DE10003247B4

DE10003247B4 - Stromquelle, versehen mit wiederaufladbaren Batterien

Info

Publication number: DE10003247B4
Application number: DE2000103247
Authority: DE
Inventors: Tatsuhito Sumoto Horiuchi; Yoshiharu Ibi Takasaki; Kazuo Mihara Osaki
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: FR2789231A1; IT1319819B1; US6498406B1; FR2789231B1; ITTO20000087A1; DE10003247A1

Abstract

Stromquelle, versehen mit wiederaufladbaren Batterien, mit.
1) einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1);
2) einem Haltergehäuse (2), das die Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1) beherbergt, die parallel zueinander angeordnet sind, und in dem die Stromversorgungsmodule (1) gekühlt werden, indem Luft durch das Haltergehäuse (2) hindurchgeleitet wird;
3) wobei das Haltergehäuse (2) mit einem Lufteinlaß (35) auf einer Seite und mit einem Luftauslaß (36) auf der anderen Seite versehen ist, ein Luftkanal (37) zwischen dem Lufteinlaß (35) und dem Luftauslaß (36) gebildet ist, Zwischenlufteinlässe (38) zur Zufuhr von Luft zu dem Luftkanal (37) auf dem Weg des Luftkanals (37) vorgesehen sind und Luft, die sowohl aus dem Lufteinlaß (35) als auch aus den Zwischenlufteinlässen (38) eingesaugt wird, in den Luftkanal (37) strömt, um die Stromversorgungsmodule (1) zu kühlen, die in einer Vielzahl von Reihen in dem Haltergehäuse (2) untergebracht sind;
4) wobei das Haltergehäuse (2) mit Luftleitsteuervorsprüngen (39) versehen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit wiederaufladbaren Batterien versehene Stromquelle nach den Ansprüchen 1 und 11.
Stromquellen dieser Art sind in der älteren Anmeldung EP 10 26 770 A1 beschrieben, auf die weiter unten näher eingegangen wird.
Solche Stromquellen werden als Hochstromenergiequellen hauptsächlich zum Antreiben der Antriebsmotoren von Kraftfahrzeugen wie Hybridkraftfahrzeugen und Elektromobilen benutzt.
Eine Hochstromenergiequelle, die zum Speisen eines Kraftfahrzeugantriebsmotors benutzt wird, hat eine hohe Ausgangsspannung durch Reihenschaltung von Stromversorgungsmodulen. Das dient dem Zweck, die Antriebsmotorausgangsleistung zu steigern. In einer Stromquelle, die für diesen Typ von Anwendung benutzt wird, fließt ein extrem hoher Strom durch die Batterien. Zum Beispiel fließt bei Hybridkraftfahrzeugen ein extrem hoher Strom durch die Batterien, wenn gestartet und beschleunigt wird. Das ist deshalb der Fall, weil die Kraftfahrzeuge mittels Batteriestrom beschleunigt werden. Darüber hinaus fließt auch ein hoher Strom durch die Batterien, wenn diese in kurzer Zeit schnell aufgeladen werden.
Die Hochstromenergiequelle verlangt eine Zwangskühlung, wenn die Temperatur der Batterien ansteigt. Bei einer Stromquelle, in welcher eine Vielzahl von Reihen von Stromversorgungsmodulen parallel nebeneinander in einem Haltergehäuse untergebracht ist, ist es wichtig, jedes Stromversorgungsmodul auf gleiche Weise zu kühlen. Wenn eine Temperaturdifferenz in den Batterien erzeugt wird, kann es leicht vorkommen, daß der Wirkungsgrad von Hochtemperaturbatterien sich verschlechtert.

Beispielsweise ist der Aufbau zum Unterbringen einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen in einem Haltergehäuse und zum gleichen Kühlen jedes Stromversorgungsmoduls aus der EP 0 892 450 A2 bekannt. Gemäß der Darstellung in der Querschnittansicht von 1 ist ein in der vorgenannten EP-Schrift beschriebenes Haltergehäuse 102 mit einem Lufteinlaß 1035 in dem unteren Teil und mit einem Luftauslaß 1036 in dem oberen Teil versehen, und zum Kühlen von Stromversorgungsmodulen 101 läßt es Luft von dem Lufteinlaß 1035, der in dem unteren Teil angeordnet ist, in den Luftauslaß 1036 in dem oberen Teil strömen. Kühlungseinstellrippen 1047 sind bei dem Haltergehäuse 102 vorgesehen, um die Geschwindigkeit der Luft einzustellen, die über die Oberfläche der Stromversorgungsmodule 101 strömt.

Ein Haltergehäuse mit diesem Aufbau macht die Geschwindigkeit der Luft, die über die Oberfläche der Stromversorgungsmodule strömt, welche in dem oberen Teil vorgesehen sind, höher als die Geschwindigkeit der Luft, die über die Oberfläche der Stromversorgungsmodule strömt, welche in dem unteren Teil vorgesehen sind. Wenn die Geschwindigkeiten der Luft, die über die Oberflächen der oberen und unteren Stromversorgungsmodule strömt, dieselben sind, werden die unteren Stromversorgungsmodule wirksamer gekühlt als die oberen Stromversorgungsmodule, da die Temperatur der Luft, die über die Oberfläche der unteren Stromversorgungsmodule strömt, niedriger ist als die Temperatur der Luft, die über die Oberfläche der oberen Stromversorgungsmodule strömt, und dadurch wird die Temperaturdifferenz erzeugt.

Spalte zwischen den Kühlungseinstellrippen und den Stromversorgungsmodulen werden so gebildet, daß sie zu dem oberen Teil hin allmählich schmaler werden, um die Geschwindigkeit der Luft, die über die Oberfläche der Stromversorgungsmodule in dem oberen Teil strömt, höher zu machen als die Geschwindigkeit der Luft, die in dem unteren Teil strömt. Das ist deshalb der Fall, weil die Luftgeschwindigkeit höher wird, wenn die Spalte schmaler ausgebildet sind.

Eine Stromquelle mit diesem Aufbau kann die oberen und die unteren Stromversorgungsmodule unter denselben Umständen kühlen, nämlich die unteren Stromversorgungsmodule werden durch Luft niedriger Temperatur gekühlt und die oberen Module werden durch schnell strömende Luft gekühlt. Bei diesem Aufbau ist es jedoch extrem schwierig, die oberen und die unteren Stromversorgungsmodule unter denselben Bedingungen zu kühlen. Das ist deshalb der Fall, weil die Kühllufttemperatur der unteren Stromversorgungsmodule niedrig ist und die Kühllufttemperatur der oberen Stromversorgungsmodule hoch ist. Selbst wenn die Geschwindigkeit der Luft, die über die Oberfläche der oberen Stromversorgungsmodule strömt, erhöht wird, ist es schwierig, die oberen Stromversorgungsmodule wirksam zu kühlen, die wie die unteren Stromversorgungsmodule durch Luft hoher Temperatur gekühlt werden. Aus diesem Grund können Stromversorgungsmodule, die in der Nähe eines Lufteinlasses vorgesehen sind, wirksam gekühlt werden, wohingegen Stromversorgungsmodule, die in der Nähe eines Luftauslasses vorgesehen sind, nicht wirksam gekühlt werden können. Dieser Typ von Energiequelle hat den Nachteil, daß die Temperaturdifferenz erzeugt wird. Die Stromversorgungsmodule, die in der Nähe des Luftauslasses vorgesehen sind, sind auch dadurch benachteiligt, daß sich ihr Wirkungsgrad leicht verschlechtern kann.

In der eingangs bereits erwähnten älteren Anmeldung EP 10 26 770 A1 sind Stromquellen mit wiederaufladbaren Batterien beschrieben. Die Stromquellen haben ein Haltergehäuse mit einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen. Die parallel zueinander angeordneten Stromversorgungsmodule werden gekühlt, indem Luft durch das Haltergehäuse hindurch geleitet wird. Das Haltergehäuse ist mit einem Lufteinlaß auf einer Seite und mit einem Luftauslaß auf der anderen Seite versehen. Ein Luftkanal ist zwischen dem Lufteinlaß und dem Luftauslaß gebildet. Zwischenlufteinlässe zur Zufuhr von Luft zu dem Luftkanal sind auf dem Weg des Luftkanals vorgesehen. Luft, die sowohl aus dem Lufteinlaß als auch aus den Zwischenlufteinlässen eingesaugt wird, strömt in den Luftkanal, um die Stromversorgungsmodule zu kühlen. Auch bei diesen bekannten Stromquellen läßt sich die oben erläuterte Temperaturdifferenz nicht vermeiden, weshalb auch bei diesen Stromquellen die in dem Haltergehäuse untergebrachten Stromversorgungsmodule nicht gleich und effizient gekühlt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stromquelle zu schaffen, bei der die gesamten Stromversorgungsmodule, die in dem Haltergehäuse untergebracht sind, gleich und effizient gekühlt werden können und bei der verhindert wird, daß der Wirkungsgrad der Batterien sich verschlechtert.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Stromquelle mit den im Anspruch 1 oder Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Stromquelle nach der Erfindung ist mit einem Haltergehäuse versehen, in welchem eine Vielzahl von Reihen von schlanken Stromversorgungsmodulen in paralleler Anordnung unterge bracht ist. Die Stromversorgungsmodule werden gekühlt, indem Luft durch das Haltergehäuse hindurchgeleitet wird. Die Stromquelle nach der Erfindung ist mit einem Lufteinlaß an einem Ende und mit einem Luftauslaß an dem anderen Ende versehen. Ein Luftkanal ist zwischen dem Lufteinlaß und dem Luftauslaß gebildet. Der Luftkanal ist mit Zwischenlufteinlässen versehen zum Einleiten von Luft in den Luftkanal. Darüber hinaus ist das Haltergehäuse mit Luftleitsteuervorsprüngen versehen, die so gebogen sind, dass sie in Spalte vorstehen, welche zwischen den Stromversorgungsmodulen gebildet sind. Die in die Spalte vorstehenden Luftleitsteuervorsprünge bewirken, dass die Luft entlang der Oberfläche der Stromversorgungsmodule strömt. Ohne die Luftleitsteuervorsprünge würde die Luft ungehindert geradeaus strömen und somit nur einen geringen Teil der äußeren Oberfläche dieser Module kühlen. Durch die in die Spalte vorstehenden Luftleitsteuervorsprünge wird erfindungsgemäß also eine besonders effektive Kühlung der Stromversorgungsmodule bewirkt. Die Spalte zwischen den Stromversorgungsmodulen sind Kühlluftdurchlässe, während die zwischen den Luftleitsteuervorsprüngen gebildeten Spalte ihrerseits die Zwischenlufteinlässe bilden. Aufgrund der in die Spalte zwischen den Stromversorgungsmodulen vorstehenden Luftleitsteuervorsprünge verringert sich der für die strömende Luft zur Verfügung stehende Raum, so dass die strömende Luft beschleunigt wird. Hierdurch entsteht in diesem Bereich ein Druckabfall, welcher das Ansaugen zusätzlicher Luft über die Zwischenlufteinlässe bewirkt. Diese zusätzlich angesaugte Luft trägt erfindungsgemäß ebenfalls zur effektiven Kühlung der Stromversorgungsmodule bei.

Eine Stromquelle dieses Aufbaus hat die Eigenschaft, daß die gesamten Stromversorgungsmodule, die in dem Haltergehäuse untergebracht sind, gleich gekühlt werden können und daß verhindert werden kann, daß sich der Wirkungsgrad der Batterien aufgrund einer Temperaturdifferenz verschlechtert. Die Strom quelle kann sämtliche Stromversorgungsmodule gleich und wirksam kühlen, da sowohl die Lufteinlässe als auch die Zwischenlufteinlässe Luft an den Luftkanal liefern.

Eine Stromquelle dieses Aufbaus hat weiter die Eigenschaft, daß sämtliche Stromversorgungsmodule, die in dem Haltergehäuse untergebracht sind, gleich und effizient gekühlt werden können und daß verhindert werden kann, daß sich der Wirkungsgrad der Batterien aufgrund einer Temperaturdifferenz verschlechtert. Speziell können in dieser Stromquelle mit diesem Aufbau Stromversorgungsmodule, die in der Mitte des Haltergehäuses untergebracht sind, wirksam gekühlt werden, indem kalte Luft von den Zwischenlufteinlässen aus durch den mittleren Teil des Haltergehäuses hindurchgeleitet wird, der als am schwierigsten zu kühlender Teil angesehen wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es ist
1 ein Querschnitt, der eine bekannte Stromquelle zeigt,
2 eine auseinandergezogene Schrägansicht, die eine Ausführungsform der Stromquelle nach der Erfindung zeigt,
3 eine vergrößerte Schrägansicht, die eine Oberflächenform des Haltergehäuses der in 2 gezeigten Stromquelle zeigt,
4 ein Schaltbild, das eine Ausführungsform der Stromquelle nach der Erfindung zeigt,
5 eine Seitenansicht eines Stromversorgungsmoduls, der in der Stromquelle untergebracht ist, die in 2 gezeigt ist,
6 eine auseinandergezogene Querschnittansicht, die den Verbindungsaufbau für Batterien des Stromversorgungsmoduls zeigt, der in 5 gezeigt ist,
7 eine Querschnittansicht, die ein Beispiel eines weiteren Stromversorgungsmodulbatterieverbindungsaufbaus zeigt,
8 eine Querschnittansicht, die ein Beispiel eines weiteren Stromversorgungsmodulbatterieverbindungsaufbaus zeigt,
9 eine Querschnittansicht, die ein Beispiel eines weiteren Stromversorgungsmodulbatterieverbindungsaufbaus zeigt,
10 eine auseinandergezogene Querschnittansicht, die den positivseitigen Elektrodenklemmenverbindungsaufbau für den Stromversorgungsmodul zeigt, der in 5 gezeigt ist,
11 eine auseinandergezogene Querschnittansicht, die den negativseitigen Elektrodenklemmenverbindungsaufbau für den Stromversorgungsmodul zeigt, der in 5 gezeigt ist,
12 eine vergrößerte Schrägansicht der positiven Elektrodenklemme, die in 10 gezeigt ist,
13 eine vergrößerte Schrägansicht der negativen Elektrodenklemme, die in 11 gezeigt ist,
14 eine auseinandergezogene Schrägansicht des Haltergehäuses der Stromquelle, die in 2 gezeigt ist,
15 eine auseinandergezogene Schrägansicht, die das Haltergehäuse zeigt, das in 3 gezeigt ist,
16 eine Draufsicht auf die Stromquelle, die in 3 gezeigt ist,
17 eine Seitenquerschnittansicht der Stromquelle, die in 16 gezeigt ist,
18 eine vergrößerte Schrägansicht der Stromquelle, die in 17 gezeigt ist,
19 eine Seitenquerschnittansicht von einer weiteren Ausführungsform der Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung,
20 eine vergrößerte Schrägansicht der Stromquelle, die in 19 gezeigt ist,
21 eine Horizontalquerschnittansicht der Stromquelle, die in 19 gezeigt ist,
22 eine Seitenquerschnittansicht von einer weiteren Ausführungsform der Stromquelle nach der Erfindung,
23 eine vergrößerte Schrägansicht der Stromquelle, die in 22 gezeigt ist,
24 eine Horizontalquerschnittansicht der Stromquelle, die in 22 gezeigt ist,
25 eine vergrößerte Schrägansicht, die stoßdämpfende Dichtungen zeigt, welche mit der Halterippe des Haltergehäuses verbunden sind, das in 14 gezeigt ist,
26 eine auseinandergezogene Schrägansicht, die die Endplatte der Stromquelle zeigt, welche in 2 gezeigt ist,
27 eine auseinandergezogene Schrägansicht, die den Zusammenbau der Endplatte zeigt, welche in 26 gezeigt ist,
28 eine Draufsicht, die den Zusammenbau des Rahmens der Endplatte zeigt, welche in 26 gezeigt ist,
29 eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel einer Endplatte zeigt,
30 eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel einer Endplatte zeigt,
31 eine Draufsicht, die Durchgangsstäbe zeigt, welche an dem Rahmen der Endplatte befestigt sind,
32 eine vergrößerte Ansicht, die den Rahmen zeigt, welcher in 31 gezeigt ist,
33 eine Querschnittansicht nach der Linie A-A, die den Rahmen zeigt, welcher in 32 gezeigt ist,
34 eine Querschnittansicht, die den geformten Rahmen von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt,
35 eine Querschnittansicht, die den Durchgangsstab befestigt an dem Rahmen zeigt, welcher in 33 gezeigt ist,
36 eine schematische Schrägansicht, die eine Vielzahl von Stromversorgungsmodulen zeigt, welche durch Durchgangsstäbe in Reihe geschaltet sind,
37 eine Querschnittansicht, die einen Endplattendurchgangsstab- und Stromversorgungsverbindungsaufbau zeigt,
38 eine Schrägansicht der Stromquelle nach noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
39 eine Draufsicht auf die Stromquelle, die in 38 gezeigt ist,
40 eine Querschnittansicht der Stromquelle, die in 38 gezeigt ist,
41 eine Schrägansicht eines Stromversorgungsmoduls, der in dem Haltergehäuse untergebracht ist,
42 eine Schrägansicht, die ein Beispiel von einem weiteren Stromversorgungsmodul zeigt, der in dem Haltergehäuse untergebracht ist,
43 eine Schrägansicht der Stromversorgungsquelle, die in den Stromversorgungsmodulen untergebracht ist, welche in 42 gezeigt sind,
44 eine Schrägansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Stromquelle nach der Erfindung zeigt,
45 eine Draufsicht auf die Stromquelle, welche in 44 gezeigt ist, und
46 eine Querschnittansicht der Stromquelle, welche in 44 gezeigt ist,
Gemäß der Darstellung in 2 ist die Stromquelle mit einem Haltergehäuse 2 versehen zum Halten einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen 1 in paralleler Orientierung, mit Durchgangsstäben 4, die in Endgebieten des Haltergehäuses 2 untergebracht und mittels Schrauben an Elektrodenklemmen 5 befestigt sind, die an den Enden der Stromversorgungsmodule 1 vorgesehen sind, welche in dem Haltergehäuse 2 untergebracht sind, und mit Endplatten 3, die in Endgebieten des Haltergehäuses 2 an den Durchgangsstäben 4 befestigt sind, welche in festen Positionen angeordnet sind. Die obere Oberfläche des Haltergehäuses 2 ist jedoch in dieser Figur nicht genau dargestellt. Gemäß der Darstellung in 3 ist die obere Oberfläche des Haltergehäuses 2 zerklüftet ausgebildet.
Ein Stromversorgungsmodul 1 hat eine Vielzahl von wiederaufladbaren Batterien oder Superkondensatoren großer Kapazität, die auf lineare Art und Weise verbunden sind. Die Stromversorgungsmodule 1 nach 2 haben sechs in Reihe geschaltete wiederaufladbare Batterien 6, die in einer geraden Linie miteinander verbunden sind. Ein Stromversorgungsmodul, bei dem Superkondensatoren verwendet werden, hat eine Vielzahl von Superkondensatoren, die elektrisch parallel geschaltet sind. Ein Stromversorgungsmodul 1 kann jedoch auch aus einer einzelnen wiederaufladbaren Batterie oder einem Superkondensator aufgebaut sein. Die Stromversorgungsmodule 1, die in 2 gezeigt sind, haben kreiszylindrische wiederaufladbare Batterien 6, die in einer geraden Linie durch schüsselförmige Verbinder 7 verbunden sind. Positive und negative Elektrodenklemmen 5 sind mit den Enden eines Stromversorgungsmoduls 1 verbunden.
In 4, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Schaltbild der Stromquelle gezeigt, welche in 2 gezeigt ist. Die Stromquelle, die in 4 gezeigt ist, beherbergt 2 Ebenen von 8 Reihen von Stromversorgungsmodulen 1, und jeder Stromversorgungsmodul 1 ist elektrisch in Reihe geschaltet. Die Durchgangsstäbe 4, welche die Stromversorgungsmodule 1 verbinden, sind über Schmelzsicherungen 8 mit Leitungen 9 zum Messen der Spannung des Stromversorgungsmoduls 1 verbunden.
In den 5 und 6, auf die nun Bezug genommen wird, ist der Aufbau zum Verbinden von Batterien 6 in einer geraden Linie mit schüsselförmigen Verbindern 7 gezeigt. In einem Stromversorgungsmodul 1 dieses Aufbaus ist ein Scheibengebiet 7A eines schüsselförmigen Verbinders 7 durch Schweißen mit der positiven Klemme einer kreiszylindrischen Batterie 6 verbunden. Das Scheibengebiet 7A des schüsselförmigen Verbinders 7 ist mit Vorsprüngen 7a zum Verschweißen mit der positiven Klemme der kreiszylindrischen Batterie 6 versehen. Wenn die Vorsprünge 7a des schüsselförmigen Verbinders 7 mit der positiven Klemme verschweißt werden, drückt der Schweißelektrodenstab auf die oberen Oberflächen der Vorsprünge 7a. Zum Verhindern von Kurzschlüssen zwischen dem schüsselförmigen Verbinder 7 und der kreiszylindrischen Batterie 6 ist ein ringförmiger Isolator 10 zwischen dem schüsselförmigen Verbinder 7 und der kreiszylindrischen Batterie 6 angeordnet.
Darüber hinaus ist eine kreiszylindrische Batterie 6 in das Flanschgebiet 7B des schüsselförmigen Verbinders 7 eingeführt, um die negative Klemme der kreiszylinderischen Batterie 6, welche deren äußeres Gehäuse 6A ist, mit dem Flanschgebiet 7B zu verbinden. Ebenso wie das Scheibengebiet 7A hat auch das Flanschgebiet 7B Vorsprünge 7a, die an seiner inneren Oberfläche vorgesehen sind, zum Verschweißen mit dem äußeren Batteriegehäuse 6A. Während des Schweißens drücken Schweißelektrodenstäbe auf die Außenseiten der Vorsprünge 7a des Flanschgebietes 7B.
Gemäß der Darstellung in der Querschnittansicht in 7 können in Reihe geschaltete Batterien 6 ohne die Verwendung von schüsselförmigen Verbindern 7 verbunden werden durch eine Schweißverbindung mit den entgegengesetzten Seiten von U-förmig gebogenen Anschlußplatten 711. Bei dem Stromversorgungsmodul 71 nach 7 werden die entgegengesetzten Seiten der U-förmigen Anschlußplatten 711 angeschweißt, indem ein Hochstromimpuls durch die Batterien 76 in der Richtung einer Batterieentladung hindurchgeleitet wird. Zum Beispiel können die Anschlußplatten 711 angeschweißt werden, indem ein Hochstromimpuls von 1 kA für ungefähr 15 ms hindurchgeleitet wird.
Weiter können, wie es in dem Querschnitt nach 8 gezeigt ist, Metallplatten 812 zwischen positiven und negativen Klemmen einer Batterie 86 angeordnet werden, und es kann ein Hochstromimpuls durch die Batterien 86 in ihrer Entladungsrichtung hindurchgeleitet werden, um die Metallplatten 812 mit den Klemmen der Batterie 86 zu verschweißen.
Darüber hinaus können auch gemäß der Darstellung in 9 die positiven und negativen Klemmen einer Batterie 96 eines Stromversorgungsmoduls 91 direkt miteinander verschweißt werden, ohne eine zwischen die Batterien 96 eingelegte Metallplatte. Hier sind konische Vorsprünge an der oberen Oberfläche einer Batterieverschlußplatte vorgesehen, welche die positive Elektrodenklemme ist, und diese Vorsprünge werden mit der negativen Elektrodenklemme einer benachbarten Batterie 96 durch Hindurchleiten eines Hochstromimpulses verschweißt.
Bei Stromversorgungsmodulen, wie sie in den 7 bis 9 gezeigt sind, mit positiven und negativen Batterieklemmen, welche direkt durch Schweißen verbunden sind, ohne daß schüsselförmige Verbinder verwendet werden, oder mit Metallplatten, die durch Schweißen mit den positiven und negativen Batterieklemmen verbunden sind, wird der elektri sche Widerstand zwischen den Batterien drastisch reduziert. Diese Stromversorgungsmodule haben auch die Eigenschaft, daß die verbundene Festigkeit der Batterien robust gemacht werden kann.
Gemäß der Darstellung in den 10 und 11 ist bei den Stromversorgungsmodulen, die in Reihe geschaltet sind, die positive Seite der Batterien 6 mit einer positiven Klemme 5A und die negative Seite mit einer negativen Klemme 5B verbunden. Gemäß der Darstellung in den 12 und 13 sind die zentralen Vorsprünge der positiven Klemme 5A und der negativen Klemme 5B in Form eines quadratischen Pfeilers ausgebildet. Der Zweck der quadratischen Pfeilerform des zentralen Vorsprungs der positiven Klemme 5A und der negativen Klemme 5B ist das Ausrichten und Verbinden einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen 1 in Fenstern 20, die in der Endplatte 3 geöffnet sind. Gewindeschraublöcher 5a sind in dem Zentrum der Elektrodenklemmen 5, nämlich der positiven Klemme 5A und der negativen Klemme 5B vorgesehen.
Die wiederaufladbaren Batterien 6 der Stromversorgungsmodule 1 sind Nickelwasserstoffbatterien. Es können jedoch auch Nickelcadmiumbatterien oder Lithiumionenbatterien als wiederaufladbare Batterien der Stromversorgungsmodule verwendet werden.
Gemäß der Darstellung in 2 sind Temperatursensoren 13 an der Oberfläche jeder Batterie 6 der Stromversorgungsmodule 1 befestigt. Die Temperatursensoren 13 sind Vorrichtungen, welche die Batterietemperatur messen können. Bevorzugt werden PTC-Vorrichtungen, die den elektrischen Widerstand mit der Batterietemperatur ändern, als Temperatursensoren 13 verwendet. Die Temperatursensoren 13, die an der Oberfläche jeder Batterie 6 befestigt sind, sind linear und in Reihe über Sensorleitungen 14 verbunden, welche sich längs der Oberfläche der Stromversorgungsmodule 1 erstrecken und in Längsrichtung an der Oberfläche befestigt sind. Die Temperatursensoren 13 und die Sensorleitungen 14 sind an den Oberflächen der Batterien 6 durch ein Material wie einen aufschrumpfbaren Schlauch, der die Stromversorgungsmoduloberflächen bedeckt, befestigt.
In einer auseinandergezogenen Schrägansicht in 14 ist gezeigt, daß das Haltergehäuse 2 mit Deckgehäusen 2A und einem Zwischengehäuse 2B, das zwischen den Deckgehäusen 2A angeordnet ist, versehen ist. Die Deckgehäuse 2A und das Zwischengehäuse 2B sind gänzlich aus Kunststoff hergestellt.
In den 16 bis 18, auf die nun Bezug genommen wird, sind die Stromversorgungsmodule 1, die in einem Haltergehäuse 2 untergebracht sind, welches in den 3 und 15 gezeigt ist, dargestellt. Die Stromversorgungsmodule 1, die in dem Haltergehäuse 2 untergebracht sind, werden zwangsweise gekühlt, indem Luft durch das Haltergehäuse 2 in der Richtung von Pfeilen A hindurchgeleitet wird. Zum Hindurchleiten von Luft durch das Haltergehäuse 2 in der Richtung der Pfeile A ist das Haltergehäuse 2, das in 16 gezeigt ist, mit einem Lufteinlaß 35 an dem linken Ende und mit einem Luftauslaß 36 an dem rechten Ende versehen. Ein Luftkanal 37 ist zwischen dem Lufteinlaß 35 und dem Luftauslaß 36 gebildet. Die Stromversorgungsmodule 1, die in dem Haltergehäuse 2 untergebracht sind, werden zwangsgekühlt, indem Luft durch den Luftkanal 37 hindurchgeleitet wird.
Gemäß der Querschnittansicht, die in 17 gezeigt ist, ist das Haltergehäuse 2 mit einem Luftkanal 37 versehen, der durch das obere und das untere Deckgehäuse 2A gebildet wird. Die Stromversorgungsmodule 1 sind in dem Luftkanal 37 untergebracht. Zwischelufteinlässe 38 sind in den Deckgehäusen 2A derart geöffnet, daß Luft gestattet wird, in den mittleren Teil des Luftkanals 37 zu strömen, um eine Vielzahl von Reihen von Stromversorgungsmodulen 1, die in dem Luftkanal 37 angeordnet sind, gleich zu kühlen. Die Zwischenlufteinlässe 38 öffnen sich durch die Deckgehäuse 2A in der Mitte des Luftkanals 37, vorzugsweise mehrfach. Das dient dem Zweck, die Stromversorgungsmodule 1, die in dem Luftkanal 37 angeordnet sind, beträchtlich gleichmäßiger zu kühlen. Die Deckgehäuse 2A, die in den 15 und 17 gezeigt sind, sind mit den Zwischenlufteinlässen 38 an drei Stellen in dem mittleren Teil versehen. Die Zwischenlufteinlässe 38, die in der Nähe eines Lufteinlasses 35 angeordnet sind, sind breiter offen als die Zwischenlufteinlässe 38, die in der Nähe eines Luftauslasses 36 angeordnet sind. Das Haltergehäuse, das diese Form hat, kann die Stromversorgungsmodule 1, die in dem Luftkanal 37 angeordnet sind, sehr viel gleicher kühlen.
Gemäß der Darstellung in den 17 und 18 sind die Deckgehäuse 2A mit Luftleitsteuervorsprüngen 39 versehen, die zu Spalten hin vorstehen, welche zwischen einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen 1 gebildet sind. Die Luftleitsteuervorsprünge 39 sind kegelförmig ausgebildet, so daß sie in Täler zwischen den Stromversorgungsmodulen 1 eingeführt werden können, und sind einstückig mit der inneren Oberfläche der Deckgehäuse 2A ausgebildet. Spalte zwischen den Luftleitsteuervorsprüngen 39 und den Stromversorgungsmodulen 1 werden zu Kühlluftdurchlässen. In den Deckgehäusen 2A dieses Aufbaus werden die Stromversorgungsmodule 1 effizient gekühlt, indem Luft über die Oberflächen der Stromversorgungsmodule 1 hinweggeleitet wird.
Gemäß der Darstellung in einer vergrößerten Querschnittansicht in 18 sind die Deckgehäuse 2A mit Zwischenluft einlässen 38 versehen, die in einer Schlitzform längs der Endränder der Luftleitsteuervorsprünge 39 geöffnet sind. Weiter, die Zwischenlufteinlässe 38 sind auf der Leeseite der Luftleitsteuervorsprünge 39 geöffnet. In dem Deckgehäuse 2A mit diesem Aufbau werden die Stromversorgungsmodule 1 wirksam gekühlt, indem kalte Luft, die von den Zwischenlufteinlässen 38 geliefert wird, über die Oberflächen der Stromversorgungsmodule 1 strömen kann. Weiter kühlt gemäß der Darstellung durch Pfeile in 18 kalte Luft, deren Richtung durch die Luftleitsteuervorsprünge 39 geändert wird, die gesamten Oberflächen der Stromversorgungsmodule 1, wobei sie sich verzweigt und über die Oberflächen der Stromversorgungsmodule 1 strömt.
Ein Zwischengehäuse 2B ist mit Luftleitsteuerstäben 40 versehen, die sich längs Spalten zwischen den Stromversorgungsmodulen 1 erstrecken, um Luft über die Oberflächen der Stromversorgungsmodule 1 gleicher hinwegzuleiten und Halterippen zu verbinden, welche die Stromversorgungsmodule 1 festhalten. Die Luftleitsteuerstäbe 40, die in 18 gezeigt sind, sind in Seitenquerschnittansicht kreuzförmig ausgebildet, und ihre Vorsprünge stehen zu den Spalten zwischen den Stromversorgungsmodulen 1 hin vor. Ein Kühlluftdurchlaß ist zwischen den Luftleitsteuerstäben 40 und den Stromversorgungsmodulen 1 gebildet.
In einem Haltergehäuse 2 mit diesem Aufbau geht, wenn Luft aus den Luftauslässen 36 durch Kühlgebläse gesaugt wird, Kühlluft durch den Luftkanal 37 hindurch. Weiter, kalte Kühlluft, die durch Zwischenlufteinlässe 38 gesaugt wird, welche mit dem mittleren Teil des Luftkanals 37 verbunden sind, wird mit Luft aus dem Lufteinlaß 35 vermischt und geht durch den Luftkanal 37 hindurch, um die Stromversorgungsmodule 1 zu kühlen.
Ein Haltergehäuse 2, das diesen Aufbau hat, ist mit Luftauslässen 36 versehen, die mit der Saugseite der Kühlgebläse verbunden sind. Jedoch sind in einer Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung die Luftauslässe 36 nicht notwendigerweise mit Kühlgebläsen verbunden. Zum Beispiel kann ein Luftstrom, der durch das Fahren von Kraftfahrzeugen erzeugt wird, durch das Haltergehäuse 2 hindurchgehen und die Stromversorgungsmodule 1 kühlen. Weiter ist eine Stromquelle, die in 19 gezeigt ist, mit einem Lufteinlaß 1935 versehen, der mit einem Kühlgebläse 1941 verbunden ist. In dieser Stromquelle ist ein Haltergehäuse 192 in einem Stromquellenkasten 1942 untergebracht, und äußere Luftkanäle 1943 zum Hindurchleiten von Kühlluft sind zwischen dem Stromquellenkasten 1942 und dem Haltergehäuse 192 gebildet. Gemäß der Darstellung in einer vergrößerten Querschnittansicht in 20 sind Zwischenlufteinlässe 1938, die in dem Haltergehäuse 192 vorgesehen sind, zu den äußeren Luftkanälen 1943 hin offen, und Kühlluft in den äußeren Luftkanälen 1943 strömt in einen Luftkanal 1937.
Gemäß den Querschnittansichten in den 19 und 21 ist ein Stromquellenkasten 1942 aus Kunststoff in Kastenform mit einer Größe gebildet, die gestattet, einen äußeren Luftkanal 1943 zwischen dem Stromquellenkasten 1942 und dem Haltergehäuse 192 zu bilden. Der Stromquellenkasten 1942 hat einen Verbindungsteil, der zum Verbinden mit einem Kühlgebläse 1941 offen ist, und einen Auslaßteil, der zum Abgeben von aus einem Luftkanal 1936 des Haltergehäuses 192 abgegebener Luft geöffnet ist. Die übrigen Teile sind geschlossen. Ein Haltergehäuse 192, das in 19 gezeigt ist, ist mit Füßen 1944 versehen zum Verbinden mit dem Stromquellenkasten 1942. Die Füße 1942 sind mittels Schrauben auf der inneren Oberfläche des Stromversorgungskastens 1942 befestigt, um den äußeren Luftkanal 1943 zwischen dem Haltergehäuse 192 und dem Stromquellenkasten 1942 zu bil den. In einer Stromquelle mit diesem Aufbau werden die Stromversorgungsmodule 191 wirksam gekühlt, indem die Oberfläche des Stromquellenkastens 1942 mit Kraftfahrzeugen fest verbunden und daran fixiert wird. Das ist deshalb der Fall, weil die äußeren Luftkanäle 1943 zwischen dem Stromquellenkasten 1942 und dem Haltergehäuse 192 vorgesehen sind und Kühlluft durch die äußeren Luftkanäle 1943 hindurchgeleitet wird. Weiter bezeichnet in diesen Figuren ein Bezugszeichen 192A ein Deckgehäuse, 192B ein Zwischendeckgehäuse, 1939 einen Luftleitsteuervorsprung und 1940 einen Luftleitsteuerstab.
Darüber hinaus ist eine Stromquelle, die in 22 gezeigt ist, mit einer Vielzahl von Haltergehäusen 222 versehen, die vertikal geschichtet sind, und mit einem Zwischenluftkanal 2245, der zwischen benachbarten Haltergehäusen 222 angeordnet ist, um kalte Luft hindurchzuleiten. Die Stromquelle nach 22 wird aufgebaut durch vertikales Übereinanderschichten von zwei Ebenen von Haltergehäusen 222 derart, daß ein Zwischenluftkanal 2245 gebildet werden kann, Unterbringen der geschichteten Haltergehäuse 222 in einem Stromquellenkasten 2242 und Befestigen derselben an dem Stromquellenkasten 2242. Eine vergrößerte Querschnittansicht in 23 zeigt, daß Zwischenlufteinlässe 2238 des Haltergehäuses 222 zu einem Zwischenluftkanal 2245 hin geöffnet sind und daß dadurch kalte Kühlluft, die durch den Zwischenluftkanal 2245 hindurchgeht, in den Luftkanal 2237 strömt.
Darüber hinaus ist das Haltergehäuse 222 in dem Stromquellenkasten 2242 so befestigt, daß Luft, die durch den äußeren Luftkanal 2243 hindurchgeht, durch die Zwischenlufteinlässe 2238 in den Luftkanal 2237 strömen kann. Gemäß der Darstellung in den 22 und 29 ist ein Stromquellenkasten 2242 aus Kunststoff in Kastenform mit einer Größe ge bildet, welche gestattet, den äußeren Luftkanal 2243 zwischen dem Stromquellenkasten 2242 und dem Haltergehäuse 222 zu bilden. Der Stromquellenkasten 2242 ist mit einem Verbindungsteil versehen, der geöffnet ist, um ihn mit einem Kühlgebläse 2241 zu verbinden, und mit einem Auslaßteil, der geöffnet ist, um Luft abzulassen, die von einem Luftauslaß 2236 des Haltergehäuses 222 abgegeben wird. Die übrigen Teile sind geschlossen. Ein Haltergehäuse 222 ist mit einem benachbarten Haltergehäuse 222 verbunden und weiter mit Füßen 2244 versehen zum Verbinden mit dem Stromquellenkasten 2242. Diese Füße 2242 sind mittels Schrauben an dem Stromquellenkasten 2242 befestigt, um einen Zwischenluftkanal 2245 zwischen dem Haltergehäuse 222 und einem äußeren Luftkanal 2243 zwischen dem Haltergehäuse 222 und dem Stromquellenkasten 2242 zu bilden. In einer Stromquelle mit diesem Aufbau werden die Stromversorgungsmodule 221 wirksam gekühlt durch festes Anschließen und Fixieren der Oberfläche des Stromquellenkastens 2242 an Kraftfahrzeugen, und außerdem können viele Stromversorgungsmodule auf einer kleinen Fläche untergebracht werden, da die Haltergehäuse 222 vertikal übereinander geschichtet werden können. Weiter, in diesen Figuren bezeichnet eine Bezugszahl 222A ein Deckgehäuse, 222B ein Zwischendeckgehäuse, 2235 einen Lufteinlaß, 2239 einen Luftleitsteuervorsprung und 2240 einen Luftleitsteuerstab.
Halterippen 15 sind als ein einstückiges Teil an den Deckgehäusen 2A und dem Zwischengehäuse 2B für den Zweck gebildet, Stromversorgungsmodule 1 in festen Positionen zwischen sich aufzunehmen und festzuhalten. Die Deckgehäuse 2A und das Zwischengehäuse 2B, die in 14 gezeigt sind, sind mit einer Vielzahl von parallelen Reihen von Halterippen 15 an beiden Enden und in Zwischenpositionen versehen. Die Halterippen 15 sind an der Innenseite der Deckgehäuse 2A und auf beiden Seiten des Zwischengehäuses 2B vorgesehen.
Die Halterippen 15 halten die Stromversorgungsmodule 1 in festen Positionen, unterteilen einen Luftkanal 37 mehrfach, leiten Luft durch jeden Luftkanal 37 hindurch und unterteilen und kühlen die Stromversorgungsmodule 1.
Die Halterippen 15 sind mit Haltevertiefungen 15A versehen, die in Halbkreisformen gekrümmt sind, welche den Umrissen der Stromversorgungsmodule 1 folgen, um die kreiszylindrischen Stromversorgungsmodule in festen Positionen zu halten. Zylindrische Stromversorgungsmodule 1 passen in die Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 und werden zwischen denselben angeordnet und in festen Positionen gehalten. Flexible Stoßdämpfungsdichtungen 16 aus Gummi sind in den Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 befestigt, um die Stoßfestigkeit der Batterie 6 zu verbessern. Das Haltergehäuse 2 nach 14 hat stoßdämpfende Dichtungen 16, die an 2 Reihen von Zwischenhalterippen 15 befestigt sind. Gemäß der Darstellung in 25 sind die stoßdämpfenden Dichtungen 16 mit Formen versehen, welche den Halterippen 15 angepaßt sind. 14 zeigt stoßdämpfende Dichtungen 16, bei welchen stoßdämpfende Dichtungen 16, die in 25 gezeigt sind, mit ihren gegenüberliegenden Ausschnitten miteinander verbunden sind. Die stoßdämpfenden Dichtungen 16 halten die Stromversorgungsmodule 1 eng fest durch Anordnen derselben zwischen ihren einander gegenüberliegenden Ausschnitten. Das Haltergehäuse, in welchem stoßdämpfende Dichtungen 16 mit den Halterippen 15 verbunden sind, kann durch die Stoßdämpfung verhindern, daß die Stromversorgungsmodul 1 vibrieren.
Die Halterippen 15 sind mit Führungsausschnitten 17 am Grund der Haltevertiefungen 15A zum Führen von Temperatursensoren 13 und Sensorleitungen 14 versehen, die von der Oberfläche der Stromversorgungsmodule 1 vorstehen. Die Temperatursensoren 13 und die Sensorleitungen 14 werden in die Führungsausschnitte 17 eingeführt, und die Stromversorgungsmodule 1 werden in festen Positionen in den Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 angeordnet.
Ein Haltergehäuse 2 mit dem obigen Aufbau wird folgendermaßen zusammengebaut, um die Stromversorgungsmodule 1 parallel angeordnet festzuhalten.

1) Das untere Deckgehäuse 2A wird horizontal angeordnet, und die Stromversorgungsmodule 1 werden parallel aufgereiht durch Einführen in die Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15. In dem Deckgehäuse 2A nach den Figuren werden 8 Reihen von Stromversorgungsmodulen 1 in den Halterippen 15 angeordnet. Die Stromversorgungsmodule 1 werden aufgereiht, um beide Enden in einzelnen Ebenen anzuordnen. An diesem Punkt werden die Temperatursensoren 13 und die Sensorleitungen 14, die von den Oberflächen der Stromversorgungsmodule 1 vorstehen, durch die Führungsausschnitte 17 der Halterippen 15 geführt.
2) Das Zwischengehäuse 2B wird auf dem unteren Deckgehäuse 2A platziert. Die Stromversorgungsmodule 1 werden in die Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 eingeführt, die von der unteren Oberfläche des Zwischengehäuses 2B vorstehen, um die Schicht auszurichten.
3) Die Stromversorgungsmodule 1 werden auf parallele Art und Weise aufgereiht durch Einführen in die Haltevertiefungen 15A in den Halterippen 15, die von der oberen Oberfläche des Zwischengehäuses 2B vorstehen. Wieder werden die Stromversorgungsmodule 1 aufgereiht, um beide Enden in einzelnen Ebenen anzuordnen.
4) Das obere Deckgehäuse 2A wird über den Stromversorgungsmodulen 1 platziert, wobei die obere Schicht mit dem Deckgehäuse 2A ausgerichtet wird. In dieser Konfiguration werden die Stromversorgungsmodule 1 in die Haltevertiefungen 15A der Halterippen 15 geführt, die von der unteren Seite des Deckgehäuses 2A vorstehen.
5) Das obere und das untere Deckgehäuse 2A werden mit Verbindungsschrauben (nicht dargestellt) verbunden, um das obere und das untere Deckgehäuse 2A und das Zwischengehäuse 2B miteinander zu verbinden und zusammenzuhalten. Die Verbindungsschrauben werden durch das obere und das untere Deckgehäuse 2A und durch das Zwischengehäuse 2B hindurchgeführt, um diese miteinander zu verbinden. Die Verbindungsschrauben verbinden das obere und das untere Deckgehäuse 2A an den vier Ecken und an Zwischenstellen.

Endplatten 3 werden an dem Haltergehäuse 2 befestigt, das die Stromversorgungsmodule 1 in festen Positionen in der oben beschriebenen Konfiguration festhält. Die Endplatten 3 beherbergen Durchgangsstäbe 4, welche die Stromversorgungsmodule 1 des Haltergehäuses 2 in Reihe verbinden. Eine Endplatte 3 hält die Durchgangsstäbe 4 in festen Positionen und ist gemäß der Darstellung in den auseinandergezogenen Schrägansichten nach den 26 und 27 mit einem Rahmenabschnitt 3A und mit einem Deckabschnitt 3B versehen, die zur Verbindung aufeinandergelegt werden. Der Rahmenabschnitt 3A und ein Deckabschnitt 3B der Endplatte 3 werden separat hergestellt, und zwar jeweils einstückig und aus Kunststoff. Der Rahmenabschnitt 3A wird auf der Seite angeordnet, die den Stromversorgungsmodulen 1 zugewandt ist, und der Deckabschnitt 3B wird auf der Rückseite des Rahmenabschnitts 3A angeordnet.
Der Rahmenabschnitt 3A hat Durchgangsstäbe 4, die auf seiner Rückseite angeordnet sind und die Stromversorgungsmodule 1 in Reihe schalten. Die Durchgangsstäbe 4, die hier angeordnet sind, werden zwischen dem Rahmenabschnitt 3A und einem Deckabschnitt 3B angeordnet, um sie in festen Positionen an einer Endplatte 3 zu halten.
Der Rahmenabschnitt 3A, der in den Figuren gezeigt ist, hat Durchgangsstabeinführhohlräume 18, die auf seiner Rückseite gebildet sind, um die Durchgangsstäbe 4 in festen Positionen zu halten. Ein Durchgangsstabeinführhohlraum 18 hat ungefähr dieselbe Größe wie der Umriß eines rechteckigen Durchgangsstabes 4, um das Einführen eines Metallplattendurchgangsstabes 4 zu gestatten, aber, genauer gesagt, der Einführhohlraum 18 ist ein etwas größeres Rechteck. Die Rahmenabschnitte 3A, die in den Schrägansichten nach den 26 und 27 und in 28 gezeigt sind, sind mit Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 versehen, die sich in der lateralen Richtung erstrecken. In dieser Patentanmeldung wird die laterale Richtung der Durchgangsstäbe 4 als die Längsrichtung des Durchgangsstabes 4 angenommen, und die Richtung rechtwinkelig dazu wird als die vertikale Richtung angenommen. Der Rahmenabschnitt 293A, der in 29 gezeigt ist, ist mit Durchgangsstabeinführhohlräumen 2918 versehen, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Der Rahmenabschnitt 303A, der in 30 gezeigt ist, ist mit Durchgangsstabeinführhohlräumen 2018 sowohl in vertikaler als auch in lateraler Richtung versehen. Die Durchgangsstäbe werden in die Durchgangsstabeinführhohlräume 2918 und 3018 eingeführt, um die Stromversorgungsmodule in Reihe zu schalten.
Gemäß der Darstellung in 31 sind Anschlagklammern 19 in den Öffnungen der Durchgangsstabeinführhohlräume 18 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Durchgangsstäbe 4 aus den Hohlräumen herausfallen, und sind in einem einstückigen Aufbau mit einem Rahmenabschnitt 3A aus Kunststoff gebildet. Gemäß der Darstellung in einer vergrößerten Schrägansicht nach 32 und in einer Querschnittansicht nach 33 stehen die Anschlagklammern 19 von der inneren Oberfläche der Öffnungen der Durchgangsstabeinführhohlräume 18 vor. Die Anschlagklammern 19, die in den Figuren gezeigt sind, stehen von der inneren Oberfläche vor, und zwar ungefähr in der Mitte der Längsseite der Öffnungen der Durchgangsstabeinführhohlräume 18. Fenster 20 sind an beiden Enden der Durchgangsstabeinführhohlräume 18 vorgesehen zum Verbinden der Durchgangsstäbe 4 mit den Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1. Die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 sind mit Anschlagklammern 19 in der Mitte der Fenster 20 an deren beiden Enden versehen.
Die Anschlagklammern können auch in dem Teil der Fenster vorgesehen sein, der an beiden Enden der Durchgangsstabeinführhohlräume angeordnet ist. Ein Rahmenabschnitt mit diesem Aufbau hat die Eigenschaft, daß die Anschlagklammern durch ein einfaches Formwerkzeug gebildet werden können. Das ist deshalb der Fall, weil gemäß der Querschnittansicht nach 34 die innere Oberfläche des Vorsprungs der Anschlagklammern 3419 durch ein Formwerkzeug 3446 zum Formen von Fenstern 3420 gebildet werden kann, die an beiden Enden der Durchgangsstabeinführhohlräume 3418 angeordnet sind. Gemäß der Darstellung in dieser Figur kann ein Formwerkzeug 3446, welches die innere Oberfläche des Vorsprungs der Anschlagklammern 3419 formt, einen geformten Rahmenabschnitt 343A machen, der aus dem Formwerkzeug 3446 ausgestoßen wird durch Bewegen in der Richtung eines Pfeils A.
Wenn die Vorsprungshöhe der Anschlagklammer 19 zu groß ist, ist es schwierig für Durchgangsstäbe 4, aus den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 herauszufallen, aber das Einführen von Durchgangsstäben 4 in die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 wird ebenfalls schwierig. Umgekehrt, wenn die Anschlagklammern 19 kurz sind, können die Durchgangsstäbe 4 leicht in die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 eingeführt werden, aber die Durchgangsstäbe 4 können auch leicht aus den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 herausfallen. Die Höhe des Vorsprungs der Anschlagklammer 19 wird so gewählt, daß ein sanftes Einführen der Durchgangsstäbe 4 in die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 möglich ist und die Durchgangsstäbe 4 wirksam am Herausfallen aus den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 gehindert werden.
Endplatten 3, die diesen Aufbau haben, halten die Durchgangsstäbe 4 in festen Positionen in den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 fest, wie es in 35 gezeigt ist. Wenn die Durchgangsstäbe 4 in die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 eingeführt werden, werden die Anschlagklammern 19 etwas elastisch verformt, damit die Durchgangsstäbe 4 hindurchgeführt werden können. Zum Beispiel, die Durchgangsstäbe 4, die in die Durchgangsstabeinführhohlräume 18 eingeführt sind, können nicht aus den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 herausfallen, selbst wenn der Rahmenabschnitt 3A in derartiger Lage platziert wird, daß die Fenster 20 die obere Seite sind. Wenn die Durchgangsstäbe 4 zwangsweise aus den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 entnommen werden, werden die Anschlagklammern 19 etwas elastisch verformt, um die Durchgangsstäbe 4 durchzulassen.
Das Haltergehäuse 2, das in 2 gezeigt ist, hat zwei Ebenen vertikal und beherbergt 8 Reihen von Stromversorgungsmodulen 1. In diesem Haltergehäuse 2 schaltet die Endplatte 3 an einem Ende die Stromversorgungsmodule 1 in Reihe durch Aufnehmen der Durchgangsstäbe 4 lateral, und die Endplatte 3 an dem anderen Ende schaltet die Stromversorgungsmodule 1 in Reihe durch Aufnehmen der Durchgangsstäbe 4 vertikal. Dadurch werden alle Stromversorgungsmodule 1 in Reihe geschaltet, wie es in einer schematischen Schrägansicht in 36 gezeigt ist. Infolgedessen beherbergt die Endplatte 3, die an einem Ende des Haltergehäuses 2 befestigt ist, die Durchgangsstäbe 4 orientiert in der lateralen Richtung, wie es in den 26, 27 und 28 gezeigt ist, und die Endplatte 3, die an dem anderen Ende des Haltergehäuses 2 befestigt ist, beherbergt die Durchgangsstäbe 4 orientiert in der vertikalen Richtung, wie es in 29 gezeigt ist. Gemäß der Darstellung in 30 kann ein Rahmenabschnitt 303A, der mit Durchgangsstabeinführhohlräumen 3018 sowohl in vertikaler als auch in lateraler Richtung versehen ist, an beiden Enden eines Haltergehäuses 2 befestigt werden.
Die Rahmenabschnitte 3A sind mit Fenstern 20 an beiden Enden der Durchgangsstabeinführhohlräume 18 versehen zum Verbinden der Durchgangsstäbe 4 mit den Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1. Die Fenster 20 sind mit einer Form versehen, die gestattet, daß die Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1, die an den Elektroden der Batterien 6 befestigt sind, ohne Drehung in die Fenster passen. Die Stromversorgungsmodule 1, die in den Figuren gezeigt sind, haben quadratische Elektrodenklemmen 5 befestigt an beiden Enden. Die Fenster 20 haben zum Einpassen dieser Elektrodenklemmen 5 ungefähr dieselbe Größe wie der Umriß der Elektrodenklemmen 5, sind aber, genauer gesagt, mit inneren Formen versehen, die etwas größer sind als die Elektrodenklemmen 5. Bei diesem Typ von Rahmenabschnitt 3A werden die Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1 in die Fenster 20 eingeführt, um die Stromversorgungsmodule 1 ohne Drehung festzuhalten und die Verbindung mit den Durchgangsstäben 4 zu gestatten.
Die Rahmenabschnitte 3A, die in den Figuren gezeigt sind, sind mit Anschlußdrahtnuten 21 versehen, um Anschlußdrähte in festen Positionen zu halten. Die Anschlußdrahtnuten 21 sind parallel zu den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 vorgesehen. Anschlagklammern 22 sind auch in den Öffnungen der Anschlußdrahtnuten 21 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Anschlußdrähte herausfallen. Die Anschlagklammern 22 sind auf entgegengesetzten Seiten der Öffnungen der Anschlußdrahtnuten 21 angeordnet. Spalte zwischen entgegengesetzten Anschlagklammern 22 sind so ausgebildet, daß sie ungefähr gleich der Dicke der Anschlußdrähte sind. Die Anschlagklammern 22 erlauben, daß die Anschlußdrähte leicht in die Anschlußdrahtnuten 21 eingeführt werden können, machen es aber schwierig für die Anschlußdrähte, aus den Anschlußdrahtnuten 21 herauszufallen.
Die Anschlußdrähte sind mit den Durchgangsstäben 4 über Schmelzsicherungen 8 zum Messen der Spannung jedes Stromversorgungsmoduls 1 verbunden. Die Rahmenabschnitte 3A sind mit Schmelzsicherungshohlräumen 23 versehen, welche die Schmelzsicherungen 8 in festen Positionen halten. Die Schmelzsicherungshohlräume 23 sind so ausgebildet, daß sie mit den Anschlußdrahtnuten 21 in Verbindung stehen. Führungsausschnitte 24 sind in den Trennwänden zwischen den Schmelzsicherungshohlräumen 23 und den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 vorgesehen, um Anschlußplatten aufzunehmen, welche Schmelzsicherungen 8 und Durchgangsstäbe 4 verbinden.
Weiter, die Rahmenabschnitte 3A, die in den 26 und 27 gezeigt sind, sind mit Sensorverbindungsplatteneinführhohlräumen 26 auf ihren Rückseiten zum Halten von Sensorverbindungsplatten 25 in festen Positionen versehen. Die Sensorverbindungsplatteneinführhohlräume 26 sind benachbart und parallel zu den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18 und auf der Außenseite der Durchgangsstabeinführhohlräume 18. In einem Rahmenabschnitt 3A, der in den 31 bis 33 gezeigt ist, haben die Sensorverbindungsplatteneinführhohlräume 26 auch Anschlagklammern 48 ähnlich den Durchgangsstabeinführhohlräumen 18, die mit einstückigem Aufbau in den Öffnungen ausgebildet sind, um das Herausfallen der Sensorverbindungsplatten 25 zu verhindern.
Die Sensorverbindungsplatten 25, welche in die Sensorverbindungsplatteneinführhohlräume 26 eingeführt werden, schalten die Temperatursensoren 13, die an den Stromversorgungsmodulen 1 befestigt sind, in Reihe. Gemäß der Darstellung in 2 stehen die Sensoranschlußleitungen 14 aus den Stromversorgungsmodulen 1 benachbart zu den Elektrodenklemmen 5 hervor. Diese Sensoranschlußleitungen 14 stehen mit den Sensorverbindungsplatten 25 in Verbindung, um alle Temperatursensoren 13 in Reihe zu schalten.
Die Rahmenabschnitte 3A sind mit Verbindungslöchern 27 versehen, um das Hindurchführen der Sensorleitungen 14 durch den Rahmenabschnitt 3A zur Verbindung mit den Sensorverbindungsplatten 25 zu gestatten. Die Verbindungslöcher 27 münden benachbart zu einem Ende jedes Sensorverbindungsplatteneinführhohlraums 26 und außerhalb dieser Einführhohlräume 26. Die Sensorleitungen 14, die von den Stromversorgungsmodulen 1 vorstehen, gehen durch die Verbindungslöcher 27 der Rahmenabschnitte 3A hindurch, stehen mit den Sensorverbindungsplatten 25 in Verbindung und schalten alle Temperatursensoren 13 in Reihe. Alle Temperatursensoren 13, die miteinander in Reihe geschaltet sind, geben ihre Meßsignale an äußere Vorrichtungen über Anschlußdrähte ab. Wenn irgendein Temperatursensor 13 erkennt, daß die Batterietemperatur abnormal hoch angestiegen ist, wird ein Signal, das von diesem Temperatursensor 13 abgegeben wird, durch eine extern angeschlossene Vorrichtung wie eine Schutzschaltung verarbeitet. Zum Beispiel wird durch eine externe Schutzschaltung der Lade-Entlade-Strom der Batterie 6 begrenzt oder abgeschaltet, um die Batterien 6 zu schützen.
Die Rahmenabschnitte 3A sind mit Umfangswänden 28 versehen, die an dem Umfang eines Rahmenabschnitts 3A gebildet sind und von seiner Rückseite vorstehen, um einen Deckabschnitt 3B in einer festen Position zu halten. Ein Rahmenabschnitt 3A mit Umfangswänden 28 kann einen Deckabschnitt 3B aufnehmen, um die Position des Deckabschnitts 3B akkurat zu fixieren, so daß er sich nicht aus seiner Ausrichtung verschieben kann. Weiter, sowohl ein Deckabschnitt 3B als auch ein wasserbeständiger Deckel 29 können in festen Positionen innerhalb der Umfangswände 28 zur Befestigung an einem Rahmenabschnitt 3A aufgenommen werden. Eine Konfiguration, welche den äußeren Umfang des wasserbeständigen Deckels 29 mit der inneren Oberfläche der Umfangswände 28 auf eine wasserabhaltende Art und Weise verbindet, hat die Eigenschaft, daß die Endplatte 3 ein zuverlässiges wasserabhaltendes Gebilde sein kann.
Ein Deckabschnitt 3B wird auf einen Rahmenabschnitt 3A gelegt und an demselben befestigt, wobei er offene Gebiete der Durchgangsstabeinführhohlräume 18, der Sensorverbindungsplatteneinführhohlräume 26 und der Anschlußdrahtnuten 21 abdichtet. In dieser Konfiguration haben der Rahmenabschnitt 3A und der Deckabschnitt 3B die Durchgangsstäbe 4, die Sensorverbindungsplatten 25 und die Anschlußdrähte zwischen sich, um sie in festen Positionen festzuhalten. Wenn der Deckabschnitt 3B mit einem Rahmenabschnitt 3A verbunden und an demselben befestigt ist, sind die Durchgangsstäbe 4, die Sensorverbindungsplatten 25 und die Anschlußdrähte in festen Positionen festgelegt und fallen nicht aus der Endplatte 3 heraus. Der Umriß eines Deckabschnitts 3B hat ungefähr die gleiche Form wie die innere Oberfläche der Umfangswände 28, die an einem Rahmenabschnitt 3A vorgesehen sind. Ein Deckabschnitt 3B wird zwischen den Umfangswänden 28 eines Rahmenabschnitts 3A aufgenommen, um seine Position zu fixieren und eine geschichtete Endplatte 3 zu bilden.
Der Deckabschnitt 3B, der in den 26 und 27 gezeigt ist, hat Fenster 20, die in denselben Positionen wie die Fenster 20 münden, welche in dem Rahmenabschnitt 3A gebil det sind. In dieser Endplatte 3 münden die Fenster 20 an entsprechenden Stellen sowohl in dem Rahmenabschnitt 3A als auch in den Deckabschnitt 3B, und die Durchgangsstäbe 4, die in der Endplatte 3 aufgenommen sind, können mit den Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1 über Feststellschrauben verbunden werden.
Der Deckabschnitt 3B ist mit Führungsausschnitten 31 in seinem Umfang versehen zum Verbinden der Sensorleitungen 14 der Stromversorgungsmodule 1 mit den Sensorverbindungsplatten 25. Die Führungsausschnitte 31 sind außerhalb der Fenster 20 angeordnet. Darüber hinaus ist der Deckabschnitt 3B mit Vorsprüngen, die einen einstückigen Aufbau aufweisen, an dem Umfang und an den Rändern der Fenster 20 versehen. Diese Vorsprünge verstärken nicht nur den Deckabschnitt 3B, sondern verhindern wirksam auch das Eindringen von Wasser oder anderem Fluid durch die Fenster 20 oder die Führungsausschnitte 31 in das Innere der Endplatte 3.
Der Deckabschnitt 3B, der in den 26 und 27 gezeigt ist, hat Leitungsextraktionsöffnungen 32A an beiden Enden zum Herausziehen der Anschlußdrähte aus der Endplatte 3. Die Anschlußdrähte, die in den Anschlußdrahtnuten 21 festgelegt sind, sind von den Extraktionsöffnungen 32A her extern zugänglich.
Anschlagvorsprünge 33 einstückigen Aufbaus sind an dem Umfangsrand des Deckabschnitts 3B vorgesehen, um das Einführen und Verbinden des Deckabschnitts 3B in den Umfangswänden 28 des Rahmenabschnitts 3A zu gestatten. Der Deckabschnitt 3B, der in den 26 und 27 gezeigt ist, ist mit einer insgesamt rechteckigen Form versehen, wobei eine Vielzahl von Anschlagvorsprüngen 33 von jedem Rand vorsteht. Anschlagvertiefungen 34 sind auf der inneren Oberfläche der Umfangswände 28 des Rahmenabschnitts 3A gebildet und passen mit den Anschlagvorsprüngen 33 zusammen. Gemäß der Darstellung in 37 können die Anschlagvertiefungen 34 auch Durchgangslöcher sein, die in den Umfangswänden 28 gebildet sind. Gemäß der Darstellung in 37 wird der Deckabschnitt 3B in einer festen Position mit dem Rahmenabschnitt 3A verbunden, indem die Anschlagvorsprünge 33 in die Anschlagvertiefungen 34 eingepaßt werden. In der Endplatte 3 sind gemäß diesen Figuren Anschlagvorsprünge 33 in dem Deckabschnitt 3B und Anschlagvertiefungen 34 in dem Rahmenabschnitt 3A vorgesehen, wobei aber Anschlagvorsprünge 33 in dem Rahmenabschnitt 3A und Anschlagvertiefungen 34 in dem Deckabschnitt 3B vorgesehen sein können, um auch den Deckabschnitt in einer festen Position mit dem Rahmenabschnitt zu verbinden. Weiter, Anschlagvorsprünge können nur an den inneren Rändern der Umfangswände des Rahmenabschnitts vorgesehen werden, und der Deckabschnitt kann nach innen über diese Anschlagvorsprünge hinaus gedrückt werden, um den Deckabschnitt mit dem Rahmenabschnitt zu verbinden.
Dieser Typ von Schnappeinführgebilde, der oben beschrieben ist, hat die Eigenschaft, daß der Deckabschnitt 3B der Endplatte 3 und der Rahmenabschnitt 3A einfach, leicht und schnell verbunden und getrennt werden können. Der Deckabschnitt kann jedoch auch mit dem Rahmenabschnitt durch eine Konfiguration verbunden werden, die Punktschweißungen, lokales Verbinden oder eine Schraubverbindung usw. umfaßt.
Der wasserbeständige Deckel 29, der auf die äußere Oberfläche des Deckabschnitts 3B gelegt wird, ist eine Kunststoffplatte, hat eine Umrißform, die ungefähr gleich der Form der Innenseite der Umfangswände 28 des Rahmenabschnitts 3A ist, und hat Anschlußdrahtextraktionsführungsausschnitte 29A und Stromkabelzugangslöcher 29B, die durch sie hindurchführen.
Eine Endplatte 3 mit dem oben beschriebenen Aufbau hat einen Deckabschnitt 3B befestigt an der Rückseite eines Rahmenabschnitts 3A, wobei die Durchgangsstäbe 4, die Sensorverbindungsplatten 25 und die Schmelzsicherungen 8 in vorgeschriebenen Positionen an dem Rahmenabschnitt 3A angeordnet sind. In diesem Zustand sind die Endplatten 3 an einem Haltergehäuse 2 befestigt, welches die Stromversorgungsmodule 1 in festen Positionen hält. Gemäß der Darstellung in 37 werden Feststellschrauben 30 in die Fenster 20 des Deckabschnitts 3B eingeführt, um die Durchgangsstäbe 4 der Endplatten 3 mit den Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1 zu verbinden. Wenn die Endplatten 3 mit dem Haltergehäuse 2 verbunden werden, können die Durchgangsstäbe 4 einfach und wirksam mit den Elektrodenklemmen 5 verbunden werden. Die Endplatten 3 können jedoch auch mit dem Haltergehäuse 2 verbunden und an demselben fixiert werden, nachdem die Durchgangsstäbe 4 mit den Elektrodenklemmen 5 der Stromversorgungsmodule 1 verbunden worden sind.
Eine Endplatte 3 mit dem oben beschriebenen Aufbau verbindet einen Rahmenabschnitt 3A und einen Deckabschnitt 3B und hält die Durchgangsstäbe 4 dazwischen. Bei einer Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung braucht jedoch eine Endplatte nicht notwendigerweise aus dem Rahmenabschnitt und dem Deckabschnitt zu bestehen. Zum Beispiel kann, was aber nicht dargestellt ist, eine Endplatte nur aus dem Rahmenabschnitt bestehen, ohne daß der Deckabschnitt verwendet wird. Eine Endplatte dieses Aufbaus hat die Eigenschaft, daß die Fertigungskosten aufgrund einer einfachen Konfiguration beträchtlich gesenkt werden können. Bei einer Endplatte, die nur den Rahmenabschnitt aufweist, liegen der Durchgangsstab und die Sensorverbindungsplatte an ihrer Außenseite frei, die freiliegenden Teile können aber abgedeckt werden, um sie in einen isolierten Zustand zu brin gen, indem ein wasserabhaltender Deckel aus Kunststoff auf der Rückseite des Rahmenabschnitts befestigt wird.
Weiter, in einer Stromquelle, die in den 38 bis 40 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Stromversorgungsmodulen 381 in einem Haltergehäuse 382 untergebracht. Ein Stromversorgungsmodul 1 besteht aus einer einzelnen zylindrischen, wiederaufladbaren Batterie oder einem Superkondensator. Nickelwasserstoffbatterien sind als wiederaufladbare Batterien geeignet und werden als Stromversorgungsmodule verwendet. Nickelcadmiumbatterien oder Lithiumionenbatterien können jedoch ebenfalls als wiederaufladbare Batterien der Stromversorgungsmodule verwendet werden.
Die Stromversorgungsmodule können auch aus einer Vielzahl von wiederaufladbaren Batterien und einem Superkondensator, die in einer geraden Linie miteinander verbunden sind, hergestellt werden. Ein Stromversorgungsmodul in der Figur besteht aus einer oder zwei wiederaufladbaren Batterien und einem Superkondensator, die wegen ihrer kurzen vollen Länge in einer geraden Linie verbunden sind.
Die Stromversorgungsmodule 381, die in 41 gezeigt sind, sind über Leitungen 3849 in Reihe geschaltet und in Gruppen von Batterien zusammengefaßt. Die Stromversorgungsmodule 381 sind in einem Haltergehäuse 382 in einer Gruppenform untergebracht. Gemäß der Darstellung in 41 ist eine Gruppe von Batterien aus Stromversorgungsmodulen 381 aufgebaut, die auf parallele Weise angeordnet sind und über die Leitungen 3849 miteinander verbunden sind. In einer Gruppe von Batterien nach der Figur ist eine Vielzahl von Stromversorgungsmodulen 381 so verbunden, daß diese in derselben Ebene angeordnet sind. Die Stromversorgungsmodule in einer Gruppe von Batterien können auch, was nicht dargestellt ist, in einer Zickzackform verbunden sein, um in et wa die Form zu bilden. Weiter sind, wie es für eine Gruppe von Batterien in 42 gezeigt ist, Stromversorgungsmodule 421 in 2 Reihen verbunden, um Spalte zwischen den Stromversorgungsmodulen 421 zu bilden.
Eine Stromquelle, in welcher eine Gruppe von Batterien, die aus Stromversorgungsmodulen 381 gebildet ist, in einem Haltergehäuse 382 untergebracht ist, kann effizient viele Stromversorgungsmodule 381 in dem Haltergehäuse 382 aufnehmen. Aus diesem Grund kann die Stromquelle effizient zusammengebaut werden. Weiter, eine Stromquelle dieses Aufbaus hat die Eigenschaft, daß viele Stromversorgungsmodule 381 in den richtigen Positionen platziert werden können, da die Stromversorgungsmodule 381 mit benachbarten Stromversorgungsmodulen über die Leitung 3849 verbunden sind.
Eine Stromquelle, die in 38 gezeigt ist, hat 6 Reihen von Gruppen von Batterien in einem Haltergehäuse 382. Die Stromquellen, die in den 42 und 43 gezeigt sind, haben 3 Reihen von Stromversorgungsmodulen 421, die in 2 Reihen verbunden sind. Darüber hinaus sind denselben Bauteilen einer Stromquelle wie einer Stromquelle einer Ausführungsform, die in 38 gezeigt ist, mit denselben Bezugszeichen in 43 versehen, wobei aber zwei Figuren von oben eliminiert werden. Jede Reihe von Gruppen von Batterien ist über Leitungen 3850, 4250 und Verbinder 3851, 4251 in Reihe geschaltet. In einer Stromquelle, in welcher die Stromversorgungsmodule Superkondensatoren sind, sind alle Kondensatoren über Leitungen und Verbinder parallel geschaltet.
Eine Gruppe von Batterien ist, was nicht dargestellt ist, mit Temperatursensoren versehen, die an der Oberfläche jedes Stromversorgungsmoduls befestigt sind. Die Temperatursensoren sind Vorrichtungen, die die Temperatur der Stromversorgungsmodule messen können. Als Temperatursensoren werden vorzugsweise PTC-Elemente verwendet, die die Temperatur dadurch erfassen, daß sich ihr elektrischer Widerstand mit der Temperatur ändert. Die Temperatursensoren, die an der Oberfläche jedes Stromversorgungsmoduls befestigt sind, sind über Sensorleitungen in Reihe geschaltet, die nicht dargestellt und nach außen gezogen sind.
Gemäß der Darstellung in 38 ist ein Haltergehäuse 382 mit der oberen und der unteren Platte 382a, mit Endplatten 382b und Seitenplatten 382c, die den Umfang der oberen und unteren Platten 382a schließen, versehen. Das Haltergehäuse 382 ist mit einem Luftkanal versehen, der durch die obere und die untere Platte 382a, die Endplatten 382b und die Seitenplatten 382c gebildet wird und innerhalb des Haltergehäuses 382 vorgesehen ist. In einem Haltergehäuse 382 dieses Aufbaus werden die obere und die untere Platte 382a aus Kunststoff separat hergestellt und mittels Schrauben oder durch Kleben miteinander verbunden, um einen Luftkanal zu bilden. Die untere Platte 382a wird einstückig mit den Endplatten 382b und den Seitenplatten 382 hergestellt, um eine Kastenform mit offenem oberen Ende zu schaffen. Die obere Platte 382a wird in Plattenform hergestellt. Nachdem die Stromversorgungsmodule in der unteren Platte 382a aufgenommen worden sind, die kastenförmig ausgebildet ist, wird die obere Platte 382a mit der unteren Platte 382a so verbunden, daß die obere Platte 382a ein offenes oberes Ende der unteren Platte 382a verschließen kann.
In der Figur sind die obere und die untere Platte 382a mit Zwichenlufteinlässen 3852 versehen, und die Endplatten 382b, die einander gegenüberliegen, sind mit Luftauslässen 3836 versehen. Die Zwischenlufteinlässe 3852 sind in der Mitte der oberen und der unteren Platten 382a vorgesehen, so daß sie sich zwischen den Luftauslässen 3836 der Endplatten 382b befinden. In einem Haltergehäuse 382, das in
40 gezeigt ist, sind die Zwischenlufteinlässe in der oberen und in der unteren Platte 382a geöffnet.
Das Haltergehäuse 382 ist mit einem Spalt für eine Luftströmung versehen, der zwischen den Stromversorgungsmodulen 381, die auf der Oberfläche der unteren Platte 382a befestigt sind, und der oberen Platte 382 gebildet ist. In einem Haltergehäuse 382, das diesen Aufbau hat, können die Stromversorgungsmodule 381, die in dem Luftkanal 3837 angeordnet sind, wirksam gekühlt werden, indem Luft zwischen den Stromversorgungsmodulen 381 und der oberen Platte 382a hindurchgeleitet wird. In der Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung können die Stromversorgungsmodule auch in einem Luftkanal angeordnet werden, indem die Stromversorgungsmodule mit der inneren Oberfläche der oberen und der unteren Platte in Kontakt gebracht werden. Stromversorgungsmodule dieses Typs werden gekühlt, indem Luft zwischen den Batterien hindurchgeleitet wird.
Die Stromversorgungsmodule 381, in welchen Batterien in rechtwinkeliger Anordnung zu der oberen und der unteren Platte 382a angeordnet sind, werden in einem Haltergehäuse 382 befestigt. Eine Stromquelle, in welcher die Stromversorgungsmodule 381 in dieser Anordnung in dem Haltergehäuse 382 untergebracht sind, kann die Stromversorgungsmodule 381 wirksam kühlen, indem Luft durch den Luftkanal 3827 hindurchgeleitet wird. In der Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung sind die Stromversorgungsmodule nicht notwendigerweise in dieser Anordnung. Zum Beispiel ist es möglich, daß die Stromversorgungsmodule in dem Haltergehäuse parallel zu der oberen und der unteren Platte angeordnet werden.
Die Haltergehäuse 382, die in den 38 und 39 gezeigt sind, bewirken eine Zwangskühlung der Stromversorgungsmodu le 381, die in dem Luftkanal 3837 untergebracht sind, durch Hindurchleiten von Luft in der Richtung eines Pfeils A, wie es in 40 gezeigt ist. Zum Hindurchleiten von Luft in der Richtung des Pfeils sind Luftauslässe 3836 der Endplatten 382b mit Kühlgebläsen 3841 versehen. Die Kühlgebläse 3841 saugen Luft aus den Luftauslässen 3836 an und geben die Luft zwangsläufig in den Luftkanal 3837 ab. Der Luftauslaßkanal 3853 ist einstückig mit den Endplatten 382b ausgebildet und steht mit den Kühlgebläsen in Verbindung.
Zum gleichen Kühlen von sämtlichen Stromversorgungsmodulen, die in einem Luftkanal untergebracht sind, sind Zwischenlufteinlässe in der oberen und in der unteren Platte 382a in der Mitte zwischen den Luftauslässen 3836 geöffnet. Ein Haltergehäuse 382 nach der Figur ist mit einer Vielzahl von Zwischenlufteinlässen 3852 in der oberen und in der unteren Platte 382a versehen. Weiter, das Haltergehäuse nach der Figur ist mit einer Vielzahl von unterschiedlich großen Zwischenlufteinlässen 3852, die in 3 Reihen aufgereiht sind, in der oberen und in der unteren Platte 382a versehen, die in der Größe unterschiedlich sind. Große Zwischenlufteinlässe 3852 sind in der mittleren Reihe vorgesehen, und kleine Zwischenlufteinlässe 3852 sind in 2 Reihen auf beiden Seiten der großen Zwischenlufteinlässe 3852 vorgesehen. Ein Haltergehäuse 382 dieses Aufbaus hat das Merkmal, daß die Stromversorgungsmodule 381, die in einem Luftkanal 3837 untergebracht sind, leicht gekühlt werden können.
Ein Haltergehäuse 382, das in der Figur gezeigt ist, ist mit vielen Zwischenlufteinlässen 3852 in einer Kreisform versehen. Die Zwischenlufteinlässe können jedoch auch in Schlitzform ausgebildet sein. Die schlitzförmigen Zwischenlufteinlässe sind breit in der mittleren Reihe und schmal an beiden Enden ausgebildet, um Stromversorgungsmodule, die in einem Luftkanal untergebracht sind, gleich zu kühlen.
Neben einem Öffnungsquerschnitt der Zwischenlufteinlässe kann auch die Dichte der Zwischenlufteinlässe geändert werden, um Stromversorgungsmodule, die in einem Luftkanal untergebracht sind, gleich zu kühlen. Zum Beispiel, in diesem Haltergehäuse sind viele Zwischenlufteinlässe dicht in der Mitte des Haltergehäuses geöffnet, um viel Luft einem Luftkanal zuzuführen, und spärlich auf beiden Seiten derselben geöffnet, um die Menge der Luft zu reduzieren, die in beide Seiten des Luftkanals strömt, und dadurch Stromversorgungsmodule, die in dem Luftkanal untergebracht sind, gleich zu kühlen.
Ein Haltergehäuse 382 dieses Aufbaus saugt Luft aus den Luftauslässen 3836 mit Hilfe von Kühlgebläsen 3841 an und leitet die Luft durch einen Luftkanal 3837, der in dem Haltergehäuse 382 angeordnet ist. Kalte Luft, die aus den Zwischenlufteinlässen 3852 angesaugt wird, welche an die Mitte des Luftkanals 3837 angeschlossen sind, geht durch den trennenden Luftkanal auf beiden Seiten hindurch, um die Stromversorgungsmodule 381 zu kühlen, und wird von den Luftauslässen 3836 abgegeben.
Das Haltergehäuse 382, das diesen Aufbau hat, hat das Merkmal, daß die Stromversorgungsmodule 381 wirksam gekühlt werden können, indem das Haltergehäuse 382 dünn ausgebildet wird. Das ist deshalb der Fall, weil die Kühlgebläse 3841 mit den Luftauslässen 3836 verbunden sind. In einer Stromquelle nach der vorliegenden Erfindung sind jedoch die Luftauslässe 3836 nicht notwendigerweise mit Kühlgebläsen 3841 verbunden. Zum Beispiel können die Stromversorgungsmodule 381 gekühlt werden, indem ein Luftstrom, der durch fahrende Kraftfahrzeuge erzeugt wird, in die Zwischenlufteinlässe eingelassen wird.
Weiter, in Stromquellen, die in den 44 bis 46 gezeigt sind, werden Stromversorgungsmodule 441 gekühlt, indem Luft mit Hilfe eines Kühlgebläses 442 zu Zwischenlufteinlässen eines Haltergehäuses 442 geleitet wird. Ein Haltergehäuse 442 dieses Aufbaus ist mit einem Luftversorgungskanal 4454 auf der Außenseite der Zwischenlufteinlässe 445 versehen, der mit einem Kühlgebläse 4441 verbunden ist, um Luft zu dem Luftversorgungskanal 4454 zu leiten. Das Kühlgebläse 4441 saugt kalte Luft an und liefert sie an den Luftversorgungskanal 4454. Luft, die von dem Luftversorgungskanal 4454 geliefert wird, wird zwangsläufig über die Zwischenlufteinlässe in den Luftkanal 4937 geleitet.
Eine Stromquelle nach diesen Figuren ist mit Zwischenlufteinlässen 4452 versehen, die in der oberen Platte 442a allein geöffnet sind, und ein Luftversorgungskanal 4454 ist mit den Zwischenlufteinlässen 4452 verbunden. In einer Stromquelle dieses Aufbaus strömt Luft in der Richtung von Pfeilen B, die in 46 gezeigt sind. Es wird nämlich Luft dem Luftversorgungskanal 4454 mit Hilfe des Kühlgebläses 4441 zugeführt. Die Luft des Luftversorgungskanals 4454 geht durch die Zwischenlufteinlässe 4452 hindurch und strömt in den Luftkanal 4437. Die Luft strömt separat zu beiden Seiten des Luftkanals 4437, um die Stromversorgungsmodule 441 zu kühlen, und wird über die Luftauslässe 4436 abgegeben, die an beiden Enden geöffnet sind.
In einem Haltergehäuse 442 nach dieser Figur ist ein Luftversorgungskanal 4459 allein mit der oberen Platte 442a verbunden. Es kann jedoch ein Luftversorgungskanal sowohl mit der oberen als auch mit der unteren Platte verbunden sein, um Luft einem Luftkanal zuzuführen. Die obere und die untere Platte 442a, die mit dem Luftversorgungskanal 4454 verbunden sind, sind mit den Zwischenlufteinlässen 4452 versehen, um Luft aus dem Luftversorgungskanal 4454 in den Luftkanal 4437 zu leiten.
Ein Haltergehäuse 442 wird als eine Stromquelle mit einstückig aufgebauten Komponenten oder als eine Stromquelle zum Verbinden von Stromversorgungsmodulen 441, die in einer Vielzahl von Haltergehäusen 442 untergebracht sind, verwendet. In einer Stromquelle mit einer Vielzahl von Haltergehäusen werden die Haltergehäuse vertikal übereinander geschichtet. Die Haltergehäuse, die vertikal übereinander geschichtet sind, werden verbunden, indem zur Vibrationsdämpfung Gummi zwischen sie eingelegt wird zur gegenseitigen Schwingungsdämpfung. Weiter, eine Stromquelle, bei der das Haltergehäuse mit einstückig aufgebauten Komponenten verwendet wird, ist ebenfalls mit vibrationsdämpfendem Gummi an seiner Unterseite versehen. Wenn zum Beispiel eine Stromquelle an Kraftfahrzeugen befestigt wird, kann der schwingungsdämpfende Gummi Schwingungen dämpfen.
In einer Stromquelle mit einer Vielzahl von Haltergehäusen, die vertikal übereinander geschichtet sind, können die Stromversorgungsmodule, die in jedem Haltergehäuse untergebracht sind, durch Luftversorgungskanäle wirksam gekühlt werden, die zwischen den übereinander geschichteten Haltergehäusen angeordnet sind.

Claims

Stromquelle, versehen mit wiederaufladbaren Batterien, mit. 1) einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1); 2) einem Haltergehäuse (2), das die Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1) beherbergt, die parallel zueinander angeordnet sind, und in dem die Stromversorgungsmodule (1) gekühlt werden, indem Luft durch das Haltergehäuse (2) hindurchgeleitet wird; 3) wobei das Haltergehäuse (2) mit einem Lufteinlaß (35) auf einer Seite und mit einem Luftauslaß (36) auf der anderen Seite versehen ist, ein Luftkanal (37) zwischen dem Lufteinlaß (35) und dem Luftauslaß (36) gebildet ist, Zwischenlufteinlässe (38) zur Zufuhr von Luft zu dem Luftkanal (37) auf dem Weg des Luftkanals (37) vorgesehen sind und Luft, die sowohl aus dem Lufteinlaß (35) als auch aus den Zwischenlufteinlässen (38) eingesaugt wird, in den Luftkanal (37) strömt, um die Stromversorgungsmodule (1) zu kühlen, die in einer Vielzahl von Reihen in dem Haltergehäuse (2) untergebracht sind; 4) wobei das Haltergehäuse (2) mit Luftleitsteuervorsprüngen (39) versehen ist, die in Spalte vorstehen, welche zwischen den Stromversorgungsmodulen (1) gebildet sind; und 5) wobei Spalte zwischen den Luftleitsteuervorsprüngen (39) Zwischenlufteinlässe (38) und die Spalte zwischen den Stromversorgungsmodulen (1) Kühlluftdurchlässe sind.
Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltergehäuse (2) mit Deckgehäusen (2A) auf beiden Seiten und mit einem Zwischengehäuse (2B) zwischen den Deckgehäusen (2A) versehen ist und daß die Deckgehäuse (2A) mit den Zwischenlufteinlässen (38) versehen sind.
Stromquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Halterippen (15) mit einstückigem Aufbau an der inneren Oberfläche der Deckgehäuse (2A) und auf beiden Seiten des Zwischengehäuses (2B) gebildet sind, um die Stromversorgungsmodule (1) zwischen sich aufzunehmen und festzuhalten, wobei die Halterippen (15) den Luftkanal (37) mehrfach unterteilen und Luft durch jeden Luftkanal (37) hindurchleiten, um die Stromversorgungsmodule (1) zu kühlen.
Stromquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlufteinlässe (38) längs der Endränder der Luftleitsteuervorsprünge (39) münden, die in den Deckgehäusen (2A) gebildet sind.
Stromquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlufteinlässe (38) an den Endrändern und auf der Leeseite der Luftleitsteuervorsprünge (39) münden.
Stromquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlufteinlässe (38) an den Endrändern der Luftleitsteuervorsprünge (39) münden, die zwischen dem Lufteinlaß (35) und dem Luftauslaß (36) angeordnet sind.
Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseiten von Kühlgebläsen (41) mit den Luftauslässen (36) des Haltergehäuses (2) verbunden sind und daß die Kühlgebläse (41) Luft zu dem Haltergehäuse (2) schicken.
Stromquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterippen (15) zum Halten der Stromversorgungsmodule (1) in festen Positionen innerhalb des Haltergehäuses (2) vorgesehen sind und den Luftkanal (37), der in dem Haltergehäuse (2) gebildet ist, in eine Vielzahl von Reihen unterteilen.
Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltergehäuse (2) in einem Stromquellenkasten (42) untergebracht ist, ein äußerer Luftkanal (43) für Kühlluft zwischen dem Stromquellenkasten (42) und dem Haltergehäuse (2) gebildet ist und die Zwischenlufteinlässe (38) des Haltergehäuses (2) mit dem äußeren Luftkanal (43) verbunden sind.
Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Haltergehäusen (2) vertikal übereinander geschichtet ist, ein Zwischenluftkanal (45) für Kühlluft zwischen benachbarten Haltergehäusen (2) vorgesehen ist und die Zwischenlufteinlässe (38) des Haltergehäuses (2) mit dem Zwischenluftkanal (45) verbunden sind.
Stromquelle, versehen mit wiederaufladbaren Batterien, mit. 1) einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1); 2) einem Haltergehäuse (2), das die Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1) beherbergt, die parallel zueinander angeordnet sind, und einen Luftkanal (37) für Kühlluft und zum Kühlen der Stromversorgungsmodule (1) durch Hindurchleiten von Luft durch den Luftkanal (37); 3) wobei das Haltergehäuse (2) mit Luftauslässen (36) auf beiden Seiten versehen ist, Zwischenlufteinlässe (38), die durch das Haltergehäuse (2) hindurchführen, auf dem Weg des Luftkanals (37) vorgesehen sind, und Luft, die aus den Zwischenlufteinlässen (38) austritt, in den Luft kanal (37) des Haltergehäuses (2) strömt; und 4) wobei ein Luftversorgungskanal (54) an der Außenseite von Zwischenlufteinlässen (52) vorgesehen ist, der Luftversorgungskanal (54) mit einem Kühlgebläse (41) verbunden ist zur Zufuhr von Luft zu dem Luftversorgungskanal (54) und Luft, die von dem Kühlgebläse (41) geliefert wird, zwangsläufig über die Zwischenlufteinlässe (52) in den Luftkanal (37) strömt.
Stromquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgebläse (41) zum Ansaugen von Luft mit dem Luftauslaß (36) verbunden ist.
Stromquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltergehäuse (2) mit einer Vielzahl von Luftauslässen (36) auf beiden Seiten versehen ist und jeder Luftauslaß (36) mit dem Kühlgebläse (41) versehen ist.
Stromquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltergehäuse (2) mit einer Vielzahl von Zwischenlufteinlässen (52) unterschiedlicher Größe versehen ist und Luft aus den Zwischenlufteinlässen (52) in den Luftkanal (37) strömt, um die Stromversorgungsmodule (1), die in dem Luftkanal (37) vorgesehen sind, gleich zu kühlen.
Stromquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltergehäuse (2) mit einer quadratischen oberen und einer quadratischen unteren Platte (2a) versehen ist, die einander mit Abstand und parallel zueinander gegenüberliegen, wobei die Umfänge der oberen und der unteren Platte (2a) durch Endplatten (2b) und Seitenplatten (2c) geschlossen sind, um den Luftkanal (37) zu bilden, wobei die Endplatten (2b), die einander gegenüberliegen, mit den Luftauslässen (36) versehen sind, die Zwischenlufteinlässe (52) in der oberen und in der unteren Platte (2a) vorgesehen sind, so daß sie zwischen den Luftauslässen (36) angeordnet sind, und eine Vielzahl von Stromversorgungsmodulen (1) in dem Haltergehäuse (2) derart untergebracht ist, dass die Batterien zu der oberen und der unteren Platte (2a) rechtwinkelig sind.
Stromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorqungsmodule (1) Nickelwasserstoffbatterien, Nickelcadmiumbatterien oder wiederaufladbare Lithiumionenbatterien sind.