(57)【要約】バッテリーは、少なくとも１つの電気化学的蓄電池と冷却装置とを有する。少なくとも１つの電気化学的蓄電池が、冷却装置の部品の間に配置される。冷却装置には、液体の冷媒が流れて通過する。本発明によると、各電気化学的蓄電池は、冷却装置の開口部内に収容され、電気化学的蓄電池の長手方向軸に直角の方向に湾曲した、少なくとも１つの外側表面を介して、少なくとも部分的にその都度、冷却装置と密着して接触する。冷却装置は、密着して接触する領域に、少なくとも１つの拡張連結部を備えている。
2005534143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電気化学的蓄電池と冷却装置とを有するバッテリーであって、前記冷却装置の部品の間に配置された、前記少なくとも１つの電気化学的蓄電池を備え、前記冷却装置を通って流れる液体の冷媒を備えるバッテリーにおいて、
前記少なくとも電気化学的蓄電池（３）が、前記冷却装置（１）の少なくとも１つの開口部（２）内に保持され、かつ、少なくとも１つの外側表面が、前記電気化学的蓄電池（３）の長手方向軸に直角の方向において湾曲しており、少なくとも部分的に前記冷却装置（１）と密着して接触し、前記冷却装置（１）は、前記密着して接触する領域内に、少なくとも１つの拡張連結部（５）を有することを特徴とするバッテリー。
【請求項２】
前記冷却装置（１）は、プラスチックで形成され、前記少なくとも１つの開口部（２）と前記少なくとも１つの拡張連結部（５）とが、主に前記電気化学的蓄電池（３）の前記長手軸方向に配列されていることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項３】
前記冷却装置（１）は、前記少なくとも１つの電気化学的蓄電池（３）と該電気化学的蓄電池を囲むハウジング（１７）との両方に関して、密閉するよう設計されていることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載のバッテリー。
【請求項４】
前記冷却装置（１）は、一体化していることを特徴とする、請求項１、２、又は３に記載のバッテリー。
【請求項５】
各々円筒形で、前記冷却装置（１）の前記開口部（２）内に配置される２つの前記電気化学的蓄電池（３）であって、前記開口部（２）および前記電気化学的蓄電池（３）の、前記長手方向軸が、各々互いに少なくとも略平行に伸びるように、前記開口部（２）が最も高密度に配列される形状に配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項６】
前記電気化学的蓄電池（３）用の前記個々の開口部（２）の間の領域は各々、隔壁（９）によって前記冷媒から隔てられている隙間開口部（１０）を有し、該隙間開口部の中心軸は、前記電気化学的蓄電池（３）の前記長手方向軸に対し、少なくとも略平行に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリー。
【請求項７】
各々の前記隙間開口部（１０）は、前記拡張連結部（５）によって、前記電気化学的蓄電池（３）を取り囲む前記開口部（２）に接続されていること特徴とする、請求項６に記載のバッテリー。
【請求項８】
前記電気化学的蓄電池（３）用の前記開口部（２）の隔壁（４）は、前記拡張連結部（５）の前記隔壁（９）および前記隙間開口部（１０）の前記隔壁（９）と共に、各々前記長手方向軸に対し平行に伸びる冷却溝（８）を形成し、該冷却溝（８）は、前記冷媒を該冷却溝（８）へと配分する少なくとも１つの配分用の溝（７）に接続されており、また前記冷却溝（８）から前記冷媒を回収する少なくとも１つの回収用の溝（１２）に接続されていることを特徴とする、請求項６あるいは７に記載のバッテリー。
【請求項９】
前記電気化学的蓄電池（３）の前記開口部（２）および前記隙間開口部（１０）は、前記冷媒の回収用及び／又は配分用の前記溝（７、１２）の少なくとも１つを通過することを特徴とする、請求項８に記載のバッテリー。
【請求項１０】
前記開口部（２）内の前記拡張連結部（５）は、伸長せず、又は前記冷媒の回収用及び／又は配分用の少なくとも１つの前記溝（７、１２）の領域にわずかしか伸長せず、前記電気化学的蓄電池（３）用の前記開口部（２）は、前記冷媒の回収用及び／又は配分用の少なくとも１つの前記溝（７、１２）の領域内では、前記拡張連結部（５）の領域内での直径（ｄ）よりも大きい直径（Ｄ）を有し、前記拡張連結部（５）の領域内での前記直径（ｄ）は、前記電気化学的蓄電池（３）が挿入されていない場合、前記電気化学的蓄電池（３）の直径（ｄｓ）より小さいことを特徴とする、請求項９に記載のバッテリー。
【請求項１１】
前記電気化学的蓄電池（３）及び／又は電子構成部品の前記電極間の電気的導電接続が、少なくともいくつかの前記隙間開口部（１０）を通過することを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項１２】
前記冷却装置（１）が頑健に作成され、及び／又は前記ハウジング（１７）に接続されることにより、連結手段が少なくともいくつかの前記隙間開口部（１０）を通過することを特徴とする、請求項６〜１１のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項１３】
少なくともいくつかの前記隙間開口部（１０）は、管状突出部（１８）によって前記長手軸方向に前記冷却装置（１）の長さを超えて伸長されることを特徴とする、請求項６〜１２のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項１４】
流れの抵抗（穴１５）は、少なくとも冷媒が前記冷却溝（８）に流入若しくは排出して通過するための領域の１つに、又は前記冷媒の回収及び／若しくは配分用の少なくとも１つの前記溝（７、１２）の領域に配置されることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項１５】
前記冷却装置（１）は、前記冷媒用の少なくとも１つの注入管路６および排出管路１３を有し、センサ等を保持する装置（１６）は、これら注入管路６及び排出管路１３の領域に配置されることを特徴とする、請求項８〜１４のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項１６】
前記冷却装置（１）の前記隔壁（４、９、１１）は、少なくとも前記冷媒が拡散できない層を備えた位置に設けられることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項１７】
少なくとも１つの交換可能カートリッジ（２０）形式の乾燥剤が、前記冷却装置（１）と前記ハウジング（１７）との間の領域に配置されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のバッテリー。
【請求項１８】
電気的エネルギー蓄積装置を備えた請求項１〜１７のいずれか一項に記載のバッテリーを、牽引目的で使用される電気機械を少なくとも１つ有する車両において使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの電気化学的蓄電池と、冷却装置とを有し、少なくとも１つの電気化学的蓄電池が、冷却装置の部品の間に配置され、液体冷媒が冷却装置を通って流れるバッテリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、バッテリーモジュールを開示しており、このバッテリーモジュールでは、２つ以上の電気化学的蓄電池が、それぞれを電気的に絶縁し液体冷媒用の溝を形成する管継手によって、互いに間隔をあけて保たれている。官継手を介して、冷却装置が形成され、この冷却装置の間には個々の蓄電池が配置されている。冷媒は、特殊な溝を介して供給・配送され、冷媒の流れが通過する溝の断面は、蓄電池が均一に冷却されるよう設計されている。
【０００３】
したがって、管継手及び溝の設計は大変複雑で、別個の構成要素を多数必要とし、構成要素は各々互いに密閉されていなければならない。管継手を蓄電池の平坦面に対して平坦に置き、これによって熱が伝達されるようにするには、さらに蓄電池と管継手との両方を極めて厳格な製造公差に適合させる必要があり、これには膨大なコスト負担を伴う。さらに、上述の文献の蓄電池とは対照的に、平坦でなく湾曲した外側表面を有するよう設計された蓄電池を使用しようとする場合、例えば円筒形の蓄電池の場合、製造公差に関する問題は、尚のこと一層重要となる。少なくとも円筒形の蓄電池の場合、許容できる労力で生産することは、最早不可能となることさえあり得る。
【０００４】
さらに、一般の先行技術で既知のバッテリーには、冷媒として、空気によって冷却されるものがある。こうしたバッテリーは、例えば、特許文献２および特許文献３に記載されている。
【０００５】
給気装置、例えばファン等は、いずれの場合も冷媒として空気を供給する必要があり、その結果、不利なことにかなりの騒音を放出する。さらに、あるバッテリーのタイプでは、充電と放電との間で、動力学的な変化が起こっている場合、例えば、自動車で使用される場合の、制動時再生エネルギーの蓄積用など、非常に大きい電流で充電するときなどは特に、空気による冷却能力では十分でない。
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第  １９５  ０３  ０８５  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第  ３２  ２４  １６１  Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第  １００  ０３  ２４７  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって本発明の目的は、極めて動力学的な状態での給電が可能で、低コストで容易に製造でき、既述の欠点を防止するよう設計された、少なくとも１つの電気化学的蓄電池と冷却装置とを有するバッテリーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、少なくとも１つの電気化学的蓄電池が、冷却装置の少なくとも１つの開口部に設けられており、上記電気化学的蓄電池の長手方向軸に直角の方向において湾曲した少なくとも１つの外側表面が、少なくとも部分的に、それぞれの冷却装置と密着して接触し、この密着して接触する領域に、少なくとも１つの拡張連結部を有する冷却装置を備えたバッテリーによって達成される。
【０００９】
本発明による冷却装置の非常に効率の良い有利な構成により、自由に入手可能な従来の既知の蓄電池、ニッケル金属水素やリチウム電池など特に高出力蓄電池の使用が可能である。これら蓄電池は、通常、円筒形で、少なくとも１つの湾曲した面を有しており、本発明によるバッテリー内の上述した冷却装置の構成にとって、理想的な冷却が可能となる。この場合、使用される液体冷媒は、このために必要とされる過度に大量の冷媒の流れがなくても、比較的高い冷却力を確保する。必要とされる大量の流れは、実際には、単一の低コストの供給装置によって提供することができる。本発明によるバッテリーの、自動車での好ましい応用形態として、冷却装置用の冷却回路は、特に、空調システムまたは通常存在する冷却回路に、組み合わせることもできる。
【００１０】
蓄電池と冷却装置との間の接触領域において、蓄電池が、開口部及び拡張連結部に保持されているという事は、少なくとも蓄電池の湾曲した外側表面の領域で、非常に広範囲に渡って密着した接触が可能となるような位置では、冷却装置の隔壁が、蓄電池に対して伸縮自在に押し付けられることを意味する。この場合、適合されるべき製造公差は、比較的広いが、それは、拡張連結部によって創出される伸縮性が、公差の補正を可能にするからである。本発明によるこの特性を持たない比較例の構成では、蓄電池から冷媒が流れる冷却装置への熱伝導性で要求される冷却力について、適切な熱伝導性を得るための対応する十分広い接触面積を実現するため、製造するのに高価で複雑となる非常に狭い公差に、蓄電池の外側表面と開口部との両方を適合させなければならない。
【００１１】
１つの極めて有利なバッテリーの発展形態によると、このバッテリーの冷却装置は、ブラスチックから形成され、主に電気化学的蓄電池の長手軸方向に整列した少なくとも１つの開口部と少なくとも１つの拡張連結部とを備えている。
【００１２】
冷却装置の生産にプラスチックを使用することは、個々の蓄電池の間に、電気的絶縁体が必要でないということを意味する。この課題は、冷却装置によって実行される。その結果、冷却装置の中を流れる冷媒と冷却されるべき蓄電池との間の素材の厚みが、最小限に抑えられる。さらに、異なる素材同士の間で必要な熱伝導材の数が削減される。これによって、達成されるべき冷却力をさらに増加させることが可能となる。
【００１３】
さらに、主に、蓄電池の長手軸方向にある拡張連結部の配列は、伸縮性を有しており、その結果、既に上述のとおり、冷却装置の隔壁で蓄電池の外側表面の可能な限り広い面積を覆うことができる。この結果、蓄電池と冷却装置との間の隙間を最小にするということは、蓄電池と冷却装置とは直接接触せずに、極めて小さい割合の領域内への放熱で、非常に大きい割合の熱除去が達成されることを意味する。よって、冷却力は、さらに一層最適化することが可能である。
【００１４】
１つの好ましい実施形態によると、バッテリーは、２つ以上の電気化学的蓄電池を備えており、各々の電気化学的蓄電池は円筒形で、冷却装置の開口部に配置されており、この開口部は非常に高密度に詰めて配置されているが、これは、開口部の長手方向軸と電気化学的蓄電池の長手方向軸とが、互いに少なくとも略平行に伸びているからである。
【００１５】
円筒形の蓄電池は、結晶学で知られている高密度な「球の充填構造」に配列され、２つ以上の列に配置され、それぞれ互いに蓄電池の直径の半分の距離だけ離れている。この場合、個々の蓄電池は、各々互いに平行である。この配置は、個々の蓄電池をバッテリー装置内に高密度に充填するようにしつつ、個々の蓄電池の間には冷却およびさらなる機能的要素のための十分な空間を提供する残りの空間を、冷却装置の領域内に有する。バッテリーのサイズは、本発明のこの極めて有利な改良によって、理想的な冷却能力および最良の実行できる機能性に対して最適化される。
【００１６】
本発明による１つの極めて有利な発展形態では、電気化学的蓄電池用の個々の開口部の間の領域は、各々、隙間隔壁開口部を有し、この隙間開口部は、隔壁によって冷媒とは隔てられており、その中心軸は、電気化学的蓄電池の長手方向軸に対して少なくとも略平行に配置されている。
【００１７】
上記隙間開口部は、電気化学的蓄電池用の個々の開口部の間の領域、いわゆるギャップに配置されており、冷媒とは直接に接触せず、連結手段や電気的接続などの機能的要素の収容が可能である。冷媒はまた、隙間開口部の周囲を流れるので、必要な場合には、冷却は、これら機能的要素のためにも使用される。
【００１８】
本発明の１つの極めて有利な発展形態では、電気化学的蓄電池用の開口部の隔壁は、いずれの場合も、拡張連結部の隔壁と隙間開口部の隔壁と共に、長手方向軸に平行に伸びる冷却溝を形成している。冷却溝は、この冷却溝に冷媒を配送する少なくとも１つの配分用の溝に接続されており、この冷却溝から冷媒を回収する少なくとも１つの回収用の溝に接続されている。
【００１９】
最良の実装可能な伸縮性と、既に上述したように、この伸縮性に関連した利点とを備えたこの構成は、いずれの場合も、２つ以上の冷却溝により、非常に多数の蓄電池を、同時に極めて均一に冷却する性能を与える。
【００２０】
本発明の１つの有利な発展形態では、さらに、冷媒が通過する回収用及び／又は配分用の少なくとも１つの溝を有するよう、電気化学的蓄電池用の開口部と隙間開口部とを用意することが可能である。
【００２１】
これによって、少なくとも１つの側面からの蓄電池へのアクセスが確実に可能である。これに対応して、バッテリーの組み立て及びメンテナンスは、明らかに簡素化されるはずである。この場合、個々の蓄電池には、止り穴の形状をした開口部か、両側面から蓄電池へのアクセスを可能にする、連続した開口部のいずれかが適用されると思われる。
【００２２】
上述した本発明によるバッテリーのこの発展形態の別の極めて有利な改良形態では、拡張連結部は、冷媒の回収用及び／又は配分用の、少なくとも１つの溝の領域の範囲までは開口部内に伸長されない。電気化学的蓄電池用の開口部は、冷媒の回収用及び／又は配分用の、少なくとも１つの溝の領域内では、拡張連結部の領域内における直径よりも大きい直径を有する。また、拡張連結部の領域内での直径は、電気化学的蓄電池が使用されていないときは、電気化学的蓄電池の直径より小さい。
【００２３】
この改良により、個々の蓄電池を、冷媒の回収用及び／又は配分用の溝と全く接触させずに、あるいは少なくとも影響のある接触は起こさずに、開口部に挿入できる。拡張連結部の領域内の開口部の、対応するより小さい直径は、結果として冷却溝の伸縮変形をもたらし、蓄電池は、この領域内に締め付けられる。この場合の締め付けは、一方で密着して接触する役割を果たし、冷却溝の隔壁と蓄電池の外側表面との間の熱伝達として最適化され、もう一方で、さらに蓄電池を機械的に保持し、その位置に固定する。要するに、バッテリーの機械的組み立てに必要なのは、冷却装置の開口部に蓄電池を挿入することだけで、連結などの工程は一切必要ない。
【００２４】
このような上述の、１つ以上の改良オプションに基づいたバッテリーについての、１つの特に適した有利な応用形態は、牽引目的で使用される電気機械を少なくとも１つ有する車両での、電気的エネルギー蓄積装置として、このバッテリーを使用することである。
【００２５】
本発明で述べられるバッテリーは、単位体積当りの極めて高い電力を可能とする。この場合にやむを得ず発生する熱損失を、冷却装置によって最適に移送除去することができるので、非常に大きい電流を用いた稼動、特に充電と放電、が可能となる。これらの点から、このバッテリーは、自動車での使用を目的としており、特にこの場合、一定の局面に関する要件が非常に厳しい。この場合、バッテリーが牽引構成要素の供給用に単独で使用されるかどうかは無関係で、据置型発電機から充電され、かつ制動時再生の際に得られる電力で再充電でき、又は、ハイブリッド化した牽引及び／若しくは電力供給システムのために使用される。
【００２６】
本発明の別の有利な改良形態は、図面を参照して、以下に説明する独立請求項および例示的実施形態から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、冷却装置１の平面状態の部分断面図を示している。この場合の冷却装置１は、蓄電池３（はっきりとは図示されていない）を保持する、多数の開口部２を有する。開口部２の断面の形状は、蓄電池３の外部表面の断面に、少なくとも大体一致し、この蓄電池３の外部表面は、蓄電池３の長手方向軸に対して直角な少なくとも一つの方向に湾曲している。ここで述べる例示的実施形態では、蓄電池３は円筒形であるが、本発明は、このような円筒形の形状に限定されるものではない。図１をわかりやすくするために、見れば容易にわかるように、開口部２の一部にだけ参照符号を付してあるが、以下の記述で説明する構成要素についても、それぞれの要素が２つ以上存在するとしても、いずれの場合も上記と同様である。
【００２８】
蓄電池３自体は、円筒形の外側表面の領域で、冷却装置１と密着して接触し、この場合、特に開口部２の隔壁４と接触する。この密着した接触により、隔壁４が、蓄電池３の外側表面に直接接触する。しかし、隔壁４の領域内の拡張連結部５によってさらに支えられている隔壁４の素材に一定の伸縮性があることにより、隔壁４と蓄電池３の外側表面との間に、直接密着して接触する比較的大きい表面積が与えられ、個々の開口部２と個々の蓄電池３との間の（製造段階に起因する）あらゆる形状及び／又は寸法の不一致は、問題とならない。したがって、熱は、冷却装置１の隔壁４に対して極めて効率的に分散することができ、冷却装置１自体は、液体冷媒によって冷却される。利用可能な冷却力は、従来のシステムに比べてかなり増大させることができる。
【００２９】
冷却装置１用の素材としては、様々な物質が使用可能である。特にダイカスト法によって容易に加工可能な、アルミのような金属に加えて、ここでは特に、プラスチックが重要な役割を果たす。従来の円筒形の蓄電池３は、一般に絶縁フィルムを付けた金属の外側表面を有しているので、金属製の冷却装置１を使用する場合、まず外側表面から絶縁フィルムへ、そして絶縁フィルムから冷却装置１へと、２段階の熱伝導が存在する。これに対して、プラスチック（例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）など）が使用される場合、絶縁フィルムは必要ない。単に絶縁フィルムとこの絶縁フィルムに関する組み立て作業を節約することに加えて、さらに、熱伝導の数が半減し、これによって、システムに組み込まれた絶縁材を利用する場合の熱伝導効率を向上させることも可能である。さらに、これらのようなプラスチックは、例えば射出成形によって、比較的容易に加工可能であり、重量が軽く、コストが低い。冷却装置は、この場合、一体化した冷却装置を形成するよう、密着した結合が可能な、例えば２つもしくは可能ならば３つの射出成形部品から製造されるように、設計してもよい。
【００３０】
さらに、拡張連結部５と一緒にプラスチックを使用すると、冷却装置１の伸縮性を増大させ、次に、既に上述した特性をさらに向上させる。この場合、理想的な方法としては、隔壁４が蓄電池３の外側表面に対して、ぴったり詰めるようにきつく配置されるので、拡張連結部５を、主に蓄電池３または円筒形の開口部２の長手軸方向に配置すると、特に有利である。
【００３１】
冷却装置１の設計では、冷却装置を通って流れる液体冷媒が用意され、次に、この冷媒は、バッテリーの蓄電池３と広い面積に渡って密着して接触する隔壁４を、冷却する。この場合に、液体の冷媒を使用すると、気体冷媒を用いる場合よりも一層優れた冷却の達成を可能にする。隔壁を非常に薄く設計できるので、効率よい冷却が可能である。適切な試作では、熱伝達に対する抵抗をできる限り低く抑えつつ、蓄電池３の電気的絶縁を確保するには、蓄電池３に面する隔壁４の厚みは、１ｍｍ未満、特に０．２〜０．７ｍｍであれば、十分であることが確認されている。適切な機械的な頑健性はこの場合、以下により詳細を説明する対策によって、また、工程には直接関与せず、それ相応により厚い、約２〜５ｍｍの厚みを有する他の隔壁によって確保され得る。
【００３２】
図２は、液体の冷媒が理想的な方法で、冷却装置１を通って流れるようにされる方法を、大幅に図式化した概略図を示している。さらに、図２は、図１の断面図の断面線Ｉ−Ｉを図解するために、略式で示している。
【００３３】
液体の冷媒は、注入管路６を介して溝７に流れ、溝７では、液体の冷媒は、冷却溝８の間に配分される。溝７は、配分用の溝として使用され、円筒形の開口部２の片側に伸びている。開口部２が冷却装置１全体を貫通している場合、ここで図解される例示的実施形態の場合としては、同様に配分用の溝７は開口部２を通り抜ける。同様に実施可能な例の場合は、開口部２は止り穴形式であるが、配分用の溝７は連続する平らな溝によっても形成可能である。
【００３４】
液体の冷媒は、溝７から流れ出て冷却溝８に入り、この冷却溝８は、図１を見てわかるように、開口部２の隔壁４と、拡張連結部および拡張連結部５に接続された隙間開口部１０の隔壁９と、によって形成されている。冷却装置の外壁１１もまた、開口部２のための冷却溝８の形成に関与しており、冷却溝８の全ての側面が、他の開口部２によって囲まれているわけではない。
【００３５】
さらに図１を見てわかるように、冷却装置１のこのデザインでは、各開口部２と開口部２内に配置された各蓄電池３とは、６つの冷却溝８に囲まれており、各々の冷却溝は、円筒形の開口部２および蓄電池３の長手方向軸に対して、平行に配置されている。個々の冷却溝８を流れた後、液体の冷媒は、回収されるために回収用の溝１２に流入し、排出管路１３を通って冷却装置１から排出される。
【００３６】
図１は、この場合、回収用の溝１２の排出管路１３に面した断面図の部分を図示している。プレート１４は、回収用の溝１２から冷却溝８を隔てるもので、回収用の溝１２と冷却溝８との間に見られる。冷媒が通り抜けるために、プレート１４には、各冷却溝８ごとに極少数の穴１５が設けられている。穴１５は、液体の冷媒の流れに抵抗を示すので、冷媒の流量の均等な配分を確保し、これによって全体として、確実に冷却溝８の全ての間に冷却力を均等に配分する。冷却装置１を通って流れる冷媒の好ましい方向は、この場合、バッテリーが適正に使用されているとき、冷媒は重力に反して冷却溝８を流れ、したがって冷却溝８を流れた後、穴１５を通って回収用の溝１２に流入する。さらに、例えば温度センサ等のセンサを保持する装置が、冷媒の注入管路６および排出管路１３の領域に配置されてもよい。これらは、図１および図３で、排出管路１３領域の長方形面１６として略式で示されている。
【００３７】
既に上述した隙間開口部１０は、個々の冷却溝８の間の領域に配置されている。ここに図示する例示的実施形態によると、各々の隙間開口部１０は、電気化学的蓄電池３のために、開口部２の周りを囲むように、拡張連結部５によって開口部２に接続されている。隙間開口部１０と拡張連結部５とは、互いに平行に伸びており、冷却溝８に理想的な伸縮性をもたらし、既に上記で何度も述べたように、複数の利点を備えている。さらに、隙間開口部１０または隙間開口部１０のいくつかは、電気化学的蓄電池３及び／又は電子構成部品（図示せず）の電極間の導電接続を保持するのにも、使用される。例としてあげれば、上記接続は、監視用電子機器と共に、個々の蓄電池３での充電状況の監視等にも使用できる。隙間開口部１０を通るこの接続を適切な構成にすると、例えば銅等からなる固体ロッド形状で隙間開口部１０を埋めると、熱がこの接続に対して放散されることにより、冷却装置１によって電子機器も同様に冷却可能である。
【００３８】
冷却装置１は、一方で頑健に作られ、もう一方でバッテリーのハウジング１７（図４に示す）であって、一般にバッテリーボックスと呼ばれるハウジング１７に接続されることによって、結合手段は、さらなる隙間開口部１０（隙間開口部１０の大多数）を通過する。冷却装置１は、例えばねじのような結合手段によって、開口部２の長手軸方向に圧縮応力を受けることができ、よって冷却装置１全体を機械的に頑健にすることが可能となる。同時にハウジング１７における結合部は、このような結合手段により二重のプラスの効果が生み出されるように、提供される。
【００３９】
ハウジング１７に取り付けるのに、できるだけ価値あるように、結合部を使用できるようにするため、少なくともいくつかの隙間開口部１０は、管状突出部１８によって長手軸方向に冷却装置１の長さを超えて伸長される。これら管状突出部１８は、冷却装置１に一体化して形成された間隔保持具又は間隔保持筒として効果的に使用され、ハウジング１７に取り付けられる際に、冷却装置１とハウジング１７との間に隙間を残す。蓄電池３の間の電気的接続および電子構成部品等は、この隙間に配置される。例としてあげると、蓄電池３の間の電気的接続が適切に設計されている場合、管状突出部１８の間に、一種の骨組みを拡張することが可能で、これによって、冷却装置１にとってさらに機械的な頑健性を与えることができる。
【００４０】
図３は、１つの開口部の一部及び回収用の溝１２の詳細を共に図示している。この場合かなり図式化した断面図となっており、図１の直線ＩＩＩ−ＩＩＩに関して断面にしたものである。これを見ればわかるように、拡張連結部５は、開口部２内には伸長しておらず、又は回収用の溝１２の領域には極わずかしか伸長していない。似たような状況は、配分用の溝７の領域にも当てはまる。冷媒の回収用及び／又は配分用の少なくとも１つの溝１２、７の領域内では、開口部２は、拡張連結部５の領域内の直径ｄより大きい直径Ｄを有する。この場合、電気化学的蓄電池３が挿入されていない拡張連結部５の領域の直径ｄ（図３で図式的に示すとおり）は、電気化学的蓄電池３の直径ｄｓより最低限小さく、その一方で、直径Ｄは蓄電池３の直径ｄｓより大きい。この設計は、直径Ｄとｄとの分岐点で、特徴的な端部１９となる。蓄電池３を設置する際、直径Ｄの領域内で開口部２に挿入される。直径がｄとなる開口部２の領域に蓄電池３を押し込む過程で、開口部２の隔壁４は、拡張連結部５をも有するこの領域内で、対応して変形する。隔壁４は、蓄電池３に押し付けられる形となる。蓄電池３の機械的な固定に加えて、広範囲にわたる密着した接触によって、既に何度も説明した利点がもたらされる。
【００４１】
組み立ての際には個々の蓄電池３に対して明確な付属品は必要なく、生産の際には製造公差は比較的緩い要求しか条件とされないようになり、組み立て及び生産の労力は、こうして最小化され得る一方で、理想的なバッテリーの冷却結果は、少なくともほぼ達成される。
【００４２】
図４は、ハウジング１７を開いた図式的平面図の形で、再びバッテリーを図示している。冷却装置１は、図１のものに類似しており、したがって全ての参照符号を付記しているわけではない。冷却装置は、ハウジング１７に配置され、開口部２はここに図示するように配置され、結晶学の分野で知られているように、非常に高密度の球充填構造にほぼ類似しており、非常にコンパクトなバッテリーながら、理想的な方法で冷却可能となる。この場合、冷却装置１自体は、電気化学的蓄電池３とこれを囲むハウジング１７との両方に対して密閉される。よって、冷却装置１は、それ自体の密閉システムを形成し、電子機器等のハウジング１７への一体化が可能である。
【００４３】
例えば水と不凍液の混合物、熱伝達油等、使用される冷媒によっては、冷却装置１の生産用に好ましい方法で使用される、ＰＰ又はＰＡ等のプラスチックに関して、非常に長い期間にわたる密閉の問題が発生する可能性がある。特に、ほとんどの場合に、通常好んで確実に使用される水を含んだ冷媒の場合、水分がプラスチックの中に拡散し、これによって、最終的にこのプラスチックを通過する恐れがある。したがって、冷却装置１の密閉は、１００％保証できない。
【００４４】
これを克服するのに用いられる、本質的に異なる２つの方法がある。一方では、冷却装置１とその隔壁４、９、１１とに、使用されている冷媒が拡散できない層を、設けることができる。これによって、冷却装置１は、完全に密閉されるよう設計可能である。もう一方では、拡散によって出現する冷媒の量、例えば水、を非常に少なくする。拡散が困難な層に対する実用的な代替案の１つとして、乾燥剤を使用してもよく、特に１つ以上の交換可能なカートリッジ２０の形式で、ハウジング１７と冷却装置１との間の領域に配置してもよい。
【００４５】
この方法で構成されたバッテリーは、既に導入部で説明した、小さく、少なくともほぼ理想的な方法で、空間を節約するための必要条件に適合し、またこれによって、牽引目的に使用される少なくとも１つの電気的機械を有する車両の、電気的エネルギー蓄積装置としての使用に、特に適している。さらに、注入管路６および排出管路１３が共に、一方からアクセス可能であるような応用例は特に有利で、ハウジング１７は、カバーを備えた凹型でもよい。本来密閉され、１つだけのカバー、つまりごく少数の密閉表面、と一体化するよう設計された凹型は、信頼性及び安全性の観点から、多数の部品から形成されるハウジング１７より適しており、さらに組み立ておよびメンテナンスを簡素化する。車両で使用される場合、使用される冷媒は、バッテリー専用の冷却回路を構成することもあり得るが、あらゆる場合の車両において冷却回路を循環し、特定の供給装置を必要としないような、媒体でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるバッテリーの冷却装置の、部分的な断面の平面図である。
【図２】かなり図式化した冷却装置の断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った部分断面図である。
【図４】ハウジング内にある本発明によるバッテリーが部分的に断面状態にある、冷却装置の平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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