlen der Batteriemodulanordnung. Die Batteriemodulanordnung ist in einer Batterieumhüllung aufgenommen. Das Gebläse hat ein Gebläsegehäuse. Das Gebläsegehäuse ist an einer Position über der Batteriemodulanordnung mit der Batterieumhüllung verbunden, und ein Durchgang für die Luft ist darin definiert.
Eine derartige Batterie ist zum Beispiel in Hybridfahrzeugen montiert. Folglich ist in einer Ökobetriebsart, in der ein Motor ausgeschaltet ist, Geräuschlosigkeit erforderlich. Auch ist im Allgemeinen erforderlich, dass die Batterieeinheit in einem Fall, in dem sie auf einer Rückseite eines Kofferraums des Hybridfahrzeugs angeordnet ist, kompakt ist.
In der beschriebenen Batterieeinheit ist die Batteriemodulanordnung relativ zu einer Strömungsrichtung der von dem Gebläse geblasenen Luft nach unten in Richtung des Gebläses geneigt. Da ein vorgegebener Durchgang zwischen einer oberen inneren Oberfläche der Batterieumhüllung und einer oberen Oberfläche der Batteriemodulanordnung definiert ist, wird der Widerstand gegen den Luftstrom verringert, und folglich werden die Geräusche verringert. Andererseits nimmt eine Größe der Batterieeinheit mit der Batterieumhüllung und dem Gebläsegehäuse wegen der Bereitstellung des Durchgangs durch die Anordnung der Batteriemodulanordnung zu.
Die US 2006 / 0 216 582 A1 offenbart eine luftgekühlte Batterieeinheit mit freiliegenden Elektrodenabschnitten und einem einfachen Aufbau. Die nachveröffentlichte DE 10 2008 017 041 A1 , die EP 1 321 990 A2 , DE 602 07 158 T2 , US 6 111 387 A , JP 2001 - 143 769 A , JP 2008 - 016 286 A und US 2006 / 0 210 868 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieeinheit mit einem Gebläse bereitzustellen, die fähig ist, Geräusche und die Größe zu verringern. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieeinheit mit einem Gebläse bereitzustellen, die fähig ist, die Ungleichmäßigkeit der Temperatur zwischen Batteriemodulen zu verringern. Es ist ferner eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieeinheit mit einem Gebläse mit einer kompakten Struktur bereitzustellen, die fähig ist, Elemente, wie etwa Leitungen und ähnliches aufzunehmen. Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieeinheit mit einem Gebläse bereitzustellen, die fähig ist, unerwartete Kurzschlüsse zwischen Batteriemodulen mit einer einfachen Struktur zu beschränken. Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieeinheit mit einem Gebläse bereitzustellen, die fähig ist, Batteriemodule wirksam zu kühlen. Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieeinheit mit einem Gebläse bereitzustellen, die fähig ist, Batteriemodule mit einer einfachen Struktur wirksam zu heizen.
Die obigen Aufgaben werden durch eine Batterieeinheit nach Anspruch 1 gelöst.
Da in dem Aufbau nach Anspruch 1 die Drehwelle des Gebläses zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene der Modulanordnung angeordnet ist, wird eine Gesamtgröße der Batterieeinheit in einer Richtung senkrecht zu den ersten und zweiten Ebenen, wie etwa eine Höhe, verkleinert. Ferner wird die Luft in Richtung der ersten Oberfläche der Modulanordnung über einen im Wesentlichen gesamten Bereich der Modulanordnung in Bezug auf die Stapelrichtung zugeführt. Folglich wird die Luft in Bezug auf die Stapelrichtung im Wesentlichen gleichmäßig an die Batteriemodule zugeführt, während ein Widerstand gegen den Luftstrom verringert wird. Folglich werden Geräusche verringert, während die Größe der Batterieeinheit verkleinert wird.
Da ferner die Lamellen entlang der Elektrodenabschnitte angeordnet sind, wird der Wärmeübertragungsbereich, wie etwa eine Wärmeabstrahlungsfläche, zum Abstrahlen von Wärme von den Batteriemodulen vergrößert. Außerdem haben die Lamellen Oberflächenbereiche, die entsprechend der Strömungsrichtung der Luft zunehmen. Das heißt, eine erste Lamelle, die sich stromabwärtig einer zweiten Lamelle in Bezug auf den Luftstrom befindet, hat eine größere Oberfläche als eine Oberfläche der zweiten Lamelle. Daher ist der Wärmeübertragungsbetrag zwischen den Lamellen im Wesentlichen gleich. Als solches wird die Ungleichmäßigkeit der Wärmeübertragungsfähigkeit in Bezug auf eine Strömungsrichtung der Luft verringert. Folglich wird die Ungleichmäßigkeit der Temperatur zwischen den Batteriemodulen verringert, und folglich wird eine stabile Leistung der Batterieinheit erreicht.
Die obigen Aufgaben werden ferner durch eine Batterieeinheit nach Anspruch 5 gelöst.
In dem Aufbau nach Anspruch 5 kann der durch das Unterbringungselement bereitgestellte Unterbringungsraum zum Führen von Leitungen verwendet werden. Die Leitungen sind zum Beispiel Sensorkabel zum Erfassen von Zuständen der Batteriemodule, wie etwa der Temperatur und ähnlichem. Da die entgegengesetzte Wand des Unterbringungselements von der inneren Oberfläche des Batteriegehäuses beabstandet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Luft, die den Durchgangraum durchläuft, von dem Unterbringungselement beeinflusst wird.
Die obigen Aufgaben werden ferner durch eine Batterieeinheit nach Anspruch 8 gelöst.
Da in dem Aufbau nach Anspruch 8 das isolierende Element zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung und den Elektrodenabschnitten angeordnet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass Fremdstoffe, wie etwa Staub, Tröpfchen und ähnliches, zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung und den Elektrodenabschnitten eintreten. Folglich werden unerwartete Kurzschlüsse zwischen den benachbarten Batteriemodulen, die durch das Eintreten von Fremdstoffen verursacht werden, verringert.
Die obigen Aufgaben werden ferner durch eine Batterieinheit nach Anspruch 11 gelöst.
In dem Aufbau nach Anspruch 11 kann die von dem Gebläse erzeugte Luft von dem Heizelement geheizt werden. Wenn die Temperatur der Batteriemodule niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist, wird geheizte Luft auf die Lamellen angewendet, und folglich können die Batteriemodule geheizt werden. Folglich zeigt sich eine stabile Batterieleisturig.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet sind, deutlicher, wobei:

1 eine schematische Seitenansicht einer Batterieeinheit, teilweise einschließlich eines Querschnitts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Draufsicht der Batterieeinheit gemäß der ersten Ausführungsform ist;
3 eine Schnittansicht eines Teils einer Batterieeinheit zum Zeigen eines Beispiels für ein isolierendes Umhüllungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine entlang einer Linie IV-IV in 3 genommene Querschnittansicht ist;
5 eine Querschnittansicht eines Teils einer Batterieeinheit zum Zeigen eines anderen Beispiels des isolierenden Umhüllungselements gemäß der zweiten Ausführungsform ist; und
6 eine schematische Seitenansicht einer Batterieeinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Eine Batterieeinheit 100 der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel in einem Hybridfahrzeug verwendet, das von einer Brennkraftmaschine und einem batteriebetriebenen Motor angetrieben wird. Die Batterieeinheit 100 umfasst eine Batterie als eine Antriebsquelle eines Antriebsmotors und ein Gebläse zum Erzeugen von Luft, wie etwa Kühlluft in Richtung der Batterie. Die Batterie ist zum Beispiel eine Nickel-Metallhydrid-Akkumulatorbatterie, eine Lithiumionen-Akkumulatorbatterie, eine organische Radikalbatterie oder ähnliches. Die Batterieeinheit 100 ist in einem vorgegebenen Platz eines Fahrzeugs, wie etwa unter einem Sitz, in einem Raum, der zwischen einem Rücksitz und einem Kofferraum definiert ist, in einem Raum, der zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz definiert ist, oder ähnlichem montiert.
Bezug nehmend auf 1 und 2 umfasst die Batterieeinheit 100 im Allgemeinen eine Modulanordnung 1 als die Batterie und ein Gebläse 30 zum Erzeugen von Luft, um hauptsächlich die Modulanordnung 1 zu kühlen. Die Modulanordnung 1 und das Gebläse 30 sind in ein Batteriegehäuse integriert und an der vorgegebenen Stelle des Fahrzeugs montiert. In den Zeichnungen bezeichnet ein gestrichelter Pfeil A1 einen allgemeinen Fluss der von dem Gebläse 30 erzeugten Luft.
Die Modulanordnung 1 ist aus mehreren Batteriemodulen 5 aufgebaut. Die Batteriemodule 5 sind elektrisch in Reihe geschaltet und in einem Batteriegehäuse 2 aufgenommen. Ferner sind in dem Batteriegehäuse 2 die Batteriemodule 5 parallel zueinander in einer ersten Richtung X angeordnet, so dass ihre Seitenoberflächen entgegengesetzt zueinander sind, wobei die Seitenoberflächen sich in einer Längsrichtung Y der Batteriemodule 5 erstrecken. Jedes der Batteriemodule 5 erstreckt sich in einer zweiten Richtung Y, die im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung der von dem Gebläse 30 geblasenen Luft ist.
Auf die erste Richtung X wird hier nachstehend auch als eine Stapelrichtung der Batteriemodule 5 ebenso wie als eine Breitenrichtung der Modulanordnung 1 Bezug genommen. Auf die zweite Richtung Y wird auch als eine Längsrichtung des Batteriemoduls 5 Bezug genommen. Die Breitenrichtung X entspricht einer Richtung senkrecht zu einer Papieroberfläche- von 1 und einer Rechts- und Linksrichtung in 2. Die Längsrichtung Y des Batteriemoduls 5 ist senkrecht zu der Breitenrichtung X. Strukturen der Batterieeinheit 100 werden hier nachstehend beispielhaft in einem Fall beschrieben, in dem die Batterieeinheit 100 derart angeordnet ist, dass eine dritte Richtung Z, die senkrecht zu der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y ist, einer Oben- und Untenrichtung entspricht. Folglich wird auf die dritte Richtung Z auch als die Oben- und Untenrichtung Bezug genommen. Eine Anordnungsrichtung der Batterieeinheit 100 in dem Fahrzeug ist jedoch nicht auf eine derartige Richtung beschränkt.
Das Batteriegehäuse 2 hat eine im Allgemeinen rechteckige Parallelepipedkastenform, und wenigstens eine Seitenwand des Batteriegehäuses 2 ist zum Beispiel zu Wartungszwecken abnehmbar. Das Batteriegehäuse 2 ist aus Harz, Stahlblech oder ähnlichem gefertigt. Das Batteriegehäuse 2 umfasst, wie in 2 gezeigt, einen Gerätekasten 24 und Befestigungsabschnitte 23 aus seinen Seiten in Bezug auf die Breitenrichtung X. Das Batteriegehäuse 2 ist durch Befestigen von Befestigungsteilen, wie etwa Bolzen, durch die Befestigungsabschnitte 23 an einem Teil des Fahrzeugs befestigt.
Der Gerätekasten 24 nimmt verschiedene Vorrichtungen, wie etwa eine (nicht gezeigte) Batterieüberwachungseinheit in Verbindung mit Sensoren 25 zum Überwachen von Zuständen der Batteriemodule 5, eine (nicht gezeigte) Steuereinheit zum Steuern eines Motors 31 des Gebläses 30 und der Batteriemodule 5, (nicht gezeigte) Kabelbäume zum Verdrahten verschiedener Vorrichtungen und ähnliches auf.
Jedes der Batteriemodule 5 ist mit einem elektrisch isolierenden harzigen Außengehäuse bedeckt. Das Batteriemodul 5 hat eine im Allgemeinen flache Parallelepipedform. Das Batteriemodul 5 hat an Enden einen positiven Anschluss 8 und einen negativen Anschluss 7. Der positive Anschluss 8 und der negative Anschluss 7 sind in der Längsrichtung Y des Batteriemoduls 5 voneinander getrennt. Der positive Anschluss 8 und der negative Anschluss 7 liegen von dem Außengehäuse frei. Die Längsrichtung Y ist im Wesentlichen parallel zu der Strömungsrichtung der von dem Gebläse 30 erzeugten Luft.
In dem Batteriegehäuse 2 ist die Modulanordnung 1 derart angeordnet, dass ein erster Raum zwischen der inneren Oberfläche des Batteriegehäuses 2 und einer ersten Oberfläche der Modulanordnung 1 definiert ist. Zum Beispiel ist der erste Raum zwischen einer oberen inneren Oberfläche des Batteriegehäuses 2 und einer oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 definiert. Auch ist die Modulanordnung 1 derart angeordnet, dass eine zweite Oberfläche von ihr (z.B. die Bodenoberfläche in 1) von einer zweiten inneren Oberfläche (z.B. einer inneren Bodenoberfläche in 1) des Batteriegehäuses 2 getrennt ist, um einen zweiten Raum zu definieren. In diesem Fall ist eine Abmessung des zweiten Raums in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z hinreichend kleiner als eine Abmessung des ersten Raums. Alternativ kann die Modulanordnung 1 derart angeordnet werden, dass eine zweite Oberfläche von ihr in Kontakt mit der zweiten inneren Oberfläche des Batteriegehäuses 2 ist.
Die Abmessung des ersten Raums ist in der Oben- und Untenrichtung in 1 relativ groß, um Elektrodenabschnitte 4 und Leitungseinheiten 55 mit Leitungen 27 darin aufzunehmen und zuzulassen, dass die von dem Gebläse 30 erzeugte Luft hindurchgeht, um hauptsächlich die Modulanordnung 1 zu kühlen. Daher kann auf den ersten Raum auch als ein Durchgangsraum Bezug genommen werden.
Die Batteriemodule 5 sind in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft (z.B. die Oben- und Untenrichtung in 2) in zwei Reihen, wie etwa einer stromaufwärtigen Reihe und einer stromabwärtigen Reihe, angeordnet. Die Batteriemodule 5 der stromaufwärtigen Reihe sind von den Batteriemodulen 5 der stromabwärtigen Reihe um einen vorgegebenen Abstand beabstandet. In jeder stromaufwärtigen Reihe und stromabwärtigen Reihe sind die Batteriemodule 5 in der Breitenrichtung X dicht aneinander gestapelt. Ferner sind die Batteriemodule 5 derart angeordnet, dass sie einen gesamten Innenraum des Batteriegehäuses 2 in der Breitenrichtung X einnehmen. Mit anderen Worten sind die Batteriemodule 5 im Wesentlichen über die Breite des Batteriegehäuses 2 angeordnet. In der in 2 gezeigten Ausführungsform hat zum Beispiel jede Reihe elfBatteriemodule 5.
Alle Batteriemodule 5 in dem Batteriegehäuse 2 sind elektrisch durch die Elektrodenabschnitte 4 als leitende Elemente verbunden. Ferner sind alle Batteriemodule 5 von dem positiven Anschluss 8 eines ersten Batteriemoduls 5a, das sich an einem Ende der stromaufwärtigen Reihe (z.B. linkes Ende in 2) zu dem negativen Anschluss 7 eines zweiten Batteriemoduls 5b, das sich an einem entgegengesetzten Ende der stromabwärtigen Reihe (z.B. rechtes Ende in 2) in einer gewundenen Weise befindet, elektrisch in Reihe geschaltet. Einige der Batteriemodule 5 sind hier nachstehend der einfachen Erklärung halber mit Bezugsnummern 5a bis 5g bezeichnet.
Das erste Batteriemodul 5a hat den positiven Anschluss 8 an einem ersten Ende (z.B. einem unteren Ende in 2) in einer ersten Längsrichtung Y1. Der Elektrodenabschnitt 4, der elektrisch mit dem positiven Anschluss 8 des ersten Batteriemoduls 5a verbunden ist, entspricht einem positiven Elektrodenabschnitt der Modulanordnung 1. Der negative Anschluss 7 des zweiten Batteriemoduls 5b entspricht einem negativen Elektrodenabschnitt der Modulanordnung 1.
Das erste Batteriemodul 5a ist mit einem dritten Batteriemodul 5c, das sich in einer zweiten Längsrichtung Y2 neben dem ersten Batteriemodul 5a befindet, elektrisch verbunden. Insbesondere ist der negative Anschluss 7, der an einem zweiten Ende (z.B. einem oberen Ende in 2) des ersten Batteriemoduls 5a angeordnet ist, mit dem positiven Anschluss 8 des dritten Batteriemoduls 5c, das sich an einem ersten Ende (z.B. einem unteren Ende in 2) des dritten Batteriemoduls 5c befindet, durch den Elektrodenabschnitt 4, der sich in der Breitenrichtung X erstreckt, elektrisch verbunden.
Das dritte Batteriemodul 5c ist mit einem vierten Batteriemoduls 5d, das sich in einer ersten Breitenrichtung X1 neben dem dritten Batteriemodul 5c befindet, elektrisch verbunden. Insbesondere hat das dritte Batteriemodul 5c den negativen Anschluss 7 an einem zweiten Ende (z.B. einem oberen Ende in 2), und das vierte Batteriemodul 5d hat den positiven Anschluss 8 an einem zweiten Ende (z.B. einem oberen Ende in 2). Der negative Anschluss 7 des dritten Batteriemoduls 5c ist durch den Elektrodenabschnitt 4, der sich in der Breitenrichtung X erstreckt, mit der positiven Elektrode 8 des vierten Batteriemoduls 5d elektrisch verbunden.
Das vierte Batteriemodul 5d ist mit einem fünften Batteriemodul 5e, das sich in der ersten Längsrichtung Y1 neben dem vierten Batteriemodul 5d befindet, elektrisch verbunden. Das vierte Batteriemodul 5d hat den negativen Anschluss 7 an einem ersten Ende (z.B. einem unteren Ende in 2), und das fünfte Batteriemodul 5e hat den positiven Anschluss 8 an einem zweiten Ende (z.B. einem oberen Ende in 2). Der negative Anschluss 7 des vierten Batteriemoduls 5d und der positive Anschluss 8 des fünften Batteriemoduls 5e sind durch den Elektrodenabschnitt 4, der sich in der Längsrichtung Y erstreckt, elektrisch verbunden.
Das fünfte Batteriemodul 5e ist mit einem sechsten Batteriemodul 5f, das sich in der ersten Breitenrichtung X1 neben dem fünften Batteriemodul 5e befindet, elektrisch verbunden. Das fünfte Batteriemodul 5e hat den negativen Anschluss 7 an einem ersten Ende (z.B. einem unteren Ende in 2), und das sechste Batteriemodul 5f hat den positiven Anschluss 8 an einem ersten Ende (z.B. einem unteren Ende in 2). Der negative Anschluss 7 des fünften Batteriemoduls 5e ist durch den Elektrodenabschnitt 4, der sich in der Breitenrichtung X erstreckt, mit dem positiven Anschluss 8 elektrisch verbunden.
Ebenso sind entgegengesetzte Elektrodenanschlüsse, wie etwa der positive Anschluss 8 und der negative Anschluss 7, der Batteriemodule 5, die nebeneinander sind, durch die Elektrodenabschnitte 4, die dazwischen bis zu dem zweiten Batteriemodul 5b verbinden, während sie sich in der Breitenrichtung winden, elektrisch in Reihe geschaltet. Der positive Anschluss 8 des zweiten Batteriemoduls 5b ist durch den Elektrodenabschnitt 4 mit dem negativen Anschluss 7 eines siebten Batteriemoduls 5g, das sich in der ersten Längsrichtung Y1 neben dem zweiten Batteriemodul 5b befindet, elektrisch verbunden und ist ferner an dem zweiten Ende des siebten Batteriemoduls 5g durch das siebte Batteriemodul 5g mit dem Elektrodenabschnitt 4 elektrisch verbunden.
Folglich sind alle Batteriemodule 5, die im Inneren des Batteriegehäuses 2 aufgenommen sind, durch die Elektrodenabschnitte 4 von dem Elektrodenabschnitt 4 des ersten Endes des ersten Batteriemoduls 5a zu dem Elektrodenabschnitt 4 des zweiten Endes des zweiten Batteriemoduls 5b in einer Zickzack-Weise oder einer gewundenen Weise elektrisch in Reihe geschaltet.
Lamellen 51, wie etwa die Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d, sind über den Elektrodenabschnitten 4 angeordnet, um Wärme zu oder von . den Batteriemodulen 5 zu übertragen. Hier bezeichnet die Bezugsnummer 51a eine stromaufwärtigste Lamelle, die sich an einer am weitesten stromaufwärtig gelegenen Stelle in Bezug auf den Luftstrom befindet, und die Bezugsnummer 51d bezeichnet eine stromabwärtigste Lamelle, die sich an einer am weitesten stromabwärtig gelegenen Stelle in Bezug auf den Luftstrom befindet. Die Bezugsnummern 51b bis 51c bezeichnen eine mittlere stromaufwärtige Lamelle und eine mittlere stromabwärtige Lamelle, die sich zwischen der stromaufwärtigsten Lamelle 51a und der stromabwärtigsten Lamelle 51d befinden.
Die Lamellen 51 sind entsprechend in der Richtung Z1 über den positiven Anschlüssen 8 und den negativen Anschlüssen 7 angeordnet. Die Lamellen 51 sind aus einem Metall, wie etwa einer Aluminiumlegierung, gefertigt und haben eine gewellte Form. Die Lamellen 51 sind derart angeordnet, dass Rillen in der Breitenrichtung X angeordnet sind und sich in der Längsrichtung Y erstrecken, so dass die von dem Gebläse 30 geblasene Luft im Allgemeinen in der Längsrichtung Y durch Täler der gewellten Form strömt.
Die Lamellen 51 sind derart aufgebaut, dass ihre Oberflächen in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft größer werden. Mit anderen Worten hat die erste Lamelle 51, die sich stromabwärtig von der zweiten Lamelle 51 befindet, eine größere Oberfläche als die der zweiten Lamelle 51.
Zum Beispiel hat die erste Lamelle 51 den Wärmeabstrahlungsbetrag, der im Wesentlichen gleich dem der zweiten Lamelle 51 ist. Hier umfasst der Ausdruck „im Wesentlichen gleich“ auch die Bedeutung von „gleich“. Mit anderen Worten hat eine erste Lamelle 51, die sich neben einer zweiten Lamelle 51 in der zweiten Längsrichtung Y2 befindet, den Wärmeabstrahlungsbetrag, der im Wesentlichen gleich dem der zweiten Lamelle 51 ist. Der Wärmeabstrahlungsbetrag jeder Lamelle 51 ist proportional zu dem Produkt einer Temperaturdifferenz zwischen der Lamelle 51 und der Luft und der Oberfläche der Lamelle 51. Die Temperatur der Luft nimmt aufgrund des Wärmeaustauschs mit den Lamellen 51 in Richtung einer stromabwärtigen Stelle zu. Die Lamellen 51 sind derart aufgebaut, dass der Wärmeabstrahlungsbetrag im Wesentlichen zwischen ihnen gleich ist, selbst wenn die Temperatur der Luft in Richtung der stromabwärtigen Stelle erhöht wird. Mit anderen Worten hat die stromaufwärtigste Lamelle 51a den kleinsten Wärmeabstrahlungsbetrag, und der Wärmeabstrahlungsbetrag nimmt in Bezug auf Luft mit der gleichen Temperatur in Richtung der stromabwärtigsten Lamelle 51d zu.
Die Batteriemodule 5 sind in zwei Reihen angeordnet, und der vorgegebene Spielraum wird zwischen der stromaufwärtigen Reihe und der stromabwärtigen Reihe bereitgestellt. Das heißt, zwei Batteriemodule 5 sind in der Längsrichtung Y in jeder Linie angeordnet, und folglich sind vier Anschlüsse 7, 8 in der Längsrichtung Y in jeder Linie angeordnet. Daher sind die Lamellen 51 in vier Reihen angeordnet. In der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die mittleren stromaufwärtigen Lamellen 51b, die in einer zweiten Reihe sind, und die mittleren stromabwärtigen Lamellen 51c, die in einer dritten Reihe sind, miteinander integriert. Die Anschlüsse 7, 8 der ersten Reihe der Batteriemodule 5 und die Anschlüsse 7, 8 der zweiten Reihe der Batteriemodule 5 sind jedoch getrennt. Daher werden die mittleren stromaufwärtigen Lamellen 51b und die mittleren stromabwärtigen Lamellen 51c der einfacheren Erklärung halber als getrennte Lamellen behandelt.
Als ein Beispiel nimmt die Abmessung (Länge) der Lamellen 51 in der Längsrichtung Y allmählich in Richtung einer stromabwärtigen Stelle zu, so dass die Oberflächen der Lamellen 51 in Richtung einer stromabwärtigen Stelle, das heißt in Bezug auf die zweite Längsrichtung Y2, größer werden. Das heißt, eine Abmessung T1 der stromaufwärtigsten Lamelle 51a, eine Abmessung T2 der mittleren stromaufwärtigen Lamelle 51b, eine Abmessung T3 der mittleren stromabwärtigen Lamelle 51c und eine Abmessung T4 der stromabwärtigsten Lamelle 51d erfüllen eine Beziehung von T1 < T2 < T3 < T4.
Leitungseinheiten 55 sind oberhalb der Modulanordnung 1 angeordnet. Jede der Leitungseinheiten 55 bildet ein raumbildendes Element oder ein Unterbringungselement, das sich entlang der Modulanordnung 1 über die Breitenrichtung X erstreckt und wenigstens einen Teil eines oberen Abschnitts jedes Batteriemoduls 5 außer den Elektrodenabschnitten 4 bedeckt. Die Leitungseinheit 55 stellt einen Raum 56, wie etwa einen Unterbringungsraum, bereit, der sich in der Breitenrichtung X kontinuierlich darin erstreckt.
Die Leitungen 27, welche die Sensoren 25 zum Überwachen von Batteriezuständen, wie etwa Temperatursensoren, mit dem Gerätekasten 24 elektrisch verbinden, sind in dem Raum 56 angeordnet. Die Sensoren 25 sind entsprechend mit den Leitungen 27 versehen. Jede der Leitungen 27 erstreckt sich von der oberen Oberfläche des Batteriemoduls 5 hinaus. Das heißt, die Leitungseinheiten 55 sind bereitgestellt, um die Leitungen 27, die sich aus den Batteriemodulen 5 erstrecken, zu dem Gerätekasten 24, der auf der Seite der Modulanordnung 1 bereitgestellt ist, in der zweiten Breitenrichtung X2 zu führen.
Jede Leitungseinheit 55 hat im Wesentlichen eine U-Form in einem Querschnitt, der entlang der Oben- und Untenrichtung Z und in der Längsrichtung Y definiert ist, und ist, wie in 1 gezeigt, in der Abwärtsrichtung Z2 offen. Folglich wird der Raum 56 durch die U-förmige Leitungseinheit 55 und die oberen Oberflächen der Batteriemodule 5 bereitgestellt. Der Raum 56 ist von dem Durchgangsraum, durch den die Luft strömt, getrennt.
Die Leitungseinheit 55 hat eine entgegengesetzte Wand 55a, wie etwa eine obere Wand, die sich entlang der Längsrichtung Y und der Breitenrichtung X erstreckt. Die obere Wand 55a der Leitungseinheit 55 ist von der oberen inneren Oberfläche des Batteriegehäuses 2 um einen vorgegebenen Abstand beabstandet, so dass ein Raum zwischen der oberen Wand 55a der Leitungseinheit 55 und der oberen inneren Oberfläche des Batteriegehäuses 2 bereitgestellt wird, um den Luftstrom zuzulassen.
Ein Abstand H1 der Leitungseinheit 55 von der oberen Oberfläche der Batteriemodule 5 in der Aufwärtsrichtung Z1, das heißt eine Höhe der Leitungseinheit 55 in der Oben- und Untenrichtung Z, ist kleiner als ein Abstand H2 zwischen der oberen Oberfläche der Batteriemodule 5 und einem oberen Ende der Lamelle 51, die über dem Elektrodenabschnitt 4 angeordnet ist. Zum Beispiel ist die Abmessung H1 der Leitungseinheit 55 kleiner als ein Abstand H3 zwischen der oberen Oberfläche der Batteriemodule 5 und einer oberen Oberfläche des Elektrodenabschnitts 4 in der Oben- und Untenrichtung Z.
Die Abmessung H1 der Leitungseinheit 55 kann derart bestimmt werden, dass die Leitungseinheit 55 nicht in dem Durchgangsraum des Batteriegehäuses 2 angeordnet ist. Insbesondere wird die Abmessung H1 der Leitungseinheit 55 derart bestimmt, dass die Leitungseinheit 55 nicht von einem vorstehenden Bereich der Auslassöffnungen 37 des Gebläses 30 umspannt wird, wenn die Auslassöffnungen 37 in der Längsrichtung Y vorstehen.
Das Gebläse 30 ist mit dem Batteriegehäuse 2 integriert. Zum Beispiel ist das Gebläse 30 derart angeordnet, dass es einer Seitenwand 2b des Batteriegehäuses 2 zugewandt ist, wobei die Seitenwand 2b eine andere als die oberen und unteren Wände des Batteriegehäuses 2 ist und senkrecht zu Seitenwänden ist, die parallel zu der Längsrichtung Y der Batteriemodule 50 sind. Mit anderen Worten wird das Gebläse 30 mit dem Batteriegehäuse 2 in einem Zustand integriert, in dem es entgegengesetzt zu der Seitenwand 2b des Batteriegehäuses 2 ist, wobei die Seitenwand 2b sich an einem Ende des Gehäuses 2 in der ersten Längsrichtung Y1 befindet und sich entlang der Breitenrichtung X erstreckt.
Das Gebläse 30 ist bereitgestellt, um Luft, wie etwa Kühlluft, in Richtung der Lamellen 51 zu erzeugen. Das Gebläse 30 umfasst im Allgemeinen zwei Ventilatoren 34, einen einzelnen Motor 31 zum Antreiben der Ventilatoren 34 und zwei Gehäuse 33. Die Ventilatoren 34 sind entsprechend in den Gehäusen 33 untergebracht.
Die Ventilatoren 34 sind zum Beispiel Zentrifugalventilatoren mit einem Widerstand gegen hohen statischen Druck, die bei niedrigem Luftvolumen wenig Geräusche erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Ventilatoren 34 zum Beispiel Siroccoventilatoren mit Vorwärtsblättern. Alternativ können die Ventilatoren 34 Radialventilatoren mit radialen Blättern sein.
Der Motor 31 ist derart angeordnet, dass eine Drehwelle 32 sich in der Breitenrichtung X, wie etwa in eine im Wesentlichen horizontale Richtung, erstreckt. Die Ventilatoren 34 sind an entgegengesetzten Enden der Drehwelle 32 befestigt. Wie in 1 gezeigt, ist die Drehwelle 32 derart angeordnet, dass ihre Achse sich in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z zwischen einem oberen Ende der Modulanordnung 1 und einem unteren Ende der Modulanordnung 1 befindet. Das heißt, die Position der Drehwelle 32 ist in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z höher als das untere Ende der Modulanordnung 1 und niedriger als das obere Ende der Modulanordnung 1. Mit anderen Worten befindet sich die Drehwelle 32 zwischen einer ersten Ebene (d.h. ersten imaginären Ebene), welche die erste Oberfläche (z.B. die obere Oberfläche) der Modulanordnung 1 umfasst, und einer zweiten Ebene (d.h. zweiten imaginären Ebene), welche die zweite Oberfläche (z.B. die untere Oberfläche) der Modulanordnung 1 umfasst.
Zum Beispiel ist ein Durchmesser jedes Ventilators 34 gleich oder kleiner als eine Abmessung (Höhe) der Modulanordnung 1 in der Oben- und Untenrichtung Z. Ferner ist der Ventilator 34 derart angeordnet, dass sein oberes Ende und unteres Ende sich in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende der Modulanordnung 1 befinden. Außerdem ist das Gehäuse 33 derart angeordnet, dass sein oberes Ende und sein unteres Ende sich in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Batteriegehäuses 2 befinden.
In einem Fall, in dem das Gehäuse 33 derart angeordnet ist, dass sein unteres Ende sich in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z höher befindet als das untere Ende des Batteriegehäuses 2, kann der Gerätekasten 24 in einem Raum angeordnet werden, der unter dem unteren Ende des Gehäuses 33 definiert ist. In diesem Fall kann die Größe der Batterieeinheit 100 einschließlich des Gerätekastens 24 verkleinert werden.
Ein Betrieb des Motors 31 wird von der (nicht gezeigten) Steuereinheit gesteuert. Zum Beispiel führt die Steuereinheit eine RWM-Steuerung durch, in der eine Spannung moduliert wird, indem eine relative Einschaltdauer von Impulswellen variiert wird. Durch die RWM-Steuerung der Steuereinheit wird eine Drehzahl des Ventilators 34 entsprechend einer Zielkühlkapazität variabel gesteuert. Folglich wird eine Oberflächentemperatur der Modulanordnung 1, die zum Beispiel von einem Temperatursensor und ähnlichem erfasst wird, gesteuert.
Jedes der Gehäuse 33 hat eine Spiralform und bringt den Ventilator 34 darin unter. Das Gehäuse 33 hat Ansaugöffnungen 38, 39 auf entgegengesetzten Seiten in Bezug auf eine Axialrichtung der Drehwelle 32 zum Ansaugen von Luft darin. Das heißt, die Ansaugöffnungen 38, 39 öffnen sich in die Axialrichtung. Das Gehäuse 33 bildet einen Luftdurchgang zwischen seiner inneren Oberfläche und den Blättern des Ventilators 34. Eine Durchgangsfläche (z.B. Querschnittfläche) des Luftdurchgangs nimmt in Bezug auf eine von dem Ventilator 34 erzeugte Strömungsrichtung allmählich in Richtung einer stromabwärtigen Position zu. Das Gehäuse 33 ist integral mit Befestigungsbeinabschnitten ausgebildet. Die Befestigungsbeinabschnitte werden durch Befestigungsvorrichtungen, wie etwa Bolzen, an Abschnitten des Fahrzeugs befestigt, und auf diese Weise wird das Gehäuse 33 an dem Fahrzeug befestigt.
Das Gehäuse 33 hat die Auslassöffnung 37 zum Blasen der Luft in Richtung der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1. Die Auslassöffnung 37 ist dem Durchgangsraum zugewandt, der über der Modulanordnung 1 in dem Batteriegehäuse 2 angeordnet ist und befindet sich in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Lamellen 51. Wie in 2 gezeigt, umfasst das Gehäuse 33 einen Erweiterungsabschnitt 35 und einen rohrförmigen Abschnitt 36. Der Erweiterungsabschnitt 35 ist derart aufgebaut, dass seine Abmessung in der Axialrichtung der Drehwelle 32 in Richtung der Auslassöffnung 37 zunimmt.
Der rohrförmige Abschnitt 36 erstreckt sich mit einer konstanten Breite von dem Erweiterungsabschnitt 35 zu der Auslassöffnung 37. Die Auslassöffnung 37 ist in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z an einer höheren Stelle als der Ventilator 34 offen und näher an der Modulanordnung 1 als der Ventilator 34. Das Gehäuse 33 ist derart aufgebaut, dass es von der Stelle über dem Ventilator 34 durch den Erweiterungsabschnitt 35 in Richtung der Modulanordnung 1 und der Seiten des Ventilators 34 vorsteht, und der Luftdurchgang des Gehäuses 33 verbindet durch den rohrförmigen Abschnitt 36 mit der Auslassöffnung 37.
Das Gehäuse 33 bildet einen Spiraldurchgang in einem Bereich, der direkt dem Ventilator 34 zugewandt ist, und der Erweiterungsabschnitt 35 erstreckt sich von einer stromabwärtigen Position des Spiraldurchgangs. Der Spiraldurchgang hat eine Durchgangsfläche (z.B. Querschnittfläche), die allmählich in Richtung der stromabwärtigen Position zunimmt. Die Abmessung des Erweiterungsabschnitts 35 nimmt in der Breitenrichtung X zu, um der Breite der Auslassöffnung 37 zu entsprechen, die in der Breitenrichtung X flach ist.
Der Erweiterungsabschnitt 35 befindet sich über dem Ventilator 34. Die Abmessung des Erweiterungsabschnitts 35 in der Oben- und Untenrichtung Z, wie etwa in einer Radialrichtung des Ventilators, nimmt allmählich in Richtung der Auslassöffnung 37 ab. Die Durchgangsfläche (Querschnittfläche) des Erweiterungsabschnitts 35 nimmt allmählich in Richtung der Auslassöffnung 37 zu. Der Erweiterungsabschnitt 35 ist derart aufgebaut, dass seine Durchgangsfläche sich allmählich in Richtung der flachen Auslassöffnung 37, welche dem über der Modulanordnung 1 in dem Batteriegehäuse 2 bereitgestellten Durchgangsraum entspricht, ändert.
Der rohrförmige Abschnitt 36 hat die Auslassöffnung 37 an seinem stromabwärtigen Ende. Der rohrförmige Abschnitt 36 ist mit einer Verbindungsöffnung des Batteriegehäuses 2 verbunden, so dass die Auslassöffnung 37 dem Durchgangsraum zugewandt ist, der über dem Batteriemodul 5 in dem Batteriegehäuse 2 bereitgestellt ist. Die Auslassöffnung 37 hat eine flache rechteckige Form, in der eine Abmessung in der Oben- und Untenrichtung Z kleiner als eine Abmessung in der Breitenrichtung X ist.
In der vorliegenden Erfindung sind zum Beispiel zwei Gehäuse 33 in der Breitenrichtung X ausgerichtet. Folglich sind zwei Auslassöffnungen 37 in der Breitenrichtung X ausgerichtet. Eine Gesamtbreite der Auslassöffnungen 37 ist in der Breitenrichtung X im Wesentlichen gleich der Breite der Modulanordnung 1.
Da die Gehäuse 33 die Erweiterungsabschnitte 35 haben, welche die Luftdurchgänge bereitstellen, deren Querschnittfläche in Richtung der Auslassöffnung 37 zunimmt, kann die Luft in Richtung der Auslassöffnungen 37 strömen, während sie sich in der Breitenrichtung X gleichmäßig ausdehnt. Das heißt, die Luft kann in der Breitenrichtung X gleichmäßig zu dem Durchgangsraum des Batteriegehäuses 2 geleitet werden. Auch kann die Abmessung des Gehäuses 33 in der Längsrichtung Y, das heißt in einer Luftblasrichtung verkleinert werden.
Das Batteriegehäuse 2 hat eine Ableitöffnung 26 zum Ableiten der Luft, welche die Lamellen 51 durchlaufen hat. Die Ableitöffnung 26 ist auf einer Seitenwand 2c angeordnet, die in der Längsrichtung Y entgegengesetzt zu der Seitenwand 2b ist, mit welcher der rohrförmige Abschnitt 36 des Gebläses 30 verbunden ist. Die Seitenwand 2c erstreckt sich entlang der Breitenrichtung X. Auch befindet sich die Ableitöffnung 26 an einem oberen Abschnitt der Seitenwand 2c. Das heißt, die Ableitöffnung 26 ist in Bezug auf die Längsrichtung Y entgegengesetzt zu den Auslassöffnungen 37. Zum Beispiel befindet sich die Ableitöffnung 26 in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z im Wesentlichen auf der gleichen Ebene wie die Auslassöffnungen 37 und die Lamellen 51.
Die Batterieeinheit 100 umfasst ferner ein Heizelement 60 zum Heizen der von dem Gebläse 30 erzeugten Luft. In 1 ist ein Bild eines Beispiels des Heizelements 60 dargestellt, um dessen Verständnis zu erleichtern. In 2 ist die Darstellung des Heizelements 60 weggelassen.
Das Heizelement 60 ist zwischen der stromaufwärtigsten Lamelle 51a und der Auslassöffnung 37 des Gebläses 30 angeordnet. Zum Beispiel ist das Heizelement 60 mit der Auslassöffnung 37 des Gebläses 30 integriert. Das Heizelement 60 ist aufgebaut, um den Widerstand gegen den Luftstrom zu verringern. Als ein Beispiel ist das Heizelement 60 ein elektrisches Wärmeerzeugungselement. Zum Beispiel ist das Heizelement 60 aus einem Draht mit hohem elektrischem Widerstand, wie etwa einem Nickelchromdraht, aufgebaut. Wenn es elektrisch leitet, erzeugt das Heizelement 60 aufgrund des elektrischen Widerstands Wärme, um dadurch die von dem Ventilator 34 geblasene Luft zu heizen. Ein Betrieb des Heizelements 60 wird zum Beispiel von der Steuereinheit gesteuert, die den Motor 31 steuert.
Als nächstes wird der Strom der Luft von der Auslassöffnung 37 beschrieben. Die Luft wird von der Auslassöffnung 37, wenngleich ihr Durchsatz relativ niedrig ist, mit relativ hoher Geschwindigkeit und unter hohem statischen Druck in Richtung der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 ausgeblasen. Da das Gehäuse 33 den Erweiterungsabschnitt 35 und die Auslassöffnung 37 mit dem vorstehend diskutierten Aufbau hat, wird die Luft in dem kompakten Gehäuse 33 erzeugt und in den Durchgangsraum, der ein relativ begrenzter Raum in dem Batteriegehäuse 2 ist, geblasen, während Geräusche verringert werden.
Die von den Ansaugöffnungen 38, 39 angesaugte Luft wird von der Auslassöffnung 37 durch den Spiraldurchgang und den in dem Erweiterungsabschnitt 35 bereitgestellten Durchgang ausgeblasen. Die Auslassöffnung 37 befindet sich an dem oberen Abschnitt des Batteriegehäuses 2. Auch ist die Gesamtabmessung der Auslassöffnungen 37 in der Breitenrichtung X im Wesentlichen gleich der Breite der Modulanordnung 1. Das heißt, die Auslassöffnungen 37 sind über die Breitenrichtung X weit offen. Daher wird die Luft im Wesentlichen vollkommen über den oberen Abschnitt in dem Batteriegehäuse 2 geleitet.
In einem Zustand, in dem das Heizelement 60 nicht in Betrieb ist, wird die Luft von der Auslassöffnung 37 in Richtung der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 geblasen, ohne von dem Heizelement 60 geheizt zu werden. Die Luft erreicht die oberen Oberflächen der Batteriemodule 5 in der stromaufwärtigen Reihe und der Batteriemodule 5 in der stromabwärtigen Reihe und kühlt folglich den oberen Abschnitt der Modulanordnung 1.
Insbesondere strömt die Luft in Richtung der Lamellen 51, die über der Modulanordnung 1 angeordnet sind. Die Luft strömt durch die stromaufwärtigste Lamelle 51a, die mittlere stromaufwärtige Lamelle 51b, die mittlere stromabwärtige Lamelle 51c und die stromabwärtigste Lamelle 51d. Während sie die Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d durchläuft, nimmt die Luft Wärme von den Lamellenoberflächen auf, um dadurch die Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d zu kühlen. Die Modulanordnung 1 als solche wird gekühlt. Danach erreicht die Luft die Ableitöffnung 26 und strömt aus dem Batteriegehäuse 2 aus.
In einem Zustand, in dem das Heizelement 60 in Betrieb ist, wird die von dem Ventilator 34 erzeugte Luft von dem Heizelement 60 geheizt. Die Luft wird von der Auslassöffnung 37 in Richtung der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 geblasen. Die Luft erreicht die oberen Oberflächen der Batteriemodule 5 in der stromaufwärtigen Reihe und die oberen Oberflächen der Batteriemodule 5 in der stromabwärtigen Reihe und heizt den oberen Abschnitt der Modulanordnung 1.
Insbesondere strömt die von der Auslassöffnung 37 ausgeblasene Luft in Richtung der Lamellen 51, die über der Modulanordnung 1 angeordnet sind. Die Luft strömt durch die stromaufwärtigste Lamelle 51a, die mittlere stromaufwärtige Lamelle 51b, die mittlere stromabwärtige Lamelle 51c und die stromabwärtigste Lamelle 51d. Während sie die Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d durchläuft, gibt die Luft Wärme an die Lamellenoberflächen ab. Auf diese Weise werden die Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d geheizt, und folglich wird die Modulanordnung 1 geheizt. Danach erreicht die Luft die Ableitöffnung 26 und strömt aus dem Batteriegehäuse 2.
Wie vorstehend diskutiert, ist das Gebläse 30 in der Längsrichtung Y auf die Modulanordnung 1 ausgerichtet. Die Drehwelle 32 des Gebläses 30 ist parallel zu der Breitenrichtung X angeordnet und befindet sich in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende der Modulanordnung 1. Das Gebläse 30 ist derart aufgebaut, dass die Luft weithin über die Breite der Modulanordnung 1 geblasen wird.
Da in einem derartigen Fall die Drehwelle 32 in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z nicht höher als das obere Ende der Modulanordnung 1 oder nicht tiefer als das untere Ende der Modulanordnung 1 angeordnet ist, wird die Größe der Batterieeinheit 100 einschließlich der Modulanordnung 1 und des Gebläses 30 in Bezug auf die Oben- und Unten-Richtung Z verkleinert. Ferner befinden sich die Auslassöffnungen 37 des Gebläses 30 an dem oberen Abschnitt des Batteriegehäuses 2, und die Luft wird von den Auslassöffnungen 37 in Richtung der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 geblasen. Außerdem wird die Luft weithin über die Breite der Modulanordnung 1 geblasen. Folglich wird die Luft mit einem relativ geringen Durchsatz geblasen. Daher verbessert sich eine Kühlleistung der Batterieeinheit 100, während Geräusche verringert werden.
Das Gehäuse 33 des Gebläses 30 hat die Ansaugöffnungen 38, 39, den Erweiterungsabschnitt 35 und die Auslassöffnung 37. Die Luft wird von den Ansaugöffnungen 38, 39 eingesaugt und wird mit der Drehung des Ventilators 34 durch den Erweiterungsabschnitt 35 von der Auslassöffnung 37 ausgeblasen. Die Auslassöffnung 37 ist derart angeordnet, dass sie sich zu dem oberen Abschnitt des Batteriegehäuses 2 öffnet. Die Auslassöffnung 37 ist die flache Öffnung, bei der die Abmessung in der Oben- und Untenrichtung Z kleiner als die Abmessung in der Breitenrichtung ist.
Wenn ein derartiger Aufbau verwendet wird, wird die Luft von dem. Erweiterungsabschnitt 35 im Wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeitsverteilung in Richtung der Modulanordnung 1 geblasen. Ferner wird die Luft in dem Fall, in dem der Ventilator 34 der Zentrifugalventilator, wie etwa der Siroccoventilator, ist, mit dem relativ geringen Durchsatz und unter hohem statischem Druck zugeführt. Daher kann die Luft in den Durchgangsraum des Batteriegehäuses 2 eingeleitet werden, in dem der Strömungswiderstand in dem Durchgangsraum wegen der verringerten Größe der Batterieeinheit 100 relativ hoch ist, während Geräusche verringert werden. Als solches wird der Kühlbetrieb der Batterieeinheit 100 mit eingesparter Energie durchgeführt, während Geräusche verringert werden. Da die Auslassöffnung 37 ferner die flache Öffnung mit der kleinen Abmessung in der Oben- und Untenrichtung Z ist, kann die Luft trotz des geringen Durchsatzes mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden. Daher wird die Kühlleistung der Batterieeinheit 100 hinreichend sichergestellt, während die Geräusche verringert werden.
In dem Fall, in dem die Lamellen 51 über der Modulanordnung 1 angeordnet sind, nimmt die Wärmeabstrahlungsfläche zu. Ferner verbessert sich die Wärmeabstrahlungsleistung in einem Fall, in dem die Lamellen 51 entsprechend zu den Elektrodenabschnitten 4 angeordnet sind, und die Ungleichmäßigkeit der Temperatur zwischen den Batteriemodulen 5 verringert sich. Folglich verbessert sich die Leistung der Batterieeinheit 100.
In einem Fall, in dem die Batterieeinheit 100 die Lamellen 51 hat, nimmt die Wärmeabstrahlungsfläche zu. In diesem Fall ist es daher nicht immer notwendig, Spielräume zwischen den Batteriemodulen 5 als Luftdurchgänge, bereitzustellen. Wenn die Batteriemodule 5 ohne die Spielräume als die Luftdurchgänge gestapelt werden, wird die Größe der Modulanordnung 1 verkleinert. Da auch die Teile zum Bereitstellen der Spielräume zwischen den Batteriemodulen 5 nicht notwendig sind, verringern sich die Anzahl der Montageschritte und die Anzahl der Teile.
In dem Fall, in dem die Auslassöffnungen 37 derart angeordnet sind, dass sie sich zu dem oberen Abschnitt des Batteriegehäuses 2 öffnen und im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Lamellen 51 sind, wird das Volumen der die Lamellen 51 durchlaufenden Luft vergrößert. Das heißt, die Kühlleistung und die Heizleistung verbessern sich. Da ferner der Luftdurchgang von den Auslassöffnungen 37 zu den Lamellen 51 linear bereitgestellt wird, wird der Widerstand gegen die Luftströmung verringert.
Die Ableitöffnung 26 des Batteriegehäuses 2 ist auf der Seitenwand 2c angeordnet, die in der Längsrichtung Y entgegengesetzt zu der Seitenwand 2b ist, mit der die Auslassöffnung 37 des Gebläses 30 verbunden ist. In dem Fall, in dem ein derartiger Aufbau verwendet wird, ist der Luftdurchgang von der Auslassöffnung 37 durch die Lamellen 51 zu der Ableitöffnung 26 linear bereitgestellt. Daher wird der Widerstand gegen die Luftströmung verringert. In dem Fall, in dem die Ableitöffnung 26, die Auslassöffnung 37 und die Lamellen 51 im Wesentlichen auf der gleichen Höhe angeordnet sind, wird der Widerstand gegen die Luftströmung weiter verringert und die Geräuschverringerung wird verbessert.
In dem Fall, in dem die Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d verschiedene Oberflächen haben, so dass ihre Oberflächen in Bezug auf die Luftströmung größer werden, können die Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d im Wesentlichen den gleichen Wärmeabstrahlungsbetrag haben, obwohl die Temperatur der Luft sich entsprechend der Position in Bezug auf die Längsrichtung Y ändert. Daher kann die Wärmeaustauschleistung zwischen den Lamellen 51a, 51b, 51c, 51d im Wesentlichen gleichmäßig sein. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass die Kühlleistung der stromabwärtigen Lamellen niedriger als die Kühlleistung der stromaufwärtigen Lamellen ist. Nämlich wird die Ungleichmäßigkeit der Temperatur zwischen den Batteriemodulen 5, insbesondere in der Längsrichtung Y verringert, und folglich verbessert sich die Leistung der Batterieeinheit 100.
Die Oberflächen der Lamellen 51 werden derart bestimmt, dass der Wärmeabstrahlungsbetrag im Wesentlichen zwischen der stromaufwärtigsten Lamelle 51a, der mittleren stromaufwärtigen Lamelle 51b, der mittleren stromabwärtigen Lamelle 51c und der stromabwärtigsten Lamelle 51d im Wesentlichen gleich ist. In diesem Fall erreicht die Batterieeinheit 100 das optimale Gleichgewicht im Hinblick auf die Kühlleistung und den Widerstand gegen die Luftströmung.
Die Oberflächen der Lamellen 51 werden auf vielfältige Weise eingestellt. Als ein Beispiel können die Oberflächen der Lamellen 51 eingestellt werden, indem die Länge der Lamellen 51 in Bezug auf die Längsrichtung Y geändert wird. Als ein anderes Beispiel können die Oberflächen der Lamellen 51 eingestellt werden, indem Lüftungsschlitze auf den Lamellen 51 ausgebildet werden und Aufbauten, Formen und ähnliches der Lüftungsschlitze variiert werden. Als ein weiteres Beispiel können die Oberflächen der Lamellen 51 eingestellt werden, indem der Teilungsabstand der Rillen der Lamellen 51 variiert wird.
In der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die mittlere stromaufwärtige Lamelle 51b und die mittlere stromabwärtige Lamelle 51c integriert. Alternativ können die mittlere stromaufwärtige Lamelle 51b und die mittlere stromabwärtige Lamelle 51 c getrennt aufgebaut werden.
In dem Fall, in dem die Sensoren 25 entsprechend für die Batteriemodule 5 bereitgestellt werden, um die Batteriemodule 5 präzise zu steuern, sind die Sensoren 25 mit der Steuereinheit verdrahtet. Um die Leitungen 27 mit der kompakten Struktur zu der Steuereinheit zu führen, sind die Leitungseinheiten 55 entlang der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 angeordnet. Jede der Leitungseinheiten 55 ist angeordnet, um wenigstens einen Teil der oberen Oberfläche jedes Batteriemoduls 5 außer den Elektrodenabschnitten 4 zu bedecken und sich über die Breite der Modulanordnung 1 zu erstrecken. Ferner bildet die Leitungseinheit 55 den Raum 56 darin kontinuierlich in der Breitenrichtung X. Daher können die Leitungen 27 durch den Raum 56 zu der Steuereinheit geleitet werden.
Zum Beispiel ist die Leitungseinheit 55 derart angeordnet, dass der Spielraum zwischen seiner oberen Wand und der oberen inneren Oberfläche des Batteriegehäuses 2 bereitgestellt wird, um zuzulassen, dass die Luft hindurchgeht. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass die Luftströmung in dem Durchgangsraum von den Leitungseinheiten 55 gestört wird.
In einem Beispiel ist der Abstand H1 der Leitungseinheit 55 in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z kleiner als der Abstand H2 der Lamelle 51. Dieser Aufbau verringert den Einfluss der Leitungseinheit 55 auf die Luft, welche die Lamellen 51 durchläuft, während das Volumen des Raumes 56 erhalten bleibt. In dem Fall, in dem der Abstand H1 der Leitungseinheit kleiner als der Abstand H3 des Elektrodenabschnitts 4 ist, befindet sich die Leitungseinheit 55 nicht in dem Luftdurchgangsbereich. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Widerstand gegen die Luftströmung erhöht wird.
Wenn die Umgebungstemperatur beim Einschalten der Batterieeinheit 100 niedrig ist, ist es im Allgemeinen wahrscheinlich, dass die Leistung der Batteriemodule 5 niedriger als die ist, wenn sie bei einer normalen Temperatur, wie etwa Raumtemperatur, angeordnet ist. Daher können die Batteriemodule 5 in dem Fall, in dem das Heizelement 60 in der Batterieeinheit 100 bereitgestellt ist, in einer derartigen Situation wirksam geheizt werden.
Das Heizelement 60 ist derart aufgebaut, dass es die von dem Gebläse 30 geblasene Luft heizt. In diesem Fall wird die geheizte Luft in Richtung der Lamellen 51 geblasen. Die Lamellen 51 als solche werden geheizt, und folglich werden die Batteriemodule 5 durch die Lamellen 51 und die Elektrodenabschnitte 4 geheizt. Wenn folglich die Temperatur der Batteriemodule 5 niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist, können die Batteriemodule 5 wirksam geheizt werden. Daher zeigt die Batterieeinheit 100 die stabile Leistung.
Wenn das Heizelement 60 an einer stromaufwärtigen Position des Gebläses 30 angeordnet ist, wird geheizte Luft in das Gebläse 30 gesaugt, und folglich wird das Gebläse 30 geheizt. In diesem Fall ist es schwierig, die von der Auslassöffnung 37 geheizte Luft wirksam zu heizen. In einem Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist das Heizelement 60 andererseits an der Auslassöffnung 37 des Gebläses 30 angeordnet. Als solche kann die in Richtung der Batteriemodule 5 geblasene Luft wirksam geheizt werden.
In dem Fall, in dem das Heizelement 60 aus dem elektrischen wärmeerzeugenden Element aufgebaut ist, ist es möglich, die Luft nur in einer vorgegebenen Zeitspanne zu heizen. Wenn ferner der Heizbetrieb des Heizelements 60 ausgeschaltet wird, kann das Heizelement 60 selbst von der Luft, die von dem Ventilator 34 erzeugt wird, gekühlt werden. Daher wird die Erzeugung der Luft reibungslos wieder begonnen. Folglich wird das Heizelement 60 leicht gesteuert.
In dem Fall, in dem neben dem Heizelement 60 die vorstehend diskutierten Aufbauten, wie etwa die Variation der Oberflächen der Lamellen 51, die Anordnung der Leitungseinheiten 55 und ähnliches verwendet werden, versteht es sich, dass eine Heizleistung der Modulanordnung 1 sich weiter verbessert.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 3 bis 5 beschrieben. Gleiche Teile werden hier nachstehend mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. 3 zeigt obere Abschnitte der Batteriemodule 5 einer Batterieeinheit 100A der zweiten Ausführungsform, wenn sie entlang einer Linie III-III in 4 genommen werden. 4 zeigt einen oberen Abschnitt der Modulanordnung 1, die in dem Batteriegehäuse 2 aufgenommen ist, wenn er entlang einer Linie IV-IV in 3 genommen wird. In 3 und 4 sind die Batteriemodule 5 nur schematisch dargestellt.
Die Batterieeinheit 100A der zweiten Ausführungsform hat isolierende Umhüllungselemente 70. Strukturen der Batterieeinheit 100A, abgesehen von den isolierenden Umhüllungselementen 70, sind ähnlich denen der Batterieeinheit 100 der ersten Ausführungsform.
Die isolierenden Umhüllungselemente 70 sind zwischen die obere Oberfläche der Modulanordnung 1 und die Elektrodenabschnitte 4 gefüllt. Die isolierenden Umhüllungselemente 70 sind zum Beispiel aus einem Harz mit isolierenden Eigenschaften gefertigt. Die isolierenden Umhüllungselemente 70 sind bereitgestellt, um die Gesamtheit der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 zu bedecken, während sie zwischen der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 und den Elektrodenabschnitten 4 auffüllen.
Jedes der isolierenden Umhüllungselemente 70 umfasst einen ersten isolierenden Abschnitt 71 und zweite isolierende Abschnitte 72. Der erste isolierende Abschnitt 71 ist zwischen der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 und den Elektrodenabschnitten 4 angeordnet. Die zweiten isolierenden Abschnitte 72 erstrecken sich von dem ersten isolierenden Abschnitt 71 in der Aufwärtsrichtung Z1. Ferner sind obere Enden der zweiten isolierenden Abschnitte 72 in Bezug auf die Oben- und Untenrichtung Z höher angeordnet als das obere Ende der Lamelle 51.
Die zweiten isolierenden Abschnitte 72 erstrecken sich in Bezug auf die Breitenrichtung X von den entgegengesetzten Enden des ersten isolierenden Abschnitts 71. Folglich wird ein Raum zum Unterbringen der Lamelle 51 und Zulassen, dass die Luft hindurchgeht, zwischen den zweiten isolierenden Abschnitten 72 bereitgestellt. Die zweiten isolierenden Abschnitte 72 sind derart angeordnet, dass sie die benachbarten Elektrodenabschnitte 4 in der Breitenrichtung X trennen. Auch sind die zweiten isolierenden Abschnitte derart angeordnet, dass sie die benachbarten Lamellen 51 in der Breitenrichtung X trennen. Ferner ist ein Ende 70a des isolierenden Umhüllungselements 70, wie in . 4 gezeigt, in der zweiten Längsrichtung Y2 mit einem unteren Endabschnitt der Ableitöffnung 26 verbunden.
Wenn in der Batterieeinheit 100A Fremdstoffe, wie etwa Staub, Tröpfchen und ähnliches mit der Luft von dem Gebläse 30 in das Batteriegehäuse 2 geleitet werden und ferner zwischen den benachbarten Elektroden 4 eingeschleppt werden, treten unerwartete Kurzschlüsse zwischen den Elektrodenabschnitten 4 auf.
In dem Fall, in dem das isolierende Umhüllungselement 70 bereitgestellt wird, um zwischen den Elektrodenabschnitten 4 und der oberen Oberfläche der Modulanordnung 1 aufzufüllen, wird das Eintreten der Fremdstoffe zwischen den Elektrodenabschnitten 4 und der Modulanordnung 1 beschränkt. Folglich werden die unerwarteten Kurzschlüsse der Elektrodenabschnitte 4 verringert.
Da das isolierende Umhüllungselement 70 die zweiten isolierenden Abschnitte 72 hat, ist der Raum zum Zulassen, dass die Luft. strömt, sichergestellt, während die benachbarten Elektrodenabschnitte 4 in der Breitenrichtung X isoliert werden.
Ferner wird bemerkt, dass das Ende 70a des isolierenden Umhüllungselements 70 in der zweiten Längsrichtung Y2 mit dem unteren Endabschnitt der Ableitöffnung 26 verbunden ist. Selbst wenn Fremdstoffe als solche mit der Luft in das Batteriegehäuse 2 eintreten, können die Fremdstoffe von der Ableitöffnung 26 mit der den Raum zwischen den zweiten isolierenden Abschnitten 72 durchlaufenden Luft abgeleitet werden. Das heißt, es ist weniger wahrscheinlich, dass die Fremdstoffe unerwartet in die Spielräume um die Batteriemodule 5 eintreten.
Wenngleich in der vorliegenden Ausführungsform die obere Oberfläche der Modulanordnung 1 vollständig mit dem isolierenden Umhüllungselement 70 bedeckt ist, können die Batteriemodule 5 ausreichend gekühlt werden, da die Lamellen 51 zu dem Luftdurchgang freiliegen. In einem Fall, in dem die Batterieeinheit 100A die Heizelemente 60 verwendet, können die Batteriemodule 5 ähnlich der ersten Ausführungsform ausreichend geheizt werden.
Die Form des isolierenden Umhüllungselements 70 ist nicht auf die vorstehend diskutierte Form beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden. 5 zeigt ein anderes Beispiel für das isolierende Umhüllungselement.
Ein in 5 gezeigtes isolierendes Umhüllungselement 170 hat ähnlich dem in 3 und 4 gezeigten isolierenden Umhüllungselement 70 den ersten isolierenden Abschnitt 71. Das isolierende Umhüllungselement 170 hat jedoch nicht die zweiten isolierenden Abschnitte 72. Stattdessen sind isolierende Wände 73 zwischen den Batteriemodulen 5, die in der Breitenrichtung X benachbart sind, bereitgestellt.
Jede der isolierenden Wände 73 erstreckt sich in der Oben- und Untenrichtung Z, und ihr oberes Ende befindet sich ähnlich dem zweiten isolierenden Abschnitt 72 höher als das obere Ende der Lamelle 51. Ferner sind die isolierenden Wände 73 derart angeordnet, dass der Raum für die Lamellen 51 und zum Zulassen, dass die Luft hindurch läuft, zwischen den benachbarten isolierenden Abschnitten 73 bereitgestellt wird. Auch in diesem Fall werden die ähnlichen Wirkungen wie in dem in 3 und 4 gezeigten Fall erzielt.
In den in 3 und 5 gezeigten Beispielen sind die isolierenden Umhüllungselemente 70, 170 derart angeordnet, dass sie die obere Oberfläche der Modulanordnung 1 vollständig bedecken. In der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch nicht immer notwendig, dass die obere Oberfläche der Modulanordnung 1 vollständig mit den isolierenden Umhüllungselementen 70, 170 bedeckt ist. Zum Beispiel können die isolierenden Umhüllungselemente 70, 170 derart angeordnet sein, dass sie die obere Oberfläche der Modulanordnung 1 bedecken. Die isolierenden Umhüllungselemente 70, 170 sind derart angeordnet, dass sie wenigstens die Nachbarschaft der Elektrodenabschnitte 4 der Batteriemodule 5 bedecken. Auch in einem derartigen Fall werden die unerwarteten Kurzschlüsse verringert.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 6 beschrieben. Gleiche Teile werden hier nachstehend mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Wenngleich in 6 nicht dargestellt, werden in der Breitenrichtung X Spielräume zwischen den benachbarten Batteriemodulen 5 bereitgestellt.
In einer Modulanordnung 1A der vorliegenden Ausführungsform sind die Batteriemodule 5 über die Breitenrichtung X angeordnet, während der vorgegebene Spielraum zwischen ihnen erhalten bleibt. Das Gebläse 30 ist mit dem Batteriegehäuse 2 derart verbunden, dass die von der Auslassöffnung 37 ausgeblasene Luft diagonal, zum Beispiel von einem oberen Abschnitt der Seitenwand 2b in Richtung eines unteren Abschnitts der Seitenwand 2c, in das Batteriegehäuse 2 strömt. Das Batteriegehäuse 2 hat die Ableitöffnung 26 an dem unteren Abschnitt der Seitenwand 2c. Zum Beispiel ist der rohrförmige Abschnitt 36 mit dem Batteriegehäuse 2 verbunden, so dass die Auslassöffnung 37 in eine Richtung diagonal nach unten gewandt ist.
In diesem Fall durchläuft die von der Auslassöffnung 37 geblasene Luft, wie durch den Pfeil B1 gezeigt, die Kühllamellen 51, um die Lamellen 51 zu kühlen. Außerdem durchläuft die von der Auslassöffnung 37 ausgeblasene Luft, wie durch einen Pfeil B2 gezeigt, die Spielräume, die zwischen den Batteriemodulen 5 bereitgestellt sind, die in der Breitenrichtung X benachbart sind. Folglich können die Batteriemodule 5 durch die Luft, welche die Spielräume durchläuft, gekühlt werden. Die Luft wird dann durch die Ableitöffnung 26 aus dem Batteriegehäuse 2 abgeleitet.
In der vorliegenden Ausführungsform kühlt die von der Auslassöffnung 37 ausgeblasene Luft die Modulanordnung 1A wirksam, während sie, wie durch Pfeile B1 bis B3 gezeigt, verschiedene Strecken durchläuft; die Kühlleistung der Batteriemodule 5 verbessert sich. Auch in dem Fall, in dem die Batterieeinheit 100 die Heizelemente 60 verwendet, verbessert sich die Heizleistung des Batteriemoduls 5 ähnlich der ersten Ausführungsform.
(Andere Ausführungsformen)
In den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen ist die Batterieeinheit 100, 100A beispielhaft in das Fahrzeug montiert, so dass die Drehwelle 32 sich im Wesentlichen in der horizontalen Richtung erstreckt. Die Anordnungsrichtung der Batterieeinheit 100, 100A ist jedoch nicht auf das Vorstehende beschränkt. Die Batterieeinheit 100, 100A kann in verschiedenen Richtungen entsprechend einer Form oder Größe eines bereitgestellten Raums in dem Fahrzeug angeordnet werden. Zum Beispiel kann die Batterieeinheit 100, 100A derart montiert werden, dass die Auslassöffnung 37 sich über dem Batteriegehäuse 2 befindet, während die Auslassöffnung 37 sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Als ein anderes Beispiel kann die Batterieeinheit 100, 100A derart montiert werden, dass die Drehwelle 32 sich in der Oben- und Untenrichtung erstreckt.
In den vorstehenden Ausführungsformen hat jedes Gehäuse 33 Ansaugöffnungen 38, 39 auf beiden Seiten in Bezug auf die Axialrichtung der Drehwelle 32. Alternativ kann jedes Gehäuse 33 eine Ansaugöffnung auf einer seiner Seiten haben. Ferner ist die Anzahl von Ventilatoren 34 nicht auf zwei beschränkt. Auch ist die Anzahl von Auslassöffnungen 37 nicht auf zwei beschränkt.
Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Kombinationen der vorstehenden Ausführungsformen implementiert werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung durch Verwenden von Teilen der vorstehenden Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen implementiert werden.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten der Technik ohne weiteres einfallen. Die Erfindung ist in ihrem weiteren Sinne daher nicht auf die spezifischen Details, die repräsentativen Vorrichtungen und erläuternden Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt.

Claims

Batterieeinheit (100, 100A), die umfasst: ein Batteriegehäuse (2); eine in dem Batteriegehäuse (2) angeordnete Modulanordnung (1, 1A), wobei die Modulanordnung (1, 1A) umfasst: eine Vielzahl von Batteriemodulen (5), wobei die Batteriemodule (5) gestapelt sind und positive Anschlüsse (8) und negative Anschlüsse (7) haben, wobei die Modulanordnung (1, 1A) eine erste Oberfläche, die sich entlang einer Stapelrichtung (X), in der die Batteriemodule (5) gestapelt sind, erstreckt, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche, die sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, definiert; Elektrodenabschnitte (4), die entlang der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet sind und die positiven Anschlüsse (8) und die negativen Anschlüsse (7) der Batteriemodule (5) elektrisch verbinden; ein Gebläse (30), das angeordnet ist, um einer Seitenwand (2b) des Batteriegehäuses (2) entgegengesetzt zu sein, wobei die Seitenwand (2b) sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, ohne der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) zugewandt zu sein, wobei das Gebläse (30) eine Drehwelle (32) hat, die sich zwischen einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene befindet, wobei die erste Ebene die erste Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst und die zweite Ebene die zweite Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst; und Lamellen (51), die entlang der Elektrodenabschnitte (4) angeordnet sind, wobei das Gebläse (30) derart aufgebaut ist, dass Luft über einen Bereich in Richtung der Lamellen (51) zugeführt wird, der gleich einer Abmessung der Modulanordnung (1, 1A) in Bezug auf die Stapelrichtung (X) ist, und die Lamellen (51) Oberflächen haben, die in Bezug auf einen Luftstrom in Richtung einer stromabwärtigen Stelle größer werden, wobei die Batterieeinheit (100, 100A) ferner ein Unterbringungselement (55), das entlang der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet ist, um wenigstens einen Abschnitt der ersten Oberfläche außer den Elektrodenabschnitten (4) zu bedecken; Sensoren (25), die den Batteriemodulen (5) entsprechend angeordnet sind; und Leitungen (27) umfasst, die sich von den Sensoren (25) erstrecken, wobei das Unterbringungselement (55) sich über die Stapelrichtung (X) erstreckt und einen Unterbringungsraum (56) darin bereitstellt, um die Leitung (27) in der Stapelrichtung (X) unterzubringen, das Unterbringungselement (55) eine entgegengesetzte Wand (55a) hat, die über den Unterbringungsraum (56) entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) ist, und ein Abstand (H1) zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und der entgegengesetzten Wand kleiner als ein Abstand (H3) zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und den Lamellen (51) ist.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 1, die ferner umfasst: ein isolierendes Element (70, 170), das zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und den Elektrodenabschnitten (4) angeordnet ist.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Batteriemodule (5) mit vorgegebenen Spielräumen dazwischen gestapelt sind, und die Modulanordnung (1, 1A) und das Gebläse (30) derart aufgebaut sind, dass ein erster Luftweg (B1) und ein zweiter Luftweg (B2) in dem Batteriegehäuse (2) bereitgestellt werden, wobei der erste Luftweg (B1) die Lamellen (51) durchläuft und der zweite Luftweg (B2) die vorgegebenen Spielräume, die zwischen den Batteriemodulen (5) bereitgestellt sind, durchläuft.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner umfasst: ein Heizelement (60), wobei das Gebläse (30) ein Gehäuse (33) und einen in dem Gehäuse (33) aufgenommenen Ventilator (34) hat, und das Heizelement (60) an einem stromabwärtigen Abschnitt des Gehäuses (33) angeordnet ist, um von dem Ventilator (34) erzeugte Luft zu heizen.
Batterieeinheit (100, 100A), die umfasst: ein Batteriegehäuse (2); eine in dem Batteriegehäuse (2) angeordnete Modulanordnung (1, 1A), wobei die Modulanordnung (1, 1A) umfasst: eine Vielzahl von Batteriemodulen (5), wobei die Batteriemodule (5) gestapelt sind und positive Anschlüsse (8) und negative Anschlüsse (7) haben, wobei die Modulanordnung (1, 1A) eine erste Oberfläche, die sich entlang einer Stapelrichtung (X), in der die Batteriemodule (5) gestapelt sind, erstreckt, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche, die sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, definiert, wobei die erste Oberfläche von einer inneren Oberfläche des Batteriegehäuses (2) beabstandet ist, um einen Durchgangsraum zwischen der Modulanordnung (1, 1A) und der inneren Oberfläche des Batteriegehäuses (2) bereitzustellen; Elektrodenabschnitte (4), die entlang der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet sind und die positiven Anschlüsse (8) und die negativen Anschlüsse (7) der Batteriemodule (5) elektrisch verbinden; ein Gebläse (30), das angeordnet ist, um einer Seitenwand (2b) des Batteriegehäuses (2) entgegengesetzt zu sein, wobei die Seitenwand (2b) sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, ohne der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) zugewandt zu sein, und das mit dem Batteriegehäuse (2) in Verbindung steht, um über einen Bereich Luft in Richtung des Durchgangsraums des Batteriegehäuses (2) zuzuführen, der gleich einer Abmessung der Modulanordnung (1, 1A) in Bezug auf die Stapelrichtung (X) ist, wobei das Gebläse (30) eine Drehwelle (32) hat, die sich zwischen einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene befindet, wobei die erste Ebene die erste Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst und die zweite Ebene die zweite Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst; und ein Unterbringungselement (55), das entlang der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet ist, um wenigstens einen Abschnitt der ersten Oberfläche außer den Elektrodenabschnitten (4) zu bedecken, wobei das Unterbringungselement (55) sich über die Stapelrichtung (X) erstreckt, das Unterbringungselement (55) eine entgegengesetzte Wand (55a) hat, die über einen Spielraum entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) ist, um einen Unterbringungsraum (56) zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und der entgegengesetzten Wand (55a) bereitzustellen, und die entgegengesetzte Wand von der inneren Oberfläche des Batteriegehäuses (2) beabstandet ist, um den Durchgangsraum bereitzustellen, um das Strömen der Luft zuzulassen, wobei die Batterieeinheit (100, 100A) ferner Sensoren (25), die den Batteriemodulen (5) entsprechend angeordnet sind; und Leitungen (27) umfasst, die sich von den Sensoren (25) erstrecken; wobei die Leitungen (27) in der Stapelrichtung (X) in den Unterbringungsraum (56) des Unterbringungselements (55) geführt werden.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 5, die ferner umfasst: ein isolierendes Element (70, 170), das zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und den Elektrodenabschnitten (4) angeordnet ist.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 5 oder 6, die ferner umfasst: ein Heizelement (60), wobei das Gebläse (30) ein Gehäuse (33) und einen in dem Gehäuse (33) aufgenommenen Ventilator (34) hat, und das Heizelement (60) an einem stromabwärtigen Abschnitt des Gehäuses (33) angeordnet ist, um von dem Ventilator (34) erzeugte Luft zu heizen.
Batterieeinheit (100, 100A), die umfasst: ein Batteriegehäuse (2); eine in dem Batteriegehäuse (2) angeordnete Modulanordnung (1, 1A), wobei die Modulanordnung (1, 1A) umfasst: eine Vielzahl von Batteriemodulen (5), wobei die Batteriemodule (5) gestapelt sind und positive Anschlüsse (8) und negative Anschlüsse (7) haben, wobei die Modulanordnung (1, 1A) eine erste Oberfläche, die sich entlang einer Stapelrichtung (X), in der die Batteriemodule (5) gestapelt sind, erstreckt, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche, die sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, definiert; Elektrodenabschnitte (4), die angeordnet sind, um die positiven Anschlüsse (8) und die negativen Anschlüsse (7) der Batteriemodule (5) elektrisch zu verbinden; ein Gebläse (30), das angeordnet ist, um einer Seitenwand (2b) des Batteriegehäuses (2) entgegengesetzt zu sein, wobei die Seitenwand (2b) sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, ohne der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Batteriemoduls (5) zugewandt zu sein, und das mit dem Batteriegehäuse (2) in Verbindung steht, um über einen Bereich Luft in das Batteriegehäuse (2) zuzuführen, der gleich einer Abmessung der Modulanordnung (1, 1A) in Bezug auf die Stapelrichtung (X) ist, wobei das Gebläse (30) eine Drehwelle (32) hat, die sich zwischen einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene befindet, wobei die erste Ebene die erste Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst und die zweite Ebene die zweite Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst; und ein isolierendes Element (70, 170), das zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und den Elektrodenabschnitten (4) angeordnet ist, wobei das Batteriegehäuse (2) eine Ableitöffnung (26) hat, durch welche die von dem Gebläse (30) erzeugte Luft aus dem Batteriegehäuse (2) ausströmt, ein Ende (70a) des isolierenden Elements (70, 170) mit einem Umfang der Ableitöffnung (26) verbunden ist.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 8, die ferner umfasst: Lamellen (51), die entlang der Elektrodenabschnitte (4) angeordnet sind, wobei das isolierende Element (70, 170) einen ersten isolierenden Abschnitt (71) und einen zweiten isolierenden Abschnitt (72, 73) umfasst, der erste isolierende Abschnitt (71) entlang der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet ist, der zweite isolierende Abschnitt (72, 73) zwischen den Lamellen (51) und den Elektrodenabschnitten (4), die in der Stapelrichtung (X) benachbart sind, angeordnet ist.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 3, wobei das Batteriegehäuse (2) eine Einlassöffnung auf der Seitenwand (2b) hat, mit der das Gebläse (30) verbunden ist, und eine Ableitöffnung (26), durch welche die Luft aus dem Batteriegehäuse (2) ausströmt, und die Einlassöffnung und die Ableitöffnung (26) an diagonal entgegengesetzten Stellen angeordnet sind.
Batterieeinheit (100, 100A), die umfasst: ein Batteriegehäuse (2); eine in dem Batteriegehäuse (2) angeordnete Modulanordnung (1, 1A), wobei die Modulanordnung (1, 1A) umfasst: eine Vielzahl von Batteriemodulen (5), wobei die Batteriemodule (5) gestapelt sind und positive Anschlüsse (8) und negative Anschlüsse (7) haben, wobei die Modulanordnung (1, 1A) eine erste Oberfläche, die sich entlang einer Stapelrichtung (X), in der die Batteriemodule (5) gestapelt sind, erstreckt, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche, die sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, definiert; Elektrodenabschnitte (4), die entlang der Modulanordnung (1, 1A) angeordnet sind und die positiven Anschlüsse (8) und die negativen Anschlüsse (7) der Batteriemodule (5) elektrisch verbinden; Lamellen (51), die entlang der Elektrodenabschnitte (4) angeordnet sind; ein Gebläse (30), das angeordnet ist, um einer Seitenwand (2b) des Batteriegehäuses (2) entgegengesetzt zu sein, wobei die Seitenwand (2b) sich entlang der Stapelrichtung (X) erstreckt, ohne der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) zugewandt zu sein, und das mit dem Batteriegehäuse (2) in Verbindung steht, um über einen Bereich Luft in Richtung der Lamellen (51) zuzuführen, der gleich einer Abmessung der Modulanordnung (1, 1A) in Bezug auf die Stapelrichtung (X) ist, wobei das Gebläse (30) eine Drehwelle (32) hat, die sich zwischen einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene befindet, wobei die erste Ebene die erste Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst und die zweite Ebene die zweite Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) umfasst; ein Heizelement (60), das angeordnet ist, um von dem Gebläse (30) erzeugte Luft zu heizen; und ein isolierendes Element (70, 170), das zwischen der ersten Oberfläche der Modulanordnung (1, 1A) und den Elektrodenabschnitten (4) angeordnet ist.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 11, wobei das Gebläse (30) ein Gehäuse (33) und wenigstens einen in dem Gehäuse (33) angeordneten Ventilator (34) umfasst; das Gehäuse (33) eine Auslassöffnung (37) hat, die mit der Seitenwand (2b) des Batteriegehäuses (2) verbunden ist, um die Luft in das Batteriegehäuse (2) einzuleiten, und das Heizelement (60) stromabwärtig von dem Ventilator (34) und stromaufwärtig von den Lamellen (51) angeordnet ist.
Batterieeinheit (100, 100A) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die Batteriemodule (5) mit vorgegebenen Spielräumen dazwischen gestapelt sind, und die Modulanordnung (1, 1A) und das Gebläse (30) derart aufgebaut sind, dass ein erster Luftweg (B1) und ein zweiter Luftweg (B2) in dem Batteriegehäuse (2) bereitgestellt werden, wobei der erste Luftweg (B1) die Lamellen (51) durchläuft und der zweite Luftweg (B2) die vorgegebenen Spielräume, die zwischen den Batteriemodulen (5) bereitgestellt sind, durchläuft.