DE102008059954A1 - Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen und einer Kühlvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (1) mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen (2) und einer Kühlvorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen (2). Die Kühlvorrichtung umfasst einen Wärmetauscher (3), der eine Kühlplatte (3.3) und wenigstens ein mäanderartig geformtes und von dem Kühlmittel durchströmbares Kühlrohr (3.4) aufweist. Dabei liegen die Mäander des Kühlrohrs (3.4) mit einer plan ausgebildeten ersten Seite (3.7) ihrer Außenoberfläche an einer ersten Oberfläche (3.1) der Kühlplatte (3.3) an.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen und einer Kühlvorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen.
  • Üblicherweise weist eine Batterie zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb oder Brennstoffzellen-Fahrzeugen, mehrere elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltete Batteriezellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, auf.
  • Die Batteriezellen müssen gekühlt werden, um die entstehende Verlustwärme abzuführen. Dazu wird in der Regel eine indirekte Kühlung durch einen Kühlmittelkreislauf oder eine direkte Kühlung mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Zellen geleitet wird, eingesetzt.
  • Bei der aus Bauraumgründen bevorzugten Kühlung durch einen Kühlmittelkreislauf ist am von den Batteriezellen gebildeten Zellenverbund der Batterie eine von Kühlmittel durchströmte Kühlplatte angeordnet.
  • Von den Batteriezellen zur Kühlplatte wird die Verlustwärme entweder über separate Wärmeleitelemente, z. B. Wärmeleitstäbe oder -bleche, oder über entsprechend aufgedickte Zellgehäusewände der Batteriezellen geleitet.
  • Häufig sind die Kühlplatte und die Zellgehäuse der Batteriezellen metallisch ausgeführt und es liegt an den Zellgehäusen eine elektrische Spannung an. Zur Verhinderung von Kurzschlüssen wird die Kühlplatte von den Zellgehäusen dann meist durch eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie, einen elektrisch isolierenden Formkörper oder eine Vergussmasse getrennt.
  • Derzeit sind die Kühlplatten häufig aus zwei Metallplatten, insbesondere Aluminiumplatten, aufgebaut. In die untere Platte ist ein Kühlkanal für das Kühlmittel durch Fräsung eingebracht. Die obere Platte schließt den Kühlkanal ab. Beide Platten werden miteinander verlötet. Dazu ist die obere Platte lotplattiert.
  • Da das Lot nur geringe Spalte überbrücken kann, muss die Ebenheit beider Platten sehr hoch sein. Dies erfordert insbesondere häufig eine mechanische Nachbearbeitung der unteren Platte nach dem Einbringen des Kühlkanals durch Schleifen und/oder Überfräsen.
  • Ferner ist der Lötprozess sehr zeitaufwändig. Für das Hochheizen und Abkühlen sind mehrere Stunden erforderlich. Die Lötnaht ist außerdem relativ spröde, wodurch die Belastbarkeit der Kühlplatte eingeschränkt wird.
  • Da geringste Unebenheiten, Verschmutzungen oder Fettspuren der Platten zu Ausschuss führen können, ist eine zuverlässige Dichtigkeitskontrolle erforderlich.
  • Aufwändig ist weiterhin die Herstellung des Kühlmittelanschlusses: Derzeit wird meist ein separater Aluminiumklotz aufgelötet.
  • Aus der Massivität der Platten resultiert außerdem ein hohes Gewicht der Kühlplatte.
  • Aus der DE 40 13 269 A1 ist eine Hochtemperaturspeicherbatterie mit einer thermischen Isolierung bekannt. In dem Innenraum der Hochtemperaturspeicherbatterie sind miteinander verschaltete Speicherzellen angeordnet, die in eine Vergussmasse oder ein Schüttgut eingebettet sind. Zur Kühlung der Speicherzellen sind direkte oder indirekte Kühleinrichtungen angeordnet.
  • Aus der DE 43 33 613 A1 ist ein Kühlsystem für ein elektrisches Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine Wärmequelle mit einem Kühlmittel aus einer nicht gefrierenden Lösung zwangsgekühlt wird, das durch eine Röhrenleitung zwangsrezirkuliert wird. Die DE 43 33 613 A1 offenbart insbesondere eine mit einer Kühlplatte verbundene Röhrenleitung, die eine elliptische Querschnittsform hat und mäanderartig geformt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterie mit mehreren Batteriezellen und einer verbesserten Kühlvorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batterie mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Batterie weist mehrere parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschaltete Batteriezellen und eine Kühlvorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen auf. Die Kühlvorrichtung umfasst einen Wärmetauscher, der eine Kühlplatte und wenigstens ein mäanderartig geformtes und von dem Kühlmittel durchströmbares Kühlrohr aufweist. Dabei weisen die Außenoberflächen der Mäander des Kühlrohrs jeweils eine plan ausgebildete erste Seite auf und liegen mit dieser ersten Seite an einer ersten Oberfläche der Kühlplatte an.
  • Die erfindungsgemäße Batterie weist durch die Gestaltung des Wärmetauschers eine Reihe von Vorteilen gegenüber bekannten Batterien auf. Gegenüber oben beschriebenen Batterien mit einer Kühlplatte, die aus einer ersten Metallplatte mit eingefrästem Kühlkanal und einer mit der ersten Metallplatte verlöteten zweiten Metallplatte aufgebaut ist, entfallen unter anderem der Fräsvorgang zur Herstellung des Kühlkanals, die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung der ersten Metallplatte nach dem Fräsen zur Beseitigung von Unebenheiten und der zeit- und energieaufwändige Lötvorgang zum Verlöten der beiden Platten. Dadurch werden der zeitliche und materielle Aufwand und die Kosten der Herstellung der Kühlvorrichtung erheblich reduziert.
  • Ferner vereinfacht sich der Kühlmittelanschluss des Wärmetauschers an einen Kühlkreislauf, da die Enden des Kühlrohres direkt mit Kühlmittelzuleitungen verbunden werden können. Eine Dichtigkeitskontrolle nach dem Zusammenbau des Wärmetauschers ist wegen der hohen Prozesssicherheit nicht erforderlich. Durch den Entfall einer spröden Lötung kann die Kühlplatte des Wärmetauschers zudem hohe Kräfte übertragen und z. B. vorteilhaft zum Befestigen des Zellenverbundes innerhalb des Batteriegehäuses verwendet werden. Außerdem kann das Gewicht der Batterie reduziert werden, da das Kühlrohr leichter als die massive erste Metallplatte mit eingefrästem Kühlkanal ausgeführt werden kann.
  • Die mäanderartige Form des Kühlrohres ermöglicht dabei vorteilhaft eine großflächige und gleichmäßige Wärmeabfuhr aus der Kühlplatte und damit aus der Batterie mittels eines durch das Kühlrohr strömenden Kühlmittels.
  • Das Anliegen der Mäander des Kühlrohres an einer Oberfläche der Kühlplatte mit einer plan ausgebildeten Seite ihrer Außenoberfläche hat den Vorteil einer guten Wärmeleitung zwischen der Kühlplatte und dem Kühlrohr durch den flächigen Kontakt ihrer Oberflächen.
  • Die Kühlplatte und/oder das wenigstens eine Kühlrohr des Wärmetauschers sind bevorzugt aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer, gebildet.
  • Dadurch werden vorteilhaft eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Stabilität des Wärmetauschers erreicht.
  • Bevorzugt ist das wenigstens eine Kühlrohr an der Kühlplatte befestigt. Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Kühlrohr mit Halteklemmen kraftschlüssig an der Kühlplatte befestigt ist, indem jede Halteklemme einen Teil eines Umfanges des Kühlrohrs umfasst und an einem ersten Ende und einem zweiten Ende an der Kühlplatte befestigt ist. Dabei sind die beiden Enden jeder Halteklemme vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise durch Punktschweißen, mit der ersten Oberfläche der Kühlplatte verbunden. Ferner sind die Halteklemmen durch die Befestigung an der Kühlplatte vorzugsweise vorgespannt.
  • Die Befestigung des Kühlrohrs an der Kühlplatte ermöglicht vorteilhaft einen guten Wärmekontakt des Kühlrohrs und der Kühlplatte. Die Verwendung von Halteklemmen zur Befestigung des Kühlrohrs an der Kühlplatte hat den Vorteil, dass mögliche Verzüge nach dem Befestigen des Kühlrohrs in einfacher Weise durch einen Richtprozess ausgeglichen werden können. Die Vorspannung der Halteklemmen verbessert den Wärmekontakt des Kühlrohrs und der Kühlplatte und macht ihn weitgehend unabhängig von Fertigungstoleranzen der Kühlplatte und des Kühlrohrs, da das Kühlrohr durch die Vorspannung an die Kühlplatte gepresst wird. Insbesondere müssen durch die Vorspannung keine hohen Anforderungen an die Ebenheit der an der Kühlplatte anliegenden planen Teiloberfläche des Kühlrohrs und der Kühlplatte gestellt werden.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung sind die Halteklemmen Abschnitte wellenförmiger Halteklemmleisten. Dadurch wird vorteilhaft die Bauteilanzahl gegenüber einer Ausgestaltung mit einzelnen Halteklemmen verringert und der Zusammenbau des Wärmetauschers erleichtert.
  • Die Außenoberflächen der Mäander des wenigstens einen Kühlrohrs sind bevorzugt auch an einer zu ihrer ersten Seite parallelen zweiten Seite plan ausgeführt. Insbesondere ist die Querschnittsfläche des wenigstens einen Kühlrohrs dazu bevorzugt in Form eines rechteckigen Rahmens ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist dabei eine an der ersten Oberfläche der Kühlplatte anliegende erste Kante des von der Querschnittsfläche des Kühlrohrs gebildeten rechteckigen Rahmens länger als eine dazu senkrechte zweite Kante des rechteckigen Rahmens.
  • Dadurch wird ein Kühlrohr mit einer großen Kanalbreite realisiert, wobei eine breitere Seite des Kühlkanals parallel zur Kühlplatte orientiert ist. Dies ermöglicht vorteilhaft einerseits eine niedrige Bauhöhe des Wärmetauschers und andererseits eine breite Kontaktfläche und somit einen guten Wärmeübergang zwischen dem Kühlrohr und der Kühlplatte.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ferner vor, dass das wenigstens eine Kühlrohr zwei Kühlrohrabschnitte mit jeweils einer Kühlmittelanschlussstelle zum Zu- oder Abführen von Kühlmittel aufweist, wobei das Kühlrohr in jedem Kühlrohrabschnitt mäanderartig von dessen Kühlmittelanschlussstelle zu einer Vereinigungsstelle der beiden Kühlrohrabschnitte verläuft. Dabei sind die beiden Kühlrohrabschnitte vorzugsweise zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet.
  • Dadurch liegen insbesondere die beiden Kühlmittelanschlussstellen auf derselben Seite des Kühlrohres und das Kühlmittel durchströmt zunächst einen ersten der beiden Kühlrohrabschnitte und danach entgegengesetzt den zweiten Kühlrohrabschnitt. Da sich das Kühlmittel bei Durchströmung des Kühlrohrs durch Aufnahme von Wärme aus der Kühlplatte allmählich erwärmt, nimmt die Temperatur des Kühlmittels entlang des Kühlrohrs zu. Dabei liegen infolge der entgegen gesetzten Strömungsrichtungen in den beiden Kühlrohrabschnitten die wärmeren Zonen des ersten Kühlrohrabschnittes neben den kälteren Zonen des zweiten Kühlrohrabschnittes und umgekehrt. Daraus resultiert entlang einer Längsachse der Kühlplatte eine räumlich nahezu konstante Durchschnittstemperatur und somit eine gleichmäßige Kühlung der Batteriezellen entlang des Zellenverbundes. Dies hat den Vorteil, dass die Batteriezellen gleichmäßig belastet werden, und erhöht somit den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Batterie.
  • Eine zweite Oberfläche der Kühlplatte ist bevorzugt mit den Batteriezellen der Batterie thermisch verbunden, insbesondere über Wärmeleitelemente wie Wärmeleitstäbe und/oder Wärmeleitplatten oder über eine auf der zweiten Oberfläche der Kühlplatte angeordnete Wärmeleitfolie.
  • Dadurch wird vorteilhaft ein guter Wärmeleitkontakt zwischen den Batteriezellen und dem Wärmetauscher hergestellt. Die Verwendung von Wärmeleitelementen oder einer Wärmeleitfolie ist vor allem für Batterien vorteilhaft, bei denen eine elektrische Spannung an den Zellgehäusen der Batteriezellen anliegt, da auf diese Weise die Batteriezellen von der Kühlplatte elektrisch isoliert werden können, indem elektrisch isolierende Wärmeleitelemente oder eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie verwendet werden.
  • Eine erfindungsgemäße Batterie ist insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ist.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Batterie mit mehreren Batteriezellen und einem Wärmetauscher in einer perspektivischen Darstellung,
  • 2 einen Wärmetauscher in einer perspektivischen Draufsicht,
  • 3 einen Wärmetauscher mit einem durch Halteklemmen befestigten Kühlrohr in einer perspektivischen Untersicht,
  • 4 einen Wärmetauscher mit einem durch Halteklemmen befestigten Kühlrohr in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
  • 5 einen Abschnitt eines Wärmetauschers mit einem durch Halteklemmen befestigten Kühlrohr in einer Schnittdarstellung mit vertikaler Schnittebene,
  • 6 einen Wärmetauscher mit einem durch Halteklemmleisten befestigten Kühlrohr in einer perspektivischen Untersicht, und
  • 7 einen Wärmetauscher mit einem durch Halteklemmleisten befestigten Kühlrohr in einer perspektivischen Explosionsdarstellung.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Batterie 1 mit mehreren Batteriezellen 2 und einem Wärmetauscher 3 in einer perspektivischen Darstellung. Der Wärmetauscher 3 weist eine Kühlplatte 3.3 und ein von einem Kühlmittel durchströmbares Kühlrohr 3.4 auf, das an einer unteren, ersten Oberfläche 3.1 der Kühlplatte 3.3 befestigt ist. Die Kühlplatte 3.3 und das Kühlrohr 3.4 sind bevorzugt aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Kupfer gebildet.
  • Die Batteriezellen 2 sind als im Wesentlichen rechteckige so genannte Rahmenflachzellen geringer Dicke ausgeführt. Sie sind planparallel hintereinander angeordnet und je nach Anwendung parallel oder/und seriell miteinander elektrisch verschaltbar. Jede Batteriezelle 2 weist einen fahnenartig aus ihrem Batteriegehäuse oben herausgeführten Polkontakt 2.1 auf, über den sie elektrisch kontaktierbar ist. Zum Zwecke der Klarheit der Darstellung sind nur einige Batteriezellen 2 dargestellt.
  • Das Kühlrohr 3.4 weist zwei Kühlmittelanschlussstellen 3.5, 3.6 zum Zu- und Abführen eines Kühlmittels auf. Über die Kühlmittelanschlussstellen 3.5, 3.6 ist das Kühlrohr 3.4 an einen nicht dargestellten Kühlmittelkreislauf anschließbar, über den von dem Kühlmittel aufgenommene Abwärme aus der Batterie abführbar ist.
  • Die Kühlplatte 3.3 ist unterhalb der Batteriezellen 2 angeordnet, wobei jede Batteriezelle 2 in thermischem Kontakt mit einer oberen, zweiten Oberfläche 3.2 der Kühlplatte 3.3 steht.
  • Dabei kann der thermische Kontakt der Batteriezellen 2 zu der zweiten Oberfläche 3.2 auf verschiedene Weisen hergestellt sein. Beispielsweise können die Bodenflächen der Batteriezellen 2 direkt an der zweiten Oberfläche 3.2 der Kühlplatte 3.3 anliegen. Alternativ oder zusätzlich können mit der Kühlplatte 3.3 thermisch verbundene Wärmeleitplatten zwischen den Batteriezellen 2 angeordnet sein, um Wärme aus den Batteriezellen 2 zu der Kühlplatte 3.3 zu leiten.
  • Wenn an den Batteriezellen 2 eine elektrische Spannung anliegt, ist allerdings ein direkter Kontakt der Batteriezellen 2 mit der Kühlplatte 3.3 zu vermeiden, da er die Gefahr eines Kurzschlusses der Batteriezellen 2 birgt. In diesen Fällen ist bevorzugt zwischen der zweiten Oberfläche 3.2 der Kühlplatte 3.3 und den Bodenflächen der Batteriezellen 2 ein elektrisch isolierendes und Wärme leitendes Medium, beispielsweise eine Wärmeleitfolie, angeordnet, oder die zweite Oberfläche 3.2 ist mit einer elektrisch isolierenden und Wärme leitenden Schicht versehen.
  • Alternativ können zwischen den Batteriezellen 2 beispielsweise elektrisch isolierende Wärmeleitplatten angeordnet sein, die an ihrem unteren Ende jeweils eine waagerechte, L-förmig abgewinkelte Fußfläche aufweisen, welche auf der zweiten Oberfläche 3.2 der Kühlplatte 3.3 aufliegt und somit eine Batteriezellen 2 von der Kühlplatte 3.3 elektrisch isoliert.
  • Alternative Ausführungen einer erfindungsgemäßen Batterie 1 können anders gestaltete Batteriezellen 2 aufweisen, beispielsweise Batteriezellen 2 mit einem runden oder wabenförmigen Querschnitt, zwischen denen Wärmeleitstäbe zur Ableitung von Wärme zur Kühlplatte 3.3 angeordnet sein können.
  • Im Folgenden werden mögliche Ausführungen des Wärmetauschers 3 beschrieben.
  • 2 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf einen Wärmetauscher 3.
  • Die 3 bis 5 zeigen verschiedene Darstellungen eines Wärmetauschers 3, bei dem das Kühlrohr 3.4 mit Halteklemmen 3.8 kraftschlüssig an der Kühlplatte 3.3 befestigt ist. Dabei zeigen 3 eine perspektivische Untersicht und 4 eine Explosionsdarstellung des Wärmetauschers 3 und 5 einen Abschnitt des Wärmetauschers 3 in einer Schnittdarstellung mit vertikaler Schnittebene.
  • Das Kühlrohr 3.4 weist zwei Kühlrohrabschnitte 3.4.1, 3.4.2 mit jeweils einer Kühlmittelanschlussstelle 3.5, 3.6 auf. In jedem Kühlrohrabschnitt 3.4.1, 3.4.2 verläuft das Kühlrohr 3.4 mäanderartig von der jeweiligen Kühlmittelanschlussstelle 3.5, 3.6 zu einer Vereinigungsstelle 3.9 der beiden Kühlrohrabschnitte 3.4.1, 3.4.2. Dabei sind die beiden Kühlrohrabschnitte 3.4.1, 3.4.2 zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet. Die Mäander des Kühlrohrs liegen mit einer plan ausgebildeten ersten Seite 3.7 ihrer Außenoberfläche an einer ersten Oberfläche 3.1 der Kühlplatte 3.3 an.
  • Die Querschnittsfläche des Kühlrohrs 3.4 ist in Form eines rechteckigen Rahmens ausgebildet. Dabei ist eine an der ersten Oberfläche 3.1 der Kühlplatte 3.3 anliegende erste Kante des von der Querschnittsfläche des Kühlrohrs 3.3 gebildeten rechteckigen Rahmens länger als eine dazu senkrechte zweite Kante.
  • Die Halteklemmen 3.8 umfassen jeweils einen Teil eines Umfanges des Kühlrohrs 3.4 und sind jeweils an einem ersten Ende 3.8.1 und an einem zweiten Ende 3.8.2 stoffschlüssig durch Punktschweißen an der ersten Oberfläche 3.1 der Kühlplatte 3.3 befestigt. Dabei sind die Halteklemmen 3.8 durch das Punktschweißen an die Kühlplatte 3.3 vorgespannt, so dass sie das Kühlrohr 3.4 an die Kühlplatte 3.3 pressen.
  • Die 6 und 7 zeigen jeweils eine perspektivische Untersicht und eine Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wärmetauschers 3. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Kühlrohr 3.4 mit Halteklemmleisten 3.10 statt mit Halteklemmen 3.8 kraftschlüssig an der Kühlplatte 3.3 befestigt ist.
  • Die Halteklemmleisten 3.10 sind wellenförmig wie eine Hintereinanderreihung einzelner Halteklemmen 3.8 ausgebildet. Dabei entsprechen den Enden 3.8.1, 3.8.2 der Halteklemmen 3.8 Wellentäler 3.10.1 der Halteklemmleisten 3.10. Die Wellentäler 3.10.1 sind stoffschlüssig durch Punktschweißen mit der ersten Oberfläche 3.1 der Kühlplatte 3.3 verbunden. Jeweils zwischen zwei benachbarten Wellentälern 3.10.2 liegt ein Wellenberg 3.10.2 einer Halteklemmleiste 3.10. Dieser umschließt jeweils einen Teil eines Umfanges des Kühlrohrs 3.4 und presst das Kühlrohr 3.4 durch eine beim Punktschweißen erzeugte Vorspannung gegen die Kühlplatte 3.3.
    • 1
    Batterie
    2
    Batteriezelle
    2.1
    Polkontakt
    3
    Wärmetauscher
    3.1
    erste Oberfläche einer Kühlplatte
    3.2
    zweite Oberfläche einer Kühlplatte
    3.3
    Kühlplatte
    3.4
    Kühlrohr
    3.4.1
    erster Kühlrohrabschnitt
    3.4.2
    zweiter Kühlrohrabschnitt
    3.5
    erste Kühlmittelanschlussstelle
    3.6
    zweite Kühlmittelanschlussstelle
    3.7
    erste Seite einer Außenoberfläche
    3.8
    Halteklemme
    3.8.1
    erstes Ende einer Halteklemme
    3.8.2
    zweites Ende einer Halteklemme
    3.9
    Vereinigungsstelle
    3.10
    Halteklemmleiste
    3.10.1
    Wellental einer Halteklemmleiste
    3.10.2
    Wellenberg einer Halteklemmleiste
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4013269 A1 [0013]
    • - DE 4333613 A1 [0014, 0014]

Claims (22)

  1. Batterie (1) mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verschalteten Batteriezellen (2) und einer Kühlvorrichtung zum Temperieren der Batteriezellen (2), wobei die Kühlvorrichtung einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Wärmetauscher (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) eine Kühlplatte (3.3) und wenigstens ein mäanderartig geformtes und von dem Kühlmittel durchströmbares Kühlrohr (3.4) aufweist, wobei die Mäander des Kühlrohrs (3.4) jeweils mit einer plan ausgebildeten ersten Seite (3.7) ihrer Außenoberfläche an einer ersten Oberfläche (3.1) der Kühlplatte (3.3) anliegen.
  2. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (3.3) aus Metall gebildet ist.
  3. Batterie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (3.3) aus Aluminium oder Kupfer gebildet ist.
  4. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlrohr (3.4) aus Metall gebildet ist.
  5. Batterie (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlrohr (3.4) aus Aluminium oder Kupfer gebildet ist.
  6. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlrohr (3.4) an der Kühlplatte (3.3) befestigt ist.
  7. Batterie (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlrohr (3.4) mit Halteklemmen (3.8) kraftschlüssig an der Kühlplatte (3.3) befestigt ist, indem jede Halteklemme (3.8) einen Teil eines Umfanges des Kühlrohrs (3.4) umfasst und an einem ersten Ende (3.8.1) und einem zweiten Ende (3.8.2) an der Kühlplatte (3.3) befestigt ist.
  8. Batterie (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (3.8.1, 3.8.2) jeder Halteklemme (3.8) stoffschlüssig mit der ersten Oberfläche (3.1) der Kühlplatte (3.3) verbunden sind.
  9. Batterie (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (3.8.1, 3.8.2) jeder Halteklemme (3.8) durch Punktschweißen mit der ersten Oberfläche (3.1) der Kühlplatte (3.3) verbunden sind.
  10. Batterie (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklemmen (3.8) durch die Befestigung an der Kühlplatte (3.3) vorgespannt sind.
  11. Batterie (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Halteklemme (3.8) ein Abschnitt einer wellenförmigen Halteklemmleiste (3.10) ist.
  12. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberflächen der Mäander des wenigstens einen Kühlrohrs (3.4) an einer zu ihrer ersten Seite (3.7) parallelen zweiten Seite plan ausgeführt sind.
  13. Batterie (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche des wenigstens einen Kühlrohrs (3.4) die Form eines rechteckigen Rahmens hat.
  14. Batterie (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der ersten Oberfläche (3.1) der Kühlplatte (3.3) anliegende erste Kante des von der Querschnittsfläche des Kühlrohrs (3.4) gebildeten rechteckigen Rahmens länger als eine dazu senkrechte zweite Kante des rechteckigen Rahmens ist.
  15. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlrohr (3.4) zwei Kühlrohrabschnitte (3.4.1, 3.4.2) mit jeweils einer Kühlmittelanschlussstelle (3.5, 3.6) zum Zu- oder Abführen von Kühlmittel aufweist, wobei das Kühlrohr (3.4) in jedem Kühlrohrabschnitt (3.4.1, 3.4.2) mäanderartig von dessen Kühlmittelanschlussstelle (3.5, 3.6) zu einer Vereinigungsstelle (3.9) der beiden Kühlrohrabschnitte (3.4.1, 3.4.2) verläuft.
  16. Batterie (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kühlrohrabschnitte (3.4.1, 3.4.2) zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet sind.
  17. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu der ersten Oberfläche (3.1) parallele zweite Oberfläche (3.2) der Kühlplatte (3.3) mit den Batteriezellen (2) thermisch verbunden ist.
  18. Batterie (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberfläche (3.2) der Kühlplatte (3.3) über Wärmeleitelemente mit den Batteriezellen (2) thermisch verbunden ist.
  19. Batterie (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitelemente Wärmeleitstäbe sind.
  20. Batterie (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitelemente Wärmeleitplatten sind.
  21. Batterie (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberfläche (3.2) der Kühlplatte (3.3) über eine auf ihr angeordnete Wärmeleitfolie mit den Batteriezellen (2) thermisch verbunden ist.
  22. Verwendung einer Batterie (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ist.
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