DE102019135260A1

DE102019135260A1 - Fahrzeug, Wärmeaustauschplatte und Batteriepack

Info

Publication number: DE102019135260A1
Application number: DE102019135260.6A
Authority: DE
Inventors: Yuki Makita; Tsuyoshi Nishio
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-06-25
Also published as: JP2022140538A; JP7300633B2; JP2023115026A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung sieht ein Fahrzeug, eine Wärmeaustauschplatte und einen Batteriepack vor, die in der Lage sind, einen Temperaturanstieg in einem Mittelteil einer Fahrzeugbatterie zu verringern. Ein Fahrzeug umfasst: eine Wärmeaustauschplatte, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche umfasst, wobei die Wärmeaustauschplatte umfasst: eine Kühlmittelschicht, die in der Draufsicht einen ersten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kühlmittel umzuwälzen; und eine Kältemittelschicht, die in der Draufsicht einen zweiten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kältemittel umzuwälzen; eine Batteriemodul-Gruppe, die eine Vielzahl von Batteriemodulen umfasst und entlang der ersten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist; eine Fahrzeugkarosserie, die die Wärmeaustauschplatte und das Batteriemodul enthält; ein erstes Rad und ein zweites Rad, gekoppelt mit der Fahrzeugkarosserie; und einen Elektromotor, der gestaltet ist, das erste Rad unter Verwendung von elektrischer Energie anzutreiben, die von der Batteriemodul-Gruppe geliefert wird. Das Fahrzeug ist in der Lage, unter Verwendung des ersten Rades und des zweiten Rades in eine vorgegebene Richtung zu fahren. Die Batteriemodul-Gruppe enthält einen dritten Bereich auf der ersten Oberfläche in der Draufsicht. Der zweite Bereich der Kältemittelschicht ist kleiner als der erste Bereich der Kühlmittelschicht. Mindestens ein Teil des zweiten Bereichs der Kältemittelschicht ist so angeordnet, dass er den ersten Bereich der Kühlmittelschicht überlappt. Eine Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe ist angeordnet, den zweiten Bereich der Kältemittelschicht zu überlappen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeug, eine Wärmeaustauschplatte und ein Batteriepack.
Hintergrund
Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge sind mit Fahrzeugbatterien ausgestattet, die einen Motor als eine Antriebsquelle mit elektrischer Energie versorgen. Um einen Temperaturanstieg der Fahrzeugbatterie zu unterdrücken, ist ein Hybridwärmetauscher bekannt, der gleichzeitig ein Kältemittel und ein Kühlmittel liefert (siehe Patenschrift 1).
Patentschrift 1 offenbart eine Stromversorgungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die einen Batterieblock enthält, der ausgebildet ist, indem eine Vielzahl von Batteriezellen miteinander verbunden sind; eine Kühlplatte, die thermisch mit der Batteriezelle gekoppelt ist und die Batteriezelle mit einem gelieferten Kältemittel kühlt; einen Kühlmechanismus, der das Kältemittel an die Kühlplatte liefert; und einen Steuerschaltkreis, der einen Kühlzustand der Kühlplatte steuert, indem er den Kühlmechanismus steuert, bei dem, während eine Batterie effizient und schnell gekühlt wird, eine Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen verringert wird, um negative Auswirkungen zu verhindern, die durch ein Ungleichgewicht der Batteriezellen verursacht werden.
Patentschrift 1: JP-A-2010-50000
Zusammenfassung
Patentschrift 1 offenbart, dass eine Batteriezelle mit einem Kältemittel gekühlt wird, während die Batteriezelle mit Wasser gekühlt wird, aber da ein Temperaturanstieg in einem Mittelteil der Batteriezelle nicht berücksichtigt wird, besteht das Problem, dass eine Temperatur einer Elementarzelle in dem Mittelteil der Batteriezelle groß wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Fahrzeug, eine Wärmeaustauschplatte und einen Batteriepack zu schaffen, die in der Lage sind, einen Temperaturanstieg in einem Mittelteil einer Fahrzeugbatterie zu verringern.
Die vorliegende Offenbarung sieht ein Fahrzeug vor, umfassend: eine Wärmeaustauschplatte, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche umfasst, die Wärmeaustauschplatte umfassend: eine Kühlmittelschicht, die in der Draufsicht einen ersten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kühlmittel umzuwälzen; und eine Kältemittelschicht, die in der Draufsicht einen zweiten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kältemittel umzuwälzen; eine Batteriemodul-Gruppe, die eine Vielzahl von Batteriemodulen umfasst und entlang der ersten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist, eine Fahrzeugkarosserie, die die Wärmeaustauschplatte und das Batteriemodul enthält; ein erstes Rad und ein zweites Rad, gekoppelt mit der Fahrzeugkarosserie; und einen Elektromotor, der gestaltet ist, das erste Rad unter Verwendung von elektrischer Energie anzutreiben, die von der Batteriemodul-Gruppe geliefert wird, wobei das Fahrzeug in der Lage ist, unter Verwendung des ersten Rades und des zweiten Rades in eine vorgegebene Richtung zu fahren, wobei die Batteriemodul-Gruppe auf der ersten Oberfläche in der Draufsicht einen dritten Bereich umfasst, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht, wobei mindestens ein Teil des zweiten Bereichs der Kältemittelschicht so angeordnet ist, dass er den ersten Bereich der Kühlmittelschicht überlappt, und wobei eine Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist, den zweiten Bereich der Kältemittelschicht zu überlappen.
Die vorliegende Offenbarung sieht eine Wärmeaustauschplatte vor, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche umfasst, wobei die Wärmeaustauschplatte umfasst: eine Kühlmittelschicht, die in der Draufsicht einen ersten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kühlmittel umzuwälzen; und eine Kältemittelschicht, die in der Draufsicht einen zweiten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kältemittel umzuwälzen, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht, wobei mindestens ein Teil des zweiten Bereichs der Kältemittelschicht so angeordnet ist, dass er den ersten Bereich der Kühlmittelschicht überlappt, und wobei in einem Fall, in dem eine Batteriemodul-Gruppe entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist, die Batteriemodul-Gruppe auf der ersten Oberfläche in der Draufsicht einen dritten Bereich umfasst, wobei die Batteriemodul-Gruppe eine Vielzahl von Batteriemodulen enthält, und eine Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist, den zweiten Bereich der Kältemittelschicht zu überlappen.
Die vorliegende Offenbarung sieht einen Batteriepack vor, umfassend: eine Wärmeaustauschplatte, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche umfasst, die Wärmeaustauschplatte umfassend: eine Kühlmittelschicht, die in der Draufsicht einen ersten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kühlmittel umzuwälzen; und eine Kältemittelschicht, die in der Draufsicht einen zweiten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kältemittel umzuwälzen; und eine Batteriemodul-Gruppe, die eine Vielzahl von Batteriemodulen umfasst und entlang der ersten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist, wobei die Batteriemodul-Gruppe auf der ersten Oberfläche in der Draufsicht einen dritten Bereich umfasst, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht, wobei mindestens ein Teil des zweiten Bereichs der Kältemittelschicht so angeordnet ist, dass er den ersten Bereich der Kühlmittelschicht überlappt, und wobei eine Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist, den zweiten Bereich der Kältemittelschicht zu überlappen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Kühlteil in einem Mittelteil einer Fahrzeugbatterie vorgesehen, in der ein Temperaturanstieg durch Laden und Entladen hervorgerufen wird, wodurch es ermöglicht wird, dass der Temperaturanstieg in dem Mittelteil der Fahrzeugbatterie während des Kühlens verringert wird, oder eine Temperatur in dem Mittelteil unter die der Peripherie gesenkt wird. Ein Rohr kann gestaltet sein, verkürzt zu sein, indem ein Kältemittelrohr in dem Mittelteil in einem Kühlmittelkanal konzentriert wird, wodurch es ermöglicht wird, den Druckverlust zu verringern.
Figurenliste

1 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Beispiel des Batterietemperatursteuersystems 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt;
die 2A bis 2D sind Ansichten des Aufbaus des Batterietemperatursteuersystems 1 basierend auf 1, 2A ist eine perspektivische Teil-Explosionsansicht, 2B ist eine erste Schnittansicht entlang einer Linie A-A', 2C ist eine zweite Schnittansicht entlang der Linie A-A' und 2D ist eine dritte Schnittansicht entlang der Linie A-A';
die 3A und 3B sind schematische Ansichten in einer Ansicht von oben, die ein Beispiel einer anderen Form eines Kühlteils 50 der vorliegenden Offenbarung zeigen, 3A ist eine erste Ausführungsform und 3B ist eine zweite Ausführungsform;
die 4A und 4B sind schematische Ansichten in einer Draufsicht, die ein Beispiel einer anderen Ausführungsform des Kühlteils 50 der vorliegenden Offenbarung zeigen, 4A ist eine dritte Ausführungsform und 4B ist eine vierte Ausführungsform;
die 5A und 5B sind schematische Ansichten in einer Ansicht von oben, die ein Anordnungsbeispiel jeder Sekundärbatteriezelle der vorliegenden Offenbarung zeigen, 5A ist eine erste Ausführungsform und 5B ist eine zweite Ausführungsform;
6 ist eine schematische Ansicht, die einen Wärmeerzeugungszustand auf der Grundlage jedes Widerstands der Sekundärbatteriezelle der vorliegenden Offenbarung darstellt;
7 ist eine schematische Ansicht, die einen Wärmeerzeugungszustand einer Sekundärbatteriezelle 11 und ein Wärmemanagementsystem 20 der vorliegenden Offenbarung darstellt;
8 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Kühlungssteuerung des Batterietemperatursteuersystems 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt;
9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Erwärmungssteuerung des Batterietemperatursteuersystems 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt;
10 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform des Kühlteils 50 der vorliegenden Offenbarung darstellt;
die 11A und 11B sind schematische Ansichten, die einen Zustand darstellen, in dem das Batterietemperatursteuersystem 1 in einem Fahrzeug 100 der vorliegenden Offenbarung montiert ist, 11A ist eine Seitenansicht des Fahrzeugs 100 und 11B ist eine Rückansicht des Fahrzeugs 100;
12 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Steuerung des Batterietemperatursteuersystems 1 unter Verwendung der Routen- und Zielinformation des Fahrzeugs in den 11A und 11B darstellt; und
13 ist eine Seitenansicht, die einen in dem Fahrzeug 100 installierten Batteriepack α darstellt.

Genaue Beschreibung
Nachfolgend ist eine Ausführungsform (nachfolgend als „die Ausführungsform“ bezeichnet), die insbesondere ein Fahrzeug, eine Wärmeaustauschplatte und einen Batteriepack gemäß der vorliegenden Offenbarung offenbart, gegebenenfalls unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Jedoch kann eine unnötig genaue Beschreibung weggelassen sein. Beispielsweise kann eine genaue Beschreibung eines bereits wohl bekannten Elements und eine redundante Beschreibung von im Wesentlichen derselben Konfiguration weggelassen sein. Dies nicht nur, um zu verhindern, dass die folgende Beschreibung unnötig redundant wird, sondern auch um das leichte Verständnis durch Fachleute zu erleichtern. Die beigefügte Zeichnung und die folgende Beschreibung sind bereitgestellt, damit Fachleute die vorliegende Offenbarung vollständig verstehen können, und sollen den Gegenstand der Erfindung, der in den Ansprüchen beschrieben ist, nicht einschränken.
Nachstehend ist eine wünschenswerte Ausführungsform zur Umsetzung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben.
1 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Beispiel des Batterietemperatursteuersystems 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die 2A bis 2D sind Ansichten des Aufbaus des Batterietemperatursteuersystems 1 basierend auf 1, 2A ist eine perspektivische Teil-Explosionsansicht, 2B ist eine erste Schnittansicht entlang einer Linie A-A', 2C ist eine zweite Schnittansicht entlang der Linie A-A' und 2D ist eine dritte Schnittansicht entlang der Linie A-A'. Das Batterietemperatursteuersystem 1 der vorliegenden Offenbarung ist auf Grundlage der 1 und 2A bis 2D ausführlich beschrieben.
Das Batterietemperatursteuersystem 1 enthält eine Fahrzeugbatterie 10 und ein Wärmemanagementsystem 20, das die darauf montierte Fahrzeugbatterie 10 kühlt. Das Wärmemanagementsystem 20 enthält einen Wärmetauscher 21. Die Fahrzeugbatterie 10 enthält eine Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11 und ist auf einer ersten Oberfläche 22 des Wärmetauschers 21 linear angeordnet. Eine der ersten Oberfläche 22 des Wärmetauschers 21 gegenüber liegende Seite ist als eine zweite Oberfläche 23 definiert. Die Sekundärbatteriezelle 11 ist beispielsweise eine Batterie, die elektrische Energie speichert, welche als eine Antriebsquelle eines Fahrmotors in einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug dient, und ist eine Komponente, die eine Temperatursteuerung wie etwa Kühlung benötigt. Eine Kombination der Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11 (Elementarzellen) wird als ein Batteriemodul bezeichnet. Eine Kombination der Vielzahl von Batteriemodulen wird als eine Batteriemodulgruppe bezeichnet. Die Fahrzeugbatterie 10 kann einem Batteriemodul entsprechen oder kann der Batteriemodul-Gruppe entsprechen, die die Vielzahl von Batteriemodulen enthält. In diesem Fall wird die Fahrzeugbatterie 10 als die Batteriemodul-Gruppe beschrieben. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Batteriemodul-Gruppe entlang der ersten Oberfläche 22 des Wärmetauschers 21 angeordnet. Die Batteriemodul-Gruppe enthält einen dritten Bereich REG3 auf der ersten Oberfläche 22 in einer Draufsicht.
Das Wärmemanagementsystem 20 ist eine Vorrichtung zum Kühlen der Fahrzeugbatterie 10, ist in der Nähe der Fahrzeugbatterie 10 vorgesehen und enthält den Wärmetauscher 21. Das Wärmemanagementsystem 20 enthält einen Kühlmittelkanal 30, der sich in dem Wärmetauscher 21 befindet und ein Durchströmen von Kühlmittel erlaubt, und ein Kältemittelrohr 40, der ein Durchströmen von Kältemittel erlaubt. Der Kühlmittelkanal 30 kann geschichtet sein, wie in den 2B bis 2D dargestellt. Das heißt, der Kühlmittelkanal 30 ist eine Kühlmittelschicht, in der das Kühlmittel zirkuliert. Diese Kühlmittelschicht enthält einen ersten Bereich REG1 in der Draufsicht zwischen der ersten Oberfläche 22 und der zweiten Oberfläche 23 (siehe 2A). Das Wärmemanagementsystem 20 umfasst ferner: ein Kühlmittelkanal-Rohr 31, das mit dem Kühlmittelkanal 30 in Verbindung steht; eine Pumpe 32, die mit dem Kühlmittelkanal-Rohr 31 verbunden ist und das Kühlmittel umwälzt; einen Heizer 33; einen Kompressor 41 zum Umwälzen des Kältemittels im Kältemittelrohr 40, einen Kondensator 42; und ein Expansionsventil 43.
Das Kältemittelrohr 40 steht in Verbindung mit dem Kompressor 41, dem Kondensator 42 und dem Expansionsventil 43, und in 1 bildet das Kältemittelrohr 40, das in dem Kühlmittelkanal 30 angeordnet ist, einen Kühlteil 50. Der Kühlteil 50 kann geschichtet sein, wie in den 2B bis 2D dargestellt, und das Kältemittel fließt durch den Kühlteil 50. Das heißt, der Kühlteil 50 ist eine Kältemittelschicht, in der das Kältemittel zirkuliert. Die Kältemittelschicht enthält einen zweiten Bereich REG2 in der Draufsicht zwischen der ersten Oberfläche 22 und der zweiten Oberfläche 23 (siehe 2A).
Eine gegenseitige Beziehung zwischen dem oben dargestellten ersten Bereich REG1, dem zweiten Bereich REG2 und dem dritten Bereich REG3 ist wie folgt.

• Der zweite Bereich REG2 der Kältemittelschicht ist kleiner als der erste Bereich REG1 der Kühlmittelschicht (siehe 2A). Das heißt, der Bereich (zweiter Bereich REG2) der Kältemittelschicht ist auf eine konzentrierte Weise angeordnet, so dass er kleiner ist als der erste Bereich REG1 der Kühlmittelschicht. Somit kann ein Rohr für das Kältemittel verkürzt sein. Da das Rohr kurz ist, ist die Auswirkung, dass der Druckverlust verringert ist.
• Mindestens ein Teil des zweiten Bereichs REG2 der Kältemittelschicht ist so angeordnet, dass er den ersten Bereich REG1 der Kühlmittelschicht überlappt (siehe die 2A bis 2D). Folglich kann ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel in einem Abschnitt durchgeführt werden, in dem der zweite Bereich REG2 der Kältemittelschicht den ersten Bereich REG1 der Kühlmittelschicht überlappt.
• Die Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe ist so angeordnet, dass er den zweiten Bereich REG2 der Kältemittelschicht überlappt (siehe die 2A bis 2D). Folglich wird eine Umgebung der Mitte O des dritten Bereichs REG3 in der Batteriemodul-Gruppe durch das durch die Kältemittelschicht fließende Kältemittel intensiv gekühlt. Die Umgebung der Mitte O des dritten Bereichs REG3 ist ein Abschnitt, in dem die Wärme konzentriert ist und somit die Temperatur größer wird. Daher wird eine Temperaturänderung der Batteriemodul-Gruppe durch intensives Kühlen der Umgebung der Mitte O verringert.

Es ist wünschenswert, dass der dritte Bereich REG3 der Batteriemodul-Gruppe kleiner ist als der erste Bereich REG1 der Kühlmittelschicht. In diesem Fall kann die gesamte Batteriemodul-Gruppe durch die Kühlmittelschicht gekühlt werden.
Eine gegenseitige Beziehung in einer vertikalen Richtung zwischen dem ersten Bereich REG1, dem zweiten Bereich REG2 und dem dritten Bereich REG3 ist wie folgt.

• Die Kühlmittelschicht (Kühlmittelkanal 30) ist zwischen der Kältemittelschicht (Kühlteil 50) und der Batteriemodul-Gruppe in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe (Fahrzeugbatterie 10) in der Draufsicht angeordnet. Eine solche Anordnung ist in jedem Zustand der 2B bis 2D ausgebildet. Weil sich die Kühlmittelschicht zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe befindet, so dass das Kühlmittel die Ungleichmäßigkeit zerstreut, die während des vom Kältemittel durchgeführten Kühlens auftritt, kann die Batteriemodul-Gruppe gleichmäßiger gekühlt werden.

In 2B ist die Kältemittelschicht im Innern der Kühlmittelschicht eingebettet. In 2C befindet sich die Kältemittelschicht im Innern der Kühlmittelschicht und an deren Boden. In 2D ist die Kühlmittelschicht auf der Kältemittelschicht angeordnet. Hier kann eine Anordnung, die in 2B dargestellt ist, als Sandwich-Struktur interpretiert werden, bei der die Kältemittelschicht zwischen zwei Kühlmittelschichten angeordnet ist. Das heißt, die Kühlmittelschicht umfasst eine erste Kühlmittelschicht 30a und eine zweite Kühlmittelschicht 30b in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht; in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht ist die erste Kühlmittelschicht 30a zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe angeordnet; und in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht ist die Kältemittelschicht zwischen der ersten Kühlmittelschicht 30a und der zweiten Kühlmittelschicht 30b angeordnet. Durch eine solche Anordnung kann die Kältemittelschicht von der ersten Kühlmittelschicht 30a und der zweiten Kühlmittelschicht 30b umgeben sein, und somit wird der Wärmeaustausch zwischen der Kältemittelschicht und der Kühlmittelschicht problemlos durchgeführt.
Der Kühlteil 50 ist durch ein Rohr ausgebildet. Wie in der schematischen Ansicht in 1 dargestellt, umfasst der Kühlteil 50 ein Einlassrohr 51 und ein Auslassrohr 52 des Kältemittels und umfasst einen ersten Punkt 53 auf einer Seite und einen zweiten Punkt 54 auf der anderen Seite. In dem in 1 dargestellten Beispiel fließt und zirkuliert das Kältemittel durch den in einem einzigen Schritt ausgebildeten Kühlteil 50 vom Einlassrohr 51 zum Auslassrohr 52 und kühlt dabei die Fahrzeugbatterie 10. Der Kühlteil 50 bildet einen Abschnitt, der von dem ersten Punkt 53 über den zweiten Punkt 54 zurück zum ersten Punkt 53 geführt wird. Das heißt, das Kältemittel fließt vom Einlassrohr 51 hinein, fließt zwischen einer Umgebung des ersten Punktes 53 und einer Umgebung des zweiten Punktes hin und her, und fließt aus dem Auslassrohr 52 heraus.
In der Ausführungsform ist der Kühlteil 50 in einem Mittelteil S in der Draufsicht der Fahrzeugbatterie 10 angeordnet, und der Mittelteil S ist auf einen Bereich in der Nähe der Mitte festgesetzt, der eine Länge von ungefähr 1/3 in Längs- und Querrichtung in der Draufsicht auf die Fahrzeugbatterie 10 aufweist.
Das durch den Kühlmittelkanal 30 strömende Kühlmittel ist zum Beispiel ein Frostschutzmittel, das Ethylenglykol enthält. Das in dem Kältemittelrohr 40 fließende Kältemittel kann sich in einem Zweiphasen-Zustand befinden, in dem Gas und Flüssigkeit gemischt sind, und ein Beispiel dafür ist Hydrofluorcarbonat (HFC). Das Kältemittel kann jedoch auch etwas anderes sein als HFC.
Das in dem Kühlmittelkanal 30 fließende Kühlmittel wird umgewälzt, indem die in 1 dargestellte Pumpe 32 betrieben wird, und die Pumpe 32 ist beispielsweise eine Kühlmittel-Druckförderpumpe und eine elektrische Wasserpumpe.
Der Kompressor 41 komprimiert das verdampfte Kältemittel und liefert das komprimierte Kältemittel an den Kondensator 42, wonach der Kondensator 42 das vom Kompressor 41 komprimierte Kältemittel kühlt und verflüssigt, das verflüssigte Kältemittel an das Expansionsventil 43 liefert und das verflüssigte Kältemittel im Kältemittelrohr 40 umwälzt.
Der Wärmetauscher 21 weist zum Beispiel die Form einer flachen Platte auf, weist eine Plattenform auf, deren Höhe kürzer ist als eine Länge in Richtung von vorne nach hinten und von links nach rechts, und wird als Wärmeaustauschplatte bezeichnet. Der Wärmetauscher 21 kann jedoch in Kastenform, in einer quadratischen Form oder einer zylindrischen Form ausgebildet sein, die in der Richtung von vorne nach hinten kürzer ist als in der Richtung von links nach rechts. In dem Wärmetauscher 21 sind das Einlassrohr 51 und das Auslassrohr 52, die mit dem Kühlteil 50 in Verbindung stehen, und ein Einführungsrohr 31a und ein Ablaufrohr 31b des Kältemittelkanal-Rohrs 31, die mit dem Kältemittelkanal 30 in Verbindung stehen, jeweils vorgesehen.
Die 3A und 3B sind schematische Ansichten in einer Ansicht von oben, die ein Beispiel einer anderen Form des Kühlteils 50 der vorliegenden Offenbarung zeigen, 3A ist eine erste Ausführungsform und 3B ist eine zweite Ausführungsform. Ein Rohraufbau des Kühlteils 50 ist auf Grundlage der 3A und 3B beschrieben.
In der in 3A dargestellten ersten Ausführungsform ist eine Form eines am ersten Punkt 53 und am zweiten Punkt 54 abgeknickten Teils eine Ebene. Ein Fluss des Kühlmittels in jedem Rohrteil ist zwischen dem ersten Punkt 53 und dem zweiten Punkt 54 parallel. Die Positionen des Einlassrohrs 51 und des Auslassrohrs 52 können beliebig festgelegt sein. Folglich ist das Kältemittelrohr 40 durchgehend angeschlossen, und es wird ein kompakter und preiswerter Rohraufbau erzielt.
Wie in 3A dargestellt, ist das Kältemittelrohr 40 des Kühlteils 50 durchgehend in einer einzigen Rohrform verlegt, wie aus einem Stück, ohne sich in eine Vielzahl von Teilen zu verzweigen. Eine Vielzahl von Rohrformen, die in der Ansicht von oben beschrieben sind, kann in Längsrichtung (Draufsicht) in dem Kühlmittelkanal 30 angeordnet sein.
Wie in der in 3B gezeigten zweiten Ausführungsform 2 dargestellt, kann das Kältemittelrohr 40 im Verlauf in eine Vielzahl von Strömungspfaden verzweigt sein. In beiden Fällen von 3A und 3B kann eine Rohrform, wie dargestellt, ausgebildet sein, indem eine Vielzahl von Rohren miteinander verbunden ist.
Die 4A und 4B sind schematische Ansichten in einer Draufsicht, die ein Beispiel einer anderen Ausführungsform des Kühlteils 50 der vorliegenden Offenbarung zeigen, 4A ist eine dritte Ausführungsform und 4B ist eine vierte Ausführungsform. Ein Rohraufbau des Kühlteils 50 ist auf Grundlage der 4A und 4B beschrieben.
In der dritten und vierten Ausführungsform ist das Kältemittelrohr 40 in einer Spiralform in Richtung der Mitte des Kühlteils 50 angeordnet. Das Einlassrohr 51 ist in der Nähe des Randes des Kühlteils 50 angeordnet, und das Auslassrohr 52 ist in der Nähe der Mitte des Kühlteils 50 angeordnet. Die Positionen des Einlassrohrs 51 und des Auslassrohrs 52 können vertauscht sein. In diesem Fall tritt das Kältemittel in einer flüssigen Phase vom Einlassrohr 51 ein, das in der Nähe der Mitte des Kühlteils 50 angeordnet ist, und während das Kältemittel von der flüssigen Phase in die Gasphase wechselt und die Umgebung der Mitte kühlt, fließt das Kältemittel zum Auslassrohr 52, das in der Nähe des Randes angeordnet ist. Demgemäß kann die Umgebung der Mitte des Kühlteils 50 effizient gekühlt werden.
Hier ist im Vergleich zur in 4B dargestellten vierten Ausführungsform in der in 4A dargestellten dritten Ausführungsform das Kältemittelrohr 40 in der Nähe der Mitte des Kühlteils 50 konzentriert. Das heißt, da eine Oberfläche in Kontakt mit dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkanal 30 fließt, in der Nähe der Mitte des Kühlteils 50 groß wird, wird eine Kühlkapazität groß. Hier ist der zweite Bereich REG2 der Kältemittelschicht weiter in zwei Bereiche unterteilt. Die unterteilten zwei Bereiche umfassen: einen ersten Kältemittelschicht-Bereich REG21, der der Mitte O (siehe die 2A bis 2D) des dritten Bereichs REG3 entspricht, und einen zweiten Kältemittelschicht-Bereich REG22, der außerhalb des ersten Kältemittelschicht-Bereichs in der Draufsicht angeordnet ist. Diese beiden Kältemittelschicht-Bereiche REG21 und REG22 sind in der Zeichnung durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. Zu diesem Zeitpunkt ist eine erste Kühlkapazität des ersten Kältemittelschicht-Bereichs REG21 größer als eine zweite Kühlkapazität des zweiten Kältemittelschicht-Bereichs REG22.
Die Form des Kühlteils 50 ist durch einen Temperaturanstieg der Fahrzeugbatterie 10 bestimmt, die auf dem Wärmemanagementsystem 20 platziert ist, und ist insbesondere durch einen Wert des Temperaturanstiegs in dem mittleren Bereich S bestimmt. Wenn die Anzahl und Kapazität der Sekundärbatteriezellen 11, welche die Fahrzeugbatterie 10 bilden, groß ist, ist es erforderlich, die Größe des Wärmetauschers 21, des Kühlmittelkanals 30 und des Kühlteils 50 zu erhöhen; eine Anordnung repräsentativer Formen, die in den ersten bis vierten Ausführungsformen gezeigt sind, kann ausgewählt werden; und eine Vielzahl von Anordnungen und mehrstufigen Anordnungen werden ebenfalls ausgewählt. Eine Anordnungs-Konfiguration des Rohrs ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Die 5A und 5B sind schematische Ansichten in einer Ansicht von oben, die ein Anordnungsbeispiel jeder Sekundärbatteriezelle 11 zeigen, 5A ist eine erste Ausführungsform und 5B ist eine zweite Ausführungsform. Die Anordnung der Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11 ist auf Grundlage der 5A und 5B beschrieben.
In der ersten Ausführungsform ist die Vielzahl der Sekundärbatteriezellen 11 auf der ersten Oberfläche 22 des Wärmetauschers 21 in Reihe angeordnet, so dass sie nebeneinander liegen, so dass ein Ende davon in der Querrichtung der Zeichnung bündig ist. In der zweiten Ausführungsform ist die Anordnung der ersten Ausführungsform in zwei Reihen in der Längsrichtung der Zeichnung angeordnet. In der Zeichnung verläuft eine längere Richtung der Sekundärbatteriezelle 11 entlang der Längsrichtung der Zeichnung, kann aber in Querrichtung der Zeichnung angeordnet sein, und auf die gleiche Weise ist die Anordnung nicht auf zwei Reihen beschränkt, sondern kann drei oder mehr Reihen aufweisen.
6 ist eine schematische Ansicht, die einen Wärmeerzeugungszustand auf der Grundlage jedes Widerstands der Sekundärbatteriezellen 11 darstellt, die miteinander in Reihe geschaltet sind. In 6 ist eine Graphik dargestellt, die die Temperatur auf der Sekundärbatteriezelle 11 zeigt, und der Widerstand der Sekundärbatteriezelle 11 ist unter der Sekundärbatteriezelle 11 dargestellt.
In einem Fall, in dem jeder Widerstand (Innenwiderstand) der Sekundärbatteriezelle 11 als R definiert ist, und ein durch die Sekundärbatteriezelle 11 fließender Lade- und Entladestrom als i definiert ist, wenn der Widerstand R jeder Sekundärbatteriezelle 11 gleich ist, kann eine Wärmeerzeugungsmenge P jeder Sekundärbatteriezelle 11 als R × i² dargestellt werden, und die Wärmeerzeugungsmenge P ist gleich (P = R × i²). Da die Sekundärbatteriezellen 11 in einem Zustand angeordnet sind, in dem sie in engem Kontakt zu den benachbarten Sekundärbatteriezellen 11 sind, und die um die Mitte angeordnete Sekundärbatteriezelle 11 mehr Wärmeinhalt aufweist als die Sekundärbatteriezelle 11, die am Rand angeordnet ist, erhöht sich der Temperaturanstieg.
In dem Wärmemanagementsystem 20 der Ausführungsform ist der durch das Kältemittelrohr 40 ausgebildete Kühlteil 50 im Innern des Kühlmittelkanals 30 des Wärmemanagementsystems 20 vorgesehen, oder an einer Position, die den Kühlmittelkanal 30 überlappt, die der Umgebung der Mitte der Fahrzeugbatterie 10 entspricht, wo der Temperaturanstieg durch Laden und Entladen erzeugt wird. Insbesondere in der Längsrichtung und in der Querrichtung in der Draufsicht der Fahrzeugbatterie 10 ist der Kühlteil 50 im Mittelteil S vorgesehen, der auf einen Bereich in der Nähe der Mitte festgesetzt ist, der eine Länge von ungefähr 1/3 aufweist, wodurch der Temperaturanstieg in der Nähe der Mitte der Fahrzeugbatterie 10 verringert werden kann, oder die Temperatur in der Nähe der Mitte zum Zeitpunkt des Kühlens mehr verringert werden kann als die des Randes. Da die Umgebung der Mitte der Fahrzeugbatterie mit Wärme gefüllt ist und somit die Temperatur der Sekundärbatteriezelle 11 steigt, wird die Kühlung durch das Kältemittel des Kühlteils 50 im Mittelteil S zum Zeitpunkt der Kühlung ausgeführt, und die Umgebung des Randes der Fahrzeugbatterie 10 wird durch Wärmediffusion durch Zirkulation des Kühlmittels und natürliche Wärmeleitung zum Rand der Fahrzeugbatterie 10 gekühlt, wodurch es ermöglicht wird, nicht nur die Temperatur der Fahrzeugbatterie 10 zu verringern, sondern auch eine Temperaturänderung zu verringern.
Das Kältemittelrohr 40 ist im Mittelteil S des Wärmemanagementsystems 20 konzentriert, wodurch das Kältemittelrohr 40 gestaltet sein kann, kurz zu sein, so dass der Druckverlust verringert werden kann. Das Kältemittelrohr 40 ist durchgehend wie aus einem Stück ausgebildet, wodurch es möglich ist, nicht nur das gesamte Wärmemanagementsystem 20 zu kühlen, sondern auch die Abweichung der Kältemittel-Strömung im Vergleich zu einem Fall zu verringern, in dem das Kältemittel an eine Vielzahl von Rohren verteilt wird. Dann wird das durch den Kühlmittelkanal 30 im Innern des Wärmemanagementsystems 20 fließende Kühlmittel von der Pumpe 32 umgewälzt, um die kalte und warme Wärme zu diffundieren, wodurch es möglich ist, nicht nur die Temperaturänderung der Vielzahl von Sekundärbatteriezellen 11, die die Fahrzeugbatterie 10 bilden, zu verringern, sondern auch, die Maximaltemperatur innerhalb eines zulässigen Bereichs einzustellen.
7 ist eine schematische Ansicht, die einen Wärmeerzeugungszustand der Sekundärbatteriezelle 11 und ein Wärmemanagementsystem 20 darstellt, die miteinander in Reihe geschaltet sind. 7 stellt eine Grafik dar, die eine Temperatur der Sekundärbatteriezelle 11 und einen Zustand zeigt, in dem die Sekundärbatteriezelle 11 und das Wärmemanagementsystem 20 miteinander durch den Wärmewiderstand in Reihe geschaltet sind.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass jede Sekundärbatteriezelle 11 mit dem Kühlmittel (Kühlmittelkanal 30) und dem Kältemittel (Kühlteil 50) über den Wärmewiderstand verbunden ist, kann die Sekundärbatteriezelle 11 als Wärmeerzeugungsquelle durch Laden und Entladen betrachtet werden. Hier wird eine Konfiguration, die der Außenluft entspricht, als eine Außenseite der Sekundärbatterie 60 bezeichnet. Da die Temperatur der Außenseite der Sekundärbatterie (Außenluft) 60 sich abhängig von der Umgebung ändert, wird Wärmeabfuhr (Wärmeaufnahme) erzeugt. Wenn eine Umgebungstemperatur kleiner ist als eine Temperatur der Fahrzeugbatterie 10 wird die Wärmeabfuhr durchgeführt, und die Sekundärbatteriezelle 11 in der Nähe der Außenseite der Sekundärbatterie 60 gibt Wärme ab und wird gekühlt, und im Gegensatz dazu wird die Sekundärbatteriezelle 11 in der Nähe der Mitte einfach mit Wärme gefüllt.
Im Wärmemanagementsystem 20 ist das Kühlmittel und das Kältemittel vorgesehen, wodurch eine Wärmeabfuhr-(Wärmeaufnahme)-Route von der Sekundärbatteriezelle 11 zum Kühlmittel (Kühlmittelkanal 30) und zum Kältemittel (Kühlteil 50) gebildet werden kann. Insbesondere da die Sekundärbatteriezelle 11 in der Nähe der Mitte eine große Temperaturdifferenz zum Kühlmittel aufweist, wird die Wärmeabfuhr an das Kühlmittel dominant. Eine Wärmeabfuhrmenge (= Kühlkapazität) zur Außenseite der Sekundärbatterie 60 und zum Kühlteil 50 ist im Gleichgewicht mit einer Wärmeerzeugungsmenge jeder Sekundärbatteriezelle 11, so dass der Temperaturanstieg der Fahrzeugbatterie 10 ausgeglichen ist. Die Kühlkapazität des Kühlteils 50 wird durch den Kompressor 41 verändert und kann nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden. Durch Umwälzen des Kühlmittels durch die Pumpe 32 werden eine Kühlwirkung des Kühlteils 50 und eine Wärmewirkung des Heizers 33 schnell an jede Sekundärbatteriezelle 11 geliefert, wodurch es möglich wird, den Wärmewiderstand des Kühlmittelteils im Innern des Kühlmittelkanals 30 stark zu verringern.
Die Kühlkapazität des Kühlteils 50 und die Größe des Kühlteils 50 können so bestimmt werden, dass die Summe der Energie für das Kühlen und der Energie für das Antreiben der Pumpe 32 minimiert wird. Um das Kühlen mit der minimalen Energie durchzuführen, wird die Kühlkapazität aus der Schätzung der Wärmerzeugungsmenge durch Laden und Entladen der Fahrzeugbatterie 10, der Menge in dem Wärmemanagementsystem 20 erzeugter kalter Wärme, und der Wärmeabfuhrmenge an die Umgebung bestimmt; eine für das Wärmemanagementsystem 20 erforderlicher Menge für den Betrieb wird bestimmt und bewirkt den Betrieb; und eine Korrektur wird durch Rückkopplung unter Verwendung der gemessenen Temperatur durchgeführt.
In dem Fall, das die Temperatur der Fahrzeugbatterie 10 geschätzt wird, wird die Wärmeerzeugungsmenge P aus einem Lade- und Entladestrom i der Sekundärbatteriezelle 11 und dem Innenwiderstand R erhalten; und die Temperatur der Sekundärbatterie 11 kann aus der Wärmekapazität und einem Wärmeübertragungsmodell im Voraus geschätzt werden. In dem Fall, dass ein Wärmewiderstands-Verringerungseffekt des Kühlteils 50 und der Pumpe 32 geschätzt wird, kann im Voraus eine Beziehung zwischen der Temperatur des Kühlmittels des Wärmemanagementsystems 20, der Umgebungstemperatur, des Ausmaßes der Regelung des Kompressors 41 und des Ausmaßes des Betriebs der Pumpe 32 verwendet werden; die Temperatur der Fahrzeugbatterie 10 kann fast gleichmäßig gemacht werden; und die maximale Temperatur kann in den zulässigen Bereich abgesenkt werden.
Eine Vorwärtsregelung kann durchgeführt werden, indem die Wärmeerzeugungsmenge und die erforderliche Kühlkapazität unter Verwendung von Karteninformationen und Wetterinformationen gerichtet auf ein Ziel eines Fahrzeugs 100, das später beschrieben wird, geschätzt werden. Ein Fall, in dem er erforderlich ist, die Fahrzeugbatterie 10 zu heizen, ist der Beginn der Fahrt, wenn die Umgebungstemperatur klein ist, und zu Beginn des Ladens. Da die Sekundärbatteriezelle 11 in der Nähe des Randes der Fahrzeugbatterie 10, der von der Temperatur der Außenluft leicht beeinflusst wird, geheizt werden muss, ist es wünschenswert, dass das von der Pumpe 32 umgewälzte Kühlmittel von dem Heizer 33 geheizt wird, um eine Flüssigkeit für das Heizen zu erhalten, und die gesamte Fahrzeugbatterie 10 geheizt wird.
8 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Kühlungssteuerung des Batterietemperatursteuersystems 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Ein Verfahren der Kühlungssteuerung ist unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Die Parameter sind wie folgt beschrieben und können durch Messung erhalten werden.

(1) Die Temperatur der Sekundärbatteriezelle 11 in der Nähe der Mitte der Fahrzeugbatterie 10 ist als A definiert (maßgebliche Temperatur in der Nähe der Mitte).
(2) Die Temperatur der Sekundärbatteriezelle 11 in der Nähe des Randes der Fahrzeugbatterie 10 ist als B definiert (maßgebliche Temperatur in der Nähe des Randes).
(3) Die Außentemperatur ist als C definiert.
(4) Der Lade- und Entladestrom ist als i definiert.
(5) Der Innenwiderstand der Sekundärbatteriezelle 11 wird als R definiert (im Voraus erhalten, oder durch Berechnung erhalten).
(6) Die Temperatur des Kühlmittels ist als E definiert (Messung in der Nähe des Ablaufrohrs 31b).

Die einzuhaltenden Temperaturbedingungen sind wie folgt beschrieben.
Eine zulässige Maximaltemperatur G ist gleich oder größer als die Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle. G ≥ A und G ≥ B
Eine Änderung der zulässigen Temperatur H ist gleich oder größer als eine Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle. H ≥| A - B |
Es wird ein Konzept des Ausmaßes eines Kühlbetriebs in der Kühlungssteuerung beschrieben.
Eine Wärmeerzeugungsmenge Wn jeder Sekundärbatteriezelle n und eine Gesamt-Wärmeerzeugungsmenge Wall der Fahrzeugbatterie 20 kann aus dem Lade- und Entladestrom i und dem Innenwiderstand R berechnet werden. Es gilt Wall = W1 + W2 + ... Wn. Eine Wärmeabfuhrmenge Wout der Fahrzeugbatterie 10 kann aus den Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle und der Außentemperatur C abgeschätzt werden. Es wird das Modell benutzt, das auf dem Wärmewiderstand beruht und Daten im Voraus erfasst. Wenn die zum Kühlen erforderliche Kühlkapazität als Wcool definiert ist, ist Wcool > Wall - Wout erfüllt, und die Kühlkapazität Wcool wird ein Zielwert für das Kühlen. Da die Sekundärbatteriezelle 11 und das Wärmemanagementsystem 20 bezüglich Wall eine große Wärmekapazität aufweisen, kann auch ein Mittelwert von Wall aus der Vergangenheit (Tcool) für Wcool benutzt werden.
Abschätzung von Wcool: Es wird ein erwarteter Wert von Wcool bezüglich einer Kombination der Außentemperatur C, einer Kühlmitteltemperatur E und eines Einstellwertes des Kompressors 41 im Voraus erhalten, und dieser Wert wird benutzt. Die Einstellung des Kompressors 41 kann so vorgenommen werden, dass ein gewünschtes Wcool erhalten wird. Aus den gemessenen Werten der Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle wird Wcool so eingestellt, dass die zulässige Maximaltemperatur G ≥ der Temperatur A der Sekundärbatteriezelle und die zulässige Maximaltemperatur G ≥ der Temperatur B der Sekundärbatteriezelle erfüllt sind. Dies wird zur Regelung zur Korrektur eines Überschusses oder eines Mangels des geschätzten Wertes von Wcool verwendet.
Es wird ein Konzept des Ausmaßes eines Betriebs der Pumpe 32 in der Kühlungssteuerung beschrieben.
Wenn der gemessene Wert (| A - B |) der Temperaturdifferenz einer Sekundärbatteriezelle einen festen Wert überschreitet, wird die Pumpe 32 betrieben. Die Pumpe 32 kann abhängig von dem gemessenen Wert in mehreren Stufen oder stufenlos geändert werden. Es ist offensichtlich, dass die Temperaturdifferenz der Sekundärbatteriezelle (| A - B |) sich erhöht, wenn sich der Lade- und Entladestrom i erhöht und sich Wall erhöht. Unabhängig von der Temperaturdifferenz der Sekundärbatteriezelle (| A - B |) kann das Ausmaß des Betriebs der Pumpe 32 gesteuert werden, sich auf der Grundlage des Lade- und Entladestroms i zu erhöhen. Das Ausmaß des Betriebs des Kühlteils 50 und der Pumpe 32 wird gleichzeitig oder nacheinander bestimmt, und der Kühlteil 50 und die Pumpe 32 können zusammen benutzt werden.
9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Erwärmungsssteuerung des Batterietemperatursteuersystems 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt. Ein Verfahren der Erwärmungssteuerung ist unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Da die Parameter dieselben sind wie die der Kühlungssteuerung ist eine Beschreibung der Parameter weggelassen. Beschreibungen gleicher Bezugszeichen wie die der Kühlungssteuerung sind weggelassen.
Die einzuhaltenden Temperaturbedingungen sind wie folgt beschrieben.
Die Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle sind gleich oder kleiner als die zulässige Maximaltemperatur G, und gleich oder größer als eine zulässige Minimaltemperatur L. G ≥ A ≥ L und G ≥ B ≥ L
Die Änderung der zulässigen Temperatur H ist gleich oder größer als die Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle. H ≥| A - B |
Es wird ein Konzept des Ausmaßes eines Betriebs des Heizers 33 in der Heizungssteuerung beschrieben.
Die Wärmeerzeugungsmenge Wn jeder Sekundärbatteriezelle n und die Gesamt-Wärmeerzeugungsmenge Wall der Fahrzeugbatterie 20 kann aus dem Lade- und Entladestrom i und dem Innenwiderstand R berechnet werden. Es gilt Wall = W1 + W2 + ... Wn. Die Wärmeabfuhrmenge Wout der Fahrzeugbatterie 10 kann aus den Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle und der Außentemperatur C abgeschätzt werden. Es wird das Modell benutzt, das auf dem Wärmewiderstand beruht und Daten im Voraus erfasst.
Wenn die für den Heizer 33 benötigte Kapazität als Wheat definiert ist, ist Wheat > Wout - Wall erfüllt, und Wheat ist ein Zielwert des Heizers 33. Da die Sekundärbatteriezelle 11 und das Wärmemanagementsystem 20 bezüglich Wall eine große Wärmekapazität aufweisen, kann auch der Mittelwert von Wall aus der Vergangenheit (Tcool) für Wheat benutzt werden.
Berechnung von Wheat: Wheat kann aus einer Versorgungsspannung des Heizers 33 × dessen Strom berechnet werden. Der Strom des Heizers 33 wird so eingestellt, dass ein erforderliches Wheat erhalten wird. Aus den gemessenen Werten der Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle werden Wheat und Wcool so eingestellt, dass die zulässige Maximaltemperatur G ≥ der Temperatur A der Sekundärbatteriezelle ≥ der zulässigen Mindesttemperatur L, und die zulässige Maximaltemperatur G ≥ der Temperatur B der Sekundärbatteriezelle ≥ der zulässigen Mindesttemperatur L erfüllt sind.
Es wird ein Konzept des Ausmaßes des Betriebs der Pumpe 32 in der Heizungssteuerung beschrieben.
Die Pumpe 32 wird betrieben, um Wheat in den Kühlmittelkanal 30 zu verteilen. Wenn der gemessene Wert (| A - B |) der Temperaturdifferenz der Sekundärbatteriezelle einen festen Wert überschreitet, wird die Pumpe 32 betrieben. Die Pumpe 32 kann abhängig von dem gemessenen Wert in mehreren Stufen oder stufenlos geändert werden. Das Ausmaß des Betriebs des Kühlteils 50 und der Pumpe 32 wird gleichzeitig oder nacheinander bestimmt, und der Kühlteil 50 und die Pumpe 32 können zusammen benutzt werden.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform des Kühlteils 50 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Insbesondere in einem Fall, in dem die Fahrzeugbatterie 10 in zwei oder mehr Reihen angeordnet ist (siehe 5B) ist es, weil das Wärmemanagementsystem 20 in dem Kühlmittel und dem Kältemittel physikalisch vergrößert ist, erforderlich, die Temperatur in dem Wärmemanagementsystem 20 zu vereinheitlichen. Wenn der Kühlteil 50 im Mittelteil S der Fahrzeugbatterie 10 angeordnet ist und das Umwälzen mit einer Pumpe 32 durchgeführt wird, wie in 10 dargestellt, fließt das von der Pumpe 32 umgewälzte Kühlmittel durch den äußeren Rand des Kühlteils 50 (in 10 ein Fluss des Kühlmittels im Kühlmittelkanal 30, wie durch einen gestrichelten Pfeil gekennzeichnet). Da der Kühlteil 50, das Einlassrohr 51 und das Auslassrohr 52 beispielsweise ungefähr senkrecht zum Fluss des umgewälzten Kühlmittels verlaufen, kann ein für das Kühlmittel am äußeren Rand geeignetes Kühlen durchgeführt werden, indem der Kühlteil 50 in der Nähe des Einlassrohrs 51 aufgeweitet wird. Daher ist es wünschenswert, dass mindestens ein Teil des Einlassrohrs 51, der den Kühlteil 50 und das Expansionsventil 43 verbindet, im Innern des Kühlmittelkanals 30 angeordnet ist.
Die 11A und 11B sind schematische Ansichten die einen Zustand darstellen, in dem das Batterietemperatursteuersystem 1 in dem Fahrzeug 100 der vorliegenden Offenbarung montiert ist, 11A ist eine Seitenansicht des Fahrzeugs 100 und 11B ist eine Rückansicht des Fahrzeugs 100.
Das Fahrzeug 100, in dem das Batterietemperatursteuersystem 1 installiert ist, enthält ein Rad 101, dass sich in einer Fahrtrichtung dreht, eine Fahrzeugkarosserie 102 und eine Bodenfläche 103 der Fahrzeugkarosserie 102. Die Fahrzeugkarosserie 102 enthält den Wärmetauscher 21 und das Batteriemodul. Das Rad 101 kann ein erstes Rad 101a und ein zweites Rad 101b umfassen, die mit der Fahrzeugkarosserie 102 gekoppelt sind. Das Rad 101 kann ein drittes Rad 101c umfassen, das mit der Fahrzeugkarosserie 102 gekoppelt ist, und typischerweise enthält das Fahrzeug 100 vier Räder. Jedoch kann ein Fahrzeug benutzt werden, das nicht vier Räder aufweist, wie etwa ein Motor-Dreirad. Ein Elektromotor, der nicht dargestellt ist, treibt das erste Rad 101a an, wozu er elektrische Energie verwendet, die von dem Batteriemodul (der Gruppe) geliefert wird. Das zweite Rad 101b kann ein Steuerrad sein. Der Elektromotor kann jedoch auch Räder antreiben, die nicht das erste Rad 101a sind. Das Fahrzeug 100 kann in eine vorgegebene Richtung fahren, wozu es das erste Rad 101a und das zweite Rad 101b benutzt.
In 11A ist eine längere Richtung des Wärmetauschers 21 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 angeordnet, und in 11B ist die längere Richtung des Wärmetauschers 21 entlang einer Breitenrichtung des Fahrzeugs 100 angeordnet. Das heißt, in 11B ist eine kurze Richtung des Wärmetauschers 21 entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 angeordnet. Wie oben beschrieben ist der Wärmetauscher 21 entlang einer vorgegebenen Richtung angeordnet. Eine Anordnungsrichtung des Wärmetauschers 21 kann ungefähr unter Berücksichtigung eines Anordnungsplatzes des Fahrzeugs 100 und der Stoßfestigkeit des Batterietemperatursteuersystems 1 bestimmt werden.
12 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Steuerung des Batterietemperatursteuersystems 1 unter Verwendung der Routen- und Zielinformation des Fahrzeugs in den 11A und 11B darstellt.
Wenn das Fahrzeug 100 autonomes Fahren und Routenführung durch Fahrzeugnavigation durchführt, ist es möglich, Änderungen in verschiedenen Parametern, die beim zukünftigen Fahren auftreten, unter Verwendung von Informationen in der Cloud für die Kommunikation abzuschätzen. Zum Beispiel gibt es eine Änderung der Außentemperatur C, eine durch Wetter und die Höhe verursachte Änderung, eine Änderung des Lade- und Entladestroms i, und eine Änderung im Aufwärts und Abwärts wegen der Höhe, einer durch eine Fahrtroute verursachten Geschwindigkeit, einer durch ein Signal, eine Geschwindigkeitsbegrenzung und einen Verkehrsstau verursachten Geschwindigkeit, und einer benötigten Zeit. Die Außentemperatur C und der Lade- und Entladestrom i sind wichtige Parameter zur Steuerung des Batterietemperatursteuersystems 1, und Änderungen der Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle können im Voraus abgeschätzt werden, indem man die Informationen im Voraus erhält.
Um notwendig und hinreichend die Bedingung zu erfüllen, dass die zulässige Maximaltemperatur G ≥ den Temperaturen A und B der Sekundärbatteriezelle und die Änderung der zulässigen Temperatur H ≥ der Temperaturdifferenz (| A - B |) der Sekundärbatteriezelle ist, kann die Regelung des Einstellwertes des Kompressors 41 und des Ausmaßes des Betriebs der Pumpe 32 durchgeführt werden. Als ein Ergebnis kann der Leistungsverbrauch für das Kühlen verringert werden, und die Kapazität eines Kältemittelkreislaufs kann so ausgelegt sein, notwendig und hinreichend klein zu sein. Die Abschätzung unter Verwendung der Routen- und Zielinformation, die Einstellung des Einstellwertes des Kompressors 41 und die Einstellung des Ausmaßes des Betriebs der Pumpe 32 kann der arithmetischen Operation in der Cloud unterzogen werden, und die Ergebnisse werden durch Kommunikation zu dem Fahrzeug 100 übertragen.
13 ist eine Seitenansicht, die einen in dem Fahrzeug 100 installierten Batteriepack α darstellt.
Der Batteriepack α ist in einem unteren Teil der Fahrzeugkarosserie 102 des Fahrzeugs 100 installiert. Der Batteriepack α umfasst ein Gehäuse α1, und das Gehäuse α1 enthält mindestens die Fahrzeugbatterie 10 und den Wärmetauscher 21. In dem dargestellten Beispiel enthält das Batterietemperatursteuersystem 1 drei Batteriemodule (Fahrzeugbatterie 10) und drei Wärmetauscher 21 (Wärmeaustauschplatten). Jedoch kann eine Batteriemodul-Gruppe, die aus drei Batteriemodulen (Fahrzeugbatterie 10) gebildet wird, auf einem Wärmetauscher 21 montiert sein. Die Anzahl von Wärmetauschern 21 und Fahrzeugbatterien 10, die in dem Batterietemperatursteuersystem vorgesehen sind, ist nicht speziell beschränkt.
Das Gehäuse α1 umfasst eine erste Gehäusefläche α11, die entlang der ersten Oberfläche 22 des Wärmetauschers 21 angeordnet ist, und eine zweite Gehäusefläche α12, die entlang der zweiten Oberfläche 23 des Wärmetauschers 21 angeordnet ist. Die Batteriemodul-Gruppe (Fahrzeugbatterie 10) und der Wärmetauscher 21 sind zwischen der ersten Gehäusefläche α11 und der zweiten Gehäusefläche α12 angeordnet.
Das Gehäuse α1 umfasst eine Gehäuseendfläche α13, die die erste Gehäusefläche α11 und die zweite Gehäusefläche α12 verbindet, und die Gehäuseendfläche α13 enthält einen Kältemittel-Eingangsteil α51, der gestaltet ist, es zuzulassen, dass das Kältemittel in Richtung der Kältemittelschicht eintritt, und einen Kältemittel-Ausgangsteil α52, der gestaltet ist, es zuzulassen, dass das Kältemittel aus der Kältemittelschicht abgegeben wird. Der Kältemittel-Eingangsteil α51 und der Kältemittel-Ausgangsteil α52 können durch ein Rohr ausgebildet sein, und entsprechen jeweils dem Einlassrohr 51 und dem Auslassrohr 52 in der schematischen Ansicht von 1. Das heißt, mindestens der Kältemittel-Eingangsteil α51 und der Kältemittel-Ausgangsteil α52 können mit einem Wärmeaustauschkreislaufsystem gekoppelt sein, das den Kompressor 41, den Kondensator 42 und das Expansionsventil 43 enthält. Das Wärmeaustauschkreislaufsystem kann für die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums benutzt werden, und das Wärmeaustauschkreislaufsystem kann das Kältemittel nicht nur in dem Kühlteil 50 umwälzen, sondern auch in einer Fahrzeuginnenraum-Klimaanlage (Pkw-Klimaanlage).
Die Gehäuseendfläche α13 kann ferner einen Kühlmittel-Eingangsteil α31a enthalten, der gestaltet ist, es einem Kühlmittel zu erlauben, in Richtung der Kühlmittelschicht einzutreten, und einen Kühlmittel-Ausgangsteil α31b, der gestaltet ist, es dem Kühlmittel zu erlauben, aus der Kühlmittelschicht abgegeben zu werden. Der Kühlmittel-Eingangsteil α31a und der Kühlmittel-Ausgangsteil α31b können durch ein Rohr ausgebildet sein, und entsprechen jeweils dem Einführungsrohr 31a und dem Ablassrohr 31b in der schematischen Ansicht von 1.
Hier kann, wie dargestellt, eine Vielzahl von Gehäuseendflächen α13 vorgesehen sein. Die Gehäuseendfläche α13 umfasst mindestens eine erste Gehäuseendfläche α131 und eine zweite Gehäuseendfläche α132. Die erste Gehäuseendfläche α131 ist angeordnet, um der zweiten Gehäuseendfläche α132 gegenüber zu liegen. Der Kühlmittel-Eingangsteil α31a, der Kühlmittel-Ausgangsteil α31b, der Kältemittel-Eingangsteil α51 und der Kältemittel-Ausgangsteil α52 sind auf der ersten Gehäuseendfläche α131 angeordnet. Diese Rohre sind auf der ersten Gehäuseendfläche α131 auf eine konzentrierte Weise angeordnet, wodurch die Rohre, die sich zur Außenseite des Batteriepacks α erstrecken, auf eine kompakte Weise angeordnet sind, und somit kann die Länge der Rohre verringert werden. Jedoch können der Kühlmittel-Eingangsteil α31a, der Kühlmittel-Ausgangsteil α31b, der Kältemittel-Eingangsteil α51 und der Kältemittel-Ausgangsteil α52 auf jeweils unterschiedlichen Gehäuseendflächen (α131 und α132) angeordnet sein. Die Ausdehnung der jeweiligen Rohre in Richtung welcher Endfläche aus der Vielzahl von Gehäuseendflächen wird in Abhängigkeit von einer Form der Bodenfläche 103 der Fahrzeugkarosserie 102 und einer Form des freien Platzes geeignet bestimmt.
Wie oben beschrieben umfasst der zweite Bereich REG2 der Kältemittelschicht den ersten Kältemittelschicht-Bereich, der der Mitte des dritten Bereichs REG3 entspricht, und den zweiten Kältemittelschicht-Bereich, der sich außerhalb des ersten Kältemittelschicht-Bereichs in der Draufsicht befindet, und die erste Kühlkapazität des ersten Kältemittelschicht-Bereichs ist größer als die zweite Kühlkapazität des zweiten Kältemittelschicht-Bereichs. Somit kann die in der Nähe der Mitte des dritten Bereichs REG3 konzentrierte Wärme intensiv entfernt werden, und somit kann die Temperaturänderung der Batteriemodul-Gruppe verringert werden.
Die Wärmeaustauschplatte ist entlang einer vorgegebenen Richtung angeordnet. Somit kann die Anordnungsrichtung der Wärmeaustauschplatte unter Berücksichtigung des Anordnungsplatzes des Fahrzeugs 100 und der Stoßfestigkeit des Batterietemperatursteuersystems 1 bestimmt werden.
Jedes aus der Vielzahl der Batteriemodule enthält eine Vielzahl von Batteriezellen. Somit kann eine Vielzahl von Batteriezellen gemeinsam als ein Batteriemodul gesteuert werden.
Der dritte Bereich REG3 der Batteriemodul-Gruppe ist kleiner als der erste Bereich REG1 der Kühlmittelschicht. Somit kann die gesamte Batteriemodul-Gruppe durch die Kühlmittelschicht gekühlt werden.
Ferner ist die Kühlmittelschicht zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht angeordnet. Weil das Kühlmittel die Ungleichmäßigkeit zerstreut, die während des vom Kältemittel durchgeführten Kühlens auftritt, kann die Batteriemodul-Gruppe somit gleichmäßiger gekühlt werden.
Die Kühlmittelschicht umfasst die erste Kühlmittelschicht und die zweite Kühlmittelschicht in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht; in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht ist die erste Kühlmittelschicht zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe angeordnet; und in der Mitte O des dritten Bereichs REG3 der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht ist die Kältemittelschicht zwischen der ersten Kühlmittelschicht und der zweiten Kühlmittelschicht angeordnet. Somit kann die Kältemittelschicht von der ersten Kühlmittelschicht und der zweiten Kühlmittelschicht umgeben sein, und der Wärmeaustausch zwischen der Kältemittelschicht und der Kühlmittelschicht wird problemlos durchgeführt.
Der Batteriepack umfasst das Gehäuse, das die Batteriemodul-Gruppe und die Wärmeaustauschplatte enthält; das Gehäuse enthält die erste Gehäusefläche, die entlang der ersten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist, und die zweite Gehäusefläche, die entlang der zweiten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist; die Batteriemodul-Gruppe und die Wärmeaustauschplatte sind zwischen der ersten Gehäusefläche und der zweiten Gehäusefläche angeordnet; und das Gehäuse umfasst ferner die Gehäuseendfläche, die die erste Gehäusefläche und die zweite Gehäusefläche verbindet; und die Gehäuseendfläche enthält den Kältemittel-Eingangsteil, der gestaltet ist, es zu ermöglichen, dass das Kältemittel in Richtung der Kältemittelschicht eintritt, und den Kältemittel-Ausgangsteil, der gestaltet ist, es zu ermöglichen, dass das Kältemittel aus der Kältemittelschicht abgegeben wird. Somit können die Batteriemodul-Gruppe und die Wärmeaustauschplatte gemeinsam in dem Gehäuse untergebracht sein und als ein Batteriepack behandelt werden. Das heißt, das Batterietemperatursteuersystem kann einfach in einem Fahrzeug installiert sein.
Mindestens der Kältemittel-Eingangsteil und der Kältemittel-Ausgangsteil können mit dem Wärmeaustauschkreislaufsystem gekoppelt sein. Somit kann die Batteriemodul-Gruppe gekühlt werden, indem das Kältemittel in dem Wärmeaustauschkreislaufsystem, wie etwa einer Fahrzeug-Klimaanlage, verwendet wird.
Die Gehäuseendfläche umfasst ferner den Kühlmittel-Eingangsteil, der gestaltet ist, es dem Kühlmittel zu erlauben, in Richtung der Kühlmittelschicht einzutreten, und den Kühlmittel-Ausgangsteil, der gestaltet ist, es dem Kühlmittel zu erlauben, aus der Kühlmittelschicht abgegeben zu werden. Somit kann der Batteriepack als Hybrid-Typ ausgebildet sein, der sowohl das Kältemittel als auch das Kühlmittel verwendet.
Jeder aus Kühlmittel-Eingangsteil, Kühlmittel-Ausgangsteil, Kältemittel-Eingangsteil und Kältemittel-Ausgangsteil ist durch ein Rohr ausgebildet. Somit können das Wärmeaustauschkreislaufsystem oder dergleichen und der Batteriepack durch das Rohr miteinander gekoppelt sein.
Die Gehäuseendfläche umfasst mindestens die erste Gehäuseendfläche und die zweite Gehäuseendfläche; die erste Gehäuseendfläche liegt der zweiten Gehäuseendfläche gegenüber; und der Kühlmittel-Eingangsteil, der Kühlmittel-Ausgangsteil, der Kältemittel-Eingangsteil und der Kältemittel-Ausgangsteil sind auf der ersten Gehäuseendfläche angeordnet. Folglich können die Rohre, die sich zur Außenseite des Batteriepacks erstrecken, auf eine kompakte Weise angeordnet sein, und somit kann die Länge der Rohre verringert sein.
Weiter oben sind die Ausführungsformen des Fahrzeugs, der Wärmeaustauschplatte und des Batteriepacks gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Es ist offensichtlich, dass Fachleute verschiedene Modifikationen, Verbesserungen, Ersetzungen, Hinzufügungen, Entfernungen und Äquivalente innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche ersinnen können, und es versteht sich von selbst, dass ein solches Beispiel natürlich in den technischen Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung fällt.
Das Fahrzeug, die Wärmeaustauschplatte und der Batteriepack gemäß der vorliegenden Offenbarung verringern die Temperatur in der Nähe der Mitte der Fahrzeugbatterie unter die Temperatur in der Nähe des Randes und sind in einem Bereich nützlich, in dem es gewünscht wird, dass die Temperaturgleichmäßigkeit aufrecht erhalten wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010050000 A [0004]

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Wärmeaustauschplatte, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche umfasst, wobei die Wärmeaustauschplatte umfasst: eine Kühlmittelschicht, die in einer Draufsicht einen ersten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kühlmittel umzuwälzen; und eine Kältemittelschicht, die in der Draufsicht einen zweiten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kältemittel umzuwälzen; eine Batteriemodul-Gruppe, die eine Vielzahl von Batteriemodulen umfasst und entlang der ersten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist; eine Fahrzeugkarosserie, die die Wärmeaustauschplatte und das Batteriemodul enthält; ein erstes Rad und ein zweites Rad, gekoppelt mit der Fahrzeugkarosserie; und einen Elektromotor, der gestaltet ist, das erste Rad unter Verwendung von elektrischer Energie anzutreiben, die von der Batteriemodul-Gruppe geliefert wird, wobei das Fahrzeug in der Lage ist, unter Verwendung des ersten Rades und des zweiten Rades in eine vorgegebene Richtung zu fahren, wobei die Batteriemodul-Gruppe einen dritten Bereich auf der ersten Oberfläche in der Draufsicht enthält, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht, wobei mindestens ein Teil des zweiten Bereichs der Kältemittelschicht so angeordnet ist, dass er den ersten Bereich der Kühlmittelschicht überlappt; und wobei eine Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist, den zweiten Bereich der Kältemittelschicht zu überlappen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht einen ersten Kältemittelschicht-Bereich umfasst, der der Mitte des dritten Bereichs entspricht, und einen zweiten Kältemittelschicht-Bereich, der außerhalb des ersten Kältemittelschicht-Bereichs in der Draufsicht angeordnet ist, und wobei eine erste Kühlkapazität des ersten Kältemittelschicht-Bereichs größer ist als eine zweite Kühlkapazität des zweiten Kältemittelschicht-Bereichs.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmeaustauschplatte entlang der vorgegebenen Richtung angeordnet ist.
Wärmeaustauschplatte, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche umfasst, wobei die Wärmeaustauschplatte umfasst: eine Kühlmittelschicht, die in einer Draufsicht einen ersten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kühlmittel umzuwälzen; und eine Kältemittelschicht, die in der Draufsicht einen zweiten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kältemittel umzuwälzen, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht, wobei mindestens ein Teil des zweiten Bereichs der Kältemittelschicht so angeordnet ist, dass er den ersten Bereich der Kühlmittelschicht überlappt; und wobei in einem Fall, in dem eine Batteriemodul-Gruppe entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist, die Batteriemodul-Gruppe einen dritten Bereich auf der ersten Oberfläche in der Draufsicht enthält, die Batteriemodul-Gruppe eine Vielzahl von Batteriemodulen umfasst, und eine Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist, den zweiten Bereich der Kältemittelschicht zu überlappen.
Wärmeaustauschplatte nach Anspruch 4, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht einen ersten Kältemittelschicht-Bereich umfasst, der der Mitte des dritten Bereichs entspricht, und einen zweiten Kältemittelschicht-Bereich, der außerhalb des ersten Kältemittelschicht-Bereichs in der Draufsicht angeordnet ist, und wobei eine erste Kühlkapazität des ersten Kältemittelschicht-Bereichs größer ist als eine zweite Kühlkapazität des zweiten Kältemittelschicht-Bereichs.
Wärmeaustauschplatte nach Anspruch 4 oder 5, wobei jedes aus der Vielzahl der Batteriemodule eine Vielzahl von Batteriezellen enthält.
Wärmeaustauschplatte nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 6, wobei der dritte Bereich der Batteriemodul-Gruppe kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht.
Wärmeaustauschplatte nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Kühlmittelschicht zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist.
Wärmeaustauschplatte nach Anspruch 8, wobei die Kühlmittelschicht eine erste Kühlmittelschicht und eine zweite Kühlmittelschicht in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht umfasst, wobei die erste Kühlmittelschicht zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht angeordnet ist, und wobei die Kältemittelschicht zwischen der ersten Kühlmittelschicht und der zweiten Kühlmittelschicht in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht angeordnet ist.
Batteriepack, umfassend: eine Wärmeaustauschplatte, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche umfasst, wobei die Wärmeaustauschplatte umfasst: eine Kühlmittelschicht, die in einer Draufsicht einen ersten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kühlmittel umzuwälzen; und eine Kältemittelschicht, die in der Draufsicht einen zweiten Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche umfasst und gestaltet ist, ein Kältemittel umzuwälzen; und eine Batteriemodul-Gruppe, die eine Vielzahl von Batteriemodulen umfasst und entlang der ersten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist, wobei die Batteriemodul-Gruppe einen dritten Bereich auf der ersten Oberfläche in der Draufsicht enthält, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht, wobei mindestens ein Teil des zweiten Bereichs der Kältemittelschicht so angeordnet ist, dass er den ersten Bereich der Kühlmittelschicht überlappt; und wobei eine Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist, den zweiten Bereich der Kältemittelschicht zu überlappen.
Batteriepack nach Anspruch 10, wobei der zweite Bereich der Kältemittelschicht einen ersten Kältemittelschicht-Bereich umfasst, der der Mitte des dritten Bereichs entspricht, und einen zweiten Kältemittelschicht-Bereich, der außerhalb des ersten Kältemittelschicht-Bereichs in der Draufsicht angeordnet ist, und wobei eine erste Kühlkapazität des ersten Kältemittelschicht-Bereichs größer ist als eine zweite Kühlkapazität des zweiten Kältemittelschicht-Bereichs.
Batteriepack nach Anspruch 10 oder 11, wobei jedes aus der Vielzahl der Batteriemodule eine Vielzahl von Batteriezellen enthält.
Batteriepack nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 12, wobei der dritte Bereich der Batteriemodul-Gruppe kleiner ist als der erste Bereich der Kühlmittelschicht.
Batteriepack nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Kühlmittelschicht zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe angeordnet ist.
Batteriepack nach Anspruch 14, wobei die Kühlmittelschicht eine erste Kühlmittelschicht und eine zweite Kühlmittelschicht in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht umfasst. wobei die erste Kühlmittelschicht zwischen der Kältemittelschicht und der Batteriemodul-Gruppe in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht angeordnet ist, und wobei die Kältemittelschicht zwischen der ersten Kühlmittelschicht und der zweiten Kühlmittelschicht in der Mitte des dritten Bereichs der Batteriemodul-Gruppe in der Draufsicht angeordnet ist.
Batteriepack nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 15, ferner umfassend: ein Gehäuse, das die Batteriemodul-Gruppe und die Wärmeaustauschplatte enthält, wobei das Gehäuse eine erste Gehäusefläche umfasst, die entlang der ersten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist, und eine zweite Gehäusefläche, die entlang der zweiten Oberfläche der Wärmeaustauschplatte angeordnet ist, wobei die Batteriemodul-Gruppe und die Wärmeaustauschplatte zwischen der ersten Gehäusefläche und der zweiten Gehäusefläche angeordnet sind, wobei das Gehäuse ferner eine Gehäuseendfläche umfasst, die die erste Gehäusefläche und die zweite Gehäusefläche miteinander verbindet, und wobei die Gehäuseendfläche einen Kältemittel-Eingangsteil umfasst, der gestaltet ist, es dem Kältemittel zu erlauben, in Richtung der Kältemittelschicht einzutreten, und einen Kältemittel-Ausgangsteil, der gestaltet ist, es dem Kältemittel zu erlauben, aus der Kältemittelschicht abgegeben zu werden.
Batteriepack nach Anspruch 16, wobei mindestens der Kältemittel-Eingangsteil und der Kältemittel-Ausgangsteil mit dem Wärmeaustauschkreislaufsystem gekoppelt sein können.
Batteriepack nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Gehäuseendfläche ferner einen Kühlmittel-Eingangsteil umfasst, der gestaltet ist, es dem Kühlmittel zu erlauben, in Richtung der Kühlmittelschicht einzutreten, und einen Kühlmittel-Ausgangsteil, der gestaltet ist, es dem Kühlmittel zu erlauben, aus der Kühlmittelschicht abgegeben zu werden.
Batteriepack nach Anspruch 18, wobei jeder aus Kühlmittel-Eingangsteil, Kühlmittel-Ausgangsteil, Kältemittel-Eingangsteil und Kältemittel-Ausgangsteil durch ein Rohr ausgebildet ist.
Batteriepack nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Gehäuseendfläche mindestens eine erste Gehäuseendfläche und eine zweite Gehäuseendfläche umfasst, wobei die erste Gehäuseendfläche angeordnet ist, der zweiten Gehäuseendfläche gegenüber zu liegen, und wobei der Kühlmittel-Eingangsteil, der Kühlmittel-Ausgangsteil, der Kältemittel-Eingangsteil und der Kältemittel-Ausgangsteil auf der ersten Gehäuseendfläche angeordnet sind.