DE102008059967B4 - Battery and method for producing a battery with a arranged in a battery housing heat conducting - Google Patents

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Abstract

Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte (1) zum Temperieren der Batterie, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (7) aufweist, welche Einzelzellen (7) mit der Wärmeleitplatte (1) Wärme leitend verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte (1) aus zumindest einer als verlorene Form dienenden Bodenplatte (4), einem in die Bodenplatte gegossenen Gussteil aus einem Wärme leitenden Werkstoff (11) und einer von dem Werkstoff vollständig umschlossenen Kühlschlange (6) aus einem Wärme leitenden Werkstoff gebildet ist, wobei die Kühlschlange (6) eine Kanalstruktur ausbildet, die von einem Wärmeleitmedium durchströmbar ist, und die Bodenplatte (4) jeweils an allen ihrer Außenkanten und Kanten von Aussparungen (3) innerhalb der Bodenplatte (4) mit jeweils einem umlaufenden Formrand (5) versehen ist, dessen Höhe der Höhe der Wärmeleitplatte (1) entspricht.Battery with a arranged in a battery housing heat conducting plate (1) for controlling the temperature of the battery, the battery having a plurality of parallel and / or serially interconnected single cells (7), which single cells (7) to the heat conducting plate (1) are heat conductively connected, wherein the heat-conducting plate (1) is formed of at least one base plate (4) cast as a lost mold, a casting made of a heat-conducting material (11) and a cooling coil (6) completely enclosed by the material made of a heat-conducting material, wherein the cooling coil (6) forms a channel structure, which can be traversed by a heat conducting medium, and the bottom plate (4) at each of its outer edges and edges of recesses (3) within the bottom plate (4) each provided with a peripheral mold edge (5) is, whose height corresponds to the height of the heat conducting plate (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterie gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte gemäß Anspruch 14.The invention relates to a battery according to claim 1 and to a method for producing a battery having a heat conducting plate arranged in a battery housing according to claim 14.
  • Hochvoltbatterien für Fahrzeuganwendungen bestehen aus vielen in Reihe und/oder parallel geschalteten Einzelzellen. Die Einzelzellen, z. B. Lithium-Ionen-Zellen, müssen gekühlt werden, um eine entstehende Verlustwärme abzuführen.High-voltage batteries for vehicle applications consist of many single and / or parallel single cells. The single cells, z. As lithium-ion cells, must be cooled to dissipate any heat loss.
  • Bekannt ist eine indirekte Kühlung durch eine Kühlflüssigkeit, z. B. verdampfendes Klimamittel R134a/CO2 als direkt oder über einen Chiller durch eine Klimaanlage temperierte Kühlflüssigkeit, oder eine direkte Kühlung mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Einzelzellen geleitet wird.An indirect cooling by a cooling liquid, for. B. evaporating refrigerant R134a / CO 2 as directly or via a chiller tempered by an air conditioner cooling liquid, or a direct cooling means of pre-cooled air, which is passed between the individual cells.
  • Bei einer Flüssigkeitskühlung, die aus Bauraumgründen vorzugsweise angewendet wird, ist an einem Zellenverbund eine von Kühlflüssigkeit durchströmte Wärmeleitplatte angeordnet.In the case of liquid cooling, which is preferably used for reasons of space, a heat-conducting plate through which cooling liquid flows is arranged on a cell assembly.
  • Von der Einzelzelle zur Wärmeleitplatte wird die Verlustwärme entweder über separate Kühlstäbe oder -bleche oder über entsprechend aufgedickte Zellgehäusewände der Einzelzellen geleitet.From the single cell to the heat conduction plate, the heat loss is conducted either via separate cooling rods or plates or through appropriately thickened cell housing walls of the individual cells.
  • Liegt an den Zellgehäusen eine Spannung an, dann ist zur Verhinderung von Kurzschlüssen eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie bzw. Vergußmasse zwischen den Einzelzellen und der Wärmeleitplatte angeordnet.If a voltage is applied to the cell housings, an electrically insulating heat-conducting foil or potting compound is arranged between the individual cells and the heat-conducting plate in order to prevent short circuits.
  • Üblicherweise sind die Wärmeleitplatten aus zwei Aluminiumplatten aufgebaut. In eine untere Platte ist ein Kühlkanal durch Fräsung eingebracht. Eine obere Platte schließt den Kühlkanal ab. Beide Platten werden miteinander verlötet. Dazu ist die obere Platte lotplattiert. Da das Lot nur geringe Spaltgrößen überbrücken kann, muss die Ebenheit beider Platten sehr hoch sein. Dies erfordert eine mechanische Nacharbeit der unteren Platte nach dem Einbringen des Kühlkanals durch Schleifen oder Überfräsen. Der Lötprozess ist sehr zeitaufwendig. Für das Hochheizen und Abkühlen sind mehrere Stunden erforderlich. Da geringste Unebenheiten, Verschmutzungen oder Fettspuren zu Ausschuss führen, ist eine aufwendige Dichtigkeitskontrolle erforderlich. Die Lötnaht ist zudem sehr spröde, so dass die Wärmeleitplatte keinen starken mechanischen Belastungen ausgesetzt werden kann.Usually, the heat conducting plates are constructed from two aluminum plates. In a lower plate, a cooling channel is introduced by milling. An upper plate closes off the cooling channel. Both plates are soldered together. For this, the top plate is solder plated. Since the solder can bridge only small gap sizes, the flatness of both plates must be very high. This requires a mechanical rework of the lower plate after the introduction of the cooling channel by grinding or over-milling. The soldering process is very time consuming. For heating and cooling several hours are required. Since the slightest bumps, dirt or traces of grease lead to rejects, a complex tightness control is required. The solder seam is also very brittle, so that the heat conduction can not be exposed to strong mechanical stress.
  • Weiterhin ist die Herstellung und Applizierung eines Kühlmittelanschlusses sehr aufwendig, da derzeit ein separater, vorher aufwendig bearbeiteter Aluminiumblock aufgelötet wird.Furthermore, the production and application of a coolant connection is very expensive, since currently a separate, previously elaborately machined aluminum block is soldered.
  • Durch die massiven Platten entsteht eine unnötig schwere Wärmeleitplatte.The massive plates create an unnecessarily heavy heat conduction plate.
  • Zur Senkung der Kosten kann es ferner sinnvoll sein, eine Röhrchenkühlplatte einzusetzen. Hierbei wird ein Wärmeleitmedium in einem schleifenförmig gebogenen Rohr geführt, welches flächig auf einer Platte befestigt wird.To reduce costs, it may also be useful to use a tube cooling plate. Here, a heat-conducting medium is guided in a loop-shaped bent tube, which is fastened flat on a plate.
  • Aus der DE 10 2007 010 743 A1 ist es bekannt, das Kühlrohr in Metallguss, z. B. Aluminium, einzugießen. Zwar ist hier der Wärmeübergang optimal, aber die Herstellung muss im kosten- und zeitaufwendigen Sand- oder Kokillengussverfahren erfolgen. Die bei kopfgekühlten Zellen erforderlichen Durchbrüche bzw. Aussparungen in der Wärmeleitplatte müssen aus Genauigkeitsgründen aufwendig nachbearbeitet werden.From the DE 10 2007 010 743 A1 it is known that the cooling tube in metal casting, z. B. aluminum, pour. Although the heat transfer is optimal here, but the production must be done in a costly and time-consuming sand or Kokillengussverfahren. The openings or recesses in the heat-conducting plate required for head-cooled cells must be reworked for reasons of precision.
  • Die DE 10 2006 059 989 A1 betrifft eine Anordnung zur Kühlung einer aus mehreren Einzelzellen bestehenden Batterie, wobei die Einzelzellen zur Batterie zusammenmontiert sind, wobei die Einzelzellen von zylindrischer Bauart sind, wobei die Einzelzellen so zu der Batterie zusammenmontiert sind, dass die Rotationsachsen der Einzelzellen parallel zueinander orientiert sind, wobei die Einzelzellen nebeneinander in dichtester Packung angeordnet sind, wobei zu den Einzelzellen eine Grundplatte vorhanden ist, wobei die Einzelzellen senkrecht auf der Grundplatte stehen, wobei die Einzelzellen in thermischem Kontakt mit der Grundplatte stehen, wobei die thermische Kontaktierung der Einzelzellen zu der Grundplatte über Kühlelemente erfolgt, die in den Zwickeln der dichtesten Packung der Einzelzellen angeordnet sind, wobei die Kühlelemente eine trigonale symmetrische Außenkontur aufweisen und die Einzelzellen auf den zylindrischen Außenseiten thermisch kontaktieren und wobei die Grundplatte mittels eines strömenden Kühlmediums gekühlt wird.The DE 10 2006 059 989 A1 relates to an arrangement for cooling a battery composed of a plurality of individual cells, wherein the individual cells are assembled to the battery, wherein the single cells are of cylindrical design, wherein the individual cells are assembled to the battery, that the axes of rotation of the single cells are oriented parallel to each other, wherein the Single cells are arranged side by side in close packing, wherein the individual cells, a base plate is present, wherein the individual cells are perpendicular to the base plate, wherein the individual cells are in thermal contact with the base plate, wherein the thermal contacting of the individual cells to the base plate via cooling elements, which are arranged in the interstices of the densest packing of the individual cells, wherein the cooling elements have a trigonal symmetrical outer contour and thermally contact the individual cells on the cylindrical outer sides and wherein the base plate by means of a flowing Cooling medium is cooled.
  • Die DE 10 2007 010 751 A1 betrifft eine Batterie mit einem Gehäuse, das einen Boden und eine Seitenwand und einem in dem Gehäuse angeordneten Zellverbund von Zellen umfasst, wobei zwischen einzelnen Zellen Wärmeleitstäbe angeordnet sind. Der Zellverbund wird durch eine Vergussmasse in dem Gehäuse befestigt, wobei die Vergussmasse ferner die Wärmeleitstäbe umschließt und als Gehäuse ein mantelartiges Gehäuseblech als verlorene Form dient.The DE 10 2007 010 751 A1 relates to a battery having a housing, which comprises a bottom and a side wall and a cell assembly of cells arranged in the housing, heat conduction rods being arranged between individual cells. The cell assembly is secured by a potting compound in the housing, wherein the potting compound further enclosing the heat conduction and serves as a casing shell-like housing plate as a lost form.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten gegossenen Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie anzugeben. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer solchen Batterie anzugeben.The invention has for its object to provide an improved battery with a arranged in a battery housing cast heat conduction plate for controlling the temperature of the battery. Moreover, it is an object of the invention to provide a simple method for producing such a battery.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Batterie gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst. The object is achieved with a battery having the features specified in claim 1. With regard to the method, the object is achieved by the features of claim 14.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • Die Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie weist mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen auf, sowie eine in der Wärmeleitplatte angeordnete und für ein Wärmeleitmedium durchströmbare Kanalstruktur, wobei die Einzelzellen mit der Wärmeleitplatte Wärme leitend verbunden sind und die Wärmeleitplatte herausführende Kühlkanalanschlüsse für die Kanalstruktur aufweist. Die Batterie zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Wärmeleitplatte zumindest aus einer mit einem umlaufenden Formrand versehenen, separaten Bodenplatte gebildet ist, in welche eine Kühlschlange eingebracht und vergossen ist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Einzelzellen zu kühlen und eine entstehende Verlustwärme abzuleiten und somit eine Erhöhung eines elektrischen Widerstandes in den Einzelzellen zumindest zu begrenzen oder zu vermeiden.The battery with a arranged in a battery housing heat conduction plate for temperature control of the battery has a plurality of parallel and / or serially interconnected individual cells, as well as arranged in the heat conduction and flowable through a Wärmeleitmedium channel structure, the individual cells are thermally conductively connected to the heat conduction and the Heat conducting plate has leading cooling channel connections for the channel structure. According to the invention, the battery is characterized in that the heat-conducting plate is formed at least from a separate bottom plate provided with a circumferential edge of the mold into which a cooling coil is inserted and cast. As a result, it is advantageously possible to cool the individual cells and to dissipate any resulting heat loss and thus at least limit or avoid an increase in electrical resistance in the individual cells.
  • Die Bodenplatte ist jeweils an allen Kanten, insbesondere den Außenkanten und den Kanten eventueller Aussparungen innerhalb der Bodenplatte mit einem Formrand versehen. Der Formrand ist als ein von der Bodenplatte abgewinkelter Bereich ausgebildet und weitgehend in einem rechten Winkel zur Bodenplatte angeordnet. Definitionsgemäß ist eine Kante eine durch zwei aneinander stoßende Flächen gebildete Linie. Der Formrand an der Bodenplatte führt zu einer schalenartigen Form selbiger, in die auch die Aussparungen für die Polkontakte der Einzelzellen vor dem Gießen eingebracht werden können. Dies verringert den Fertigungsaufwand und senkt die Produktionskosten in besonders vorteilhafter Weise, da die Aussparungen nicht nachträglich in die fertige Wärmeleitplatte eingebracht werden müssen.The bottom plate is provided in each case at all edges, in particular the outer edges and the edges of any recesses within the bottom plate with a mold edge. The mold edge is formed as an angled portion of the bottom plate and arranged substantially at a right angle to the bottom plate. By definition, an edge is a line formed by two abutting surfaces. The mold edge on the bottom plate leads to a shell-like shape selbiger, in which the recesses for the pole contacts of the individual cells can be introduced before pouring. This reduces the production cost and lowers the production costs in a particularly advantageous manner, since the recesses must not be subsequently introduced into the finished heat conducting plate.
  • Die Kante zwischen Bodenplatte und Formrand ist verrundet. Diese Formgebung unterstützt vorteilhafterweise ein gleichmäßiges Ausbreiten eines Gußwerkstoffes.The edge between the bottom plate and the edge of the mold is rounded. This shaping advantageously supports a uniform spreading of a cast material.
  • Die Höhe des Formrandes bestimmt die Höhe der fertigen Wärmeleitplatte. Dies resultiert aus der Verwendung der Bodenplatte mit dem Formrand als verlorene Form während eines Herstellungsprozesses der Wärmeleitplatte.The height of the mold edge determines the height of the finished heat conduction plate. This results from the use of the bottom plate with the mold edge as a lost mold during a manufacturing process of the heat conduction.
  • Die Bodenplatte mit Formrand wird vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellt, daher ist der Formrand weitgehend in einem rechten Winkel zur restlichen Bodenplatte angeordnet In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Kühlschlange mit einem mäanderförmigen Verlauf in die Wärmeleitplatte eingebracht, da durch diesen Verlauf eine größtmögliche Kühlwirkung erreicht werden kann, auch wenn die Bodenplatte bzw. die Wärmeleitplatte mit Aussparungen für die Polkontakte der Einzelzellen versehen ist.The bottom plate with the edge of the mold is preferably produced by thermoforming, therefore, the mold edge is largely arranged at a right angle to the rest of the bottom plate in an advantageous embodiment, the cooling coil is introduced with a meandering course in the heat conducting, since this course a maximum cooling effect can be achieved even if the bottom plate or the heat conducting plate is provided with recesses for the pole contacts of the individual cells.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Kühlschlange in der Wärmeleitplatte vergossen und vollständig von einem Gußwerkstoff umschlossen, dies ermöglicht eine größtmögliche Wärmeübergangsfläche und unterstützt zweckmäßigerweise die Kühlung. Außerdem verleiht diese Bauform der Wärmeleitplatte große mechanische Stabilität.In a particularly advantageous embodiment, the cooling coil is potted in the heat conducting plate and completely enclosed by a casting material, this allows a maximum heat transfer surface and conveniently supports the cooling. In addition, this design gives the heat conduction plate great mechanical stability.
  • Der Wärme leitende Werkstoff der Kühlschlange ist vorzugsweise undurchlässig gegenüber dem Wärmeleitmedium.The heat conductive material of the cooling coil is preferably impermeable to the heat transfer medium.
  • Die Kühlschlange mündet in Kühlkanalanschlüssen im Bereich des Randes der Wärmeleitplatte, um sie mit einem Kühlmedium, beispielsweise einem Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage, beaufschlagen zu können, so dass eine weitere Verbesserung der Effektivität der Kühlung der Einzelzellen und/oder weiterer zu kühlender Komponenten der Batterie erreicht wird.The cooling coil opens into cooling duct connections in the region of the edge of the heat conduction plate in order to be able to apply a cooling medium, for example a refrigerant of a vehicle air conditioning system, so that a further improvement in the effectiveness of cooling the individual cells and / or other components of the battery to be cooled is achieved ,
  • Die Wärmeleitplatte besteht aus einem Gussteil und ist aus einem Wärme leitenden, vorzugsweise metallischen Werkstoff ausgebildet. Diese Ausführungsform verleiht der Wärmeleitplatte große mechanische Stabilität.The heat conducting plate consists of a casting and is made of a heat-conducting, preferably metallic material. This embodiment imparts great mechanical stability to the heat conduction plate.
  • Die Einzelzellen sind vorzugsweise mit der Polseite zur Wärmeleitplatte hin angeordnet, vorteilhafterweise weist die Wärmeleitplatte deshalb im Bereich der Polkontakte der Einzelzellen Aussparungen auf und die Polkontakte der Einzelzellen ragen durch die Aussparungen hindurch.The individual cells are preferably arranged with the pole side toward the heat-conducting plate, advantageously the heat-conducting plate therefore has recesses in the region of the pole contacts of the individual cells and the pole contacts of the individual cells protrude through the recesses.
  • Die Einzelzellen sind direkt oder indirekt formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Wärmeleitplatte befestigt. Dabei stehen die Einzelzellen in direktem Kontakt mit der Wärmleitplatte, so dass ohne zusätzliche Bauelemente eine effektive, einfach und somit kostengünstig herstellbare Kühlung realisierbar ist.The individual cells are attached directly or indirectly positively and / or non-positively to the heat conducting plate. The individual cells are in direct contact with the Wärmleitplatte, so that an effective, simple and thus inexpensive to produce cooling can be realized without additional components.
  • Die Einzelzellen und die Wärmeleitplatte sind thermisch miteinander gekoppelt und elektrisch voneinander isoliert, so werden elektrische Kurzschlüsse vermieden und eine Effektivität der Kühlung der Einzelzellen und/oder weiterer zu kühlender Komponenten der Batterie wird erhöht.The single cells and the heat conducting plate are thermally coupled together and electrically isolated from each other, so electrical short circuits are avoided and an effectiveness of the cooling of the individual cells and / or other components of the battery to be cooled is increased.
  • Das Batteriegehäuse ist mit weiteren Aussparungen versehen, durch welche elektrische Anschlusselemente und/oder Anschlusselemente der Wärmeleitplatte, insbesondere ein Hochvolt-Stecker und/oder Kühlkanalanschlüsse, nach außen ragen. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Batterie in einfacher Art und Weise elektrisch und/oder mit einem Kühlkreislauf zu verbinden. The battery housing is provided with further recesses through which electrical connection elements and / or connection elements of the heat-conducting plate, in particular a high-voltage plug and / or cooling channel connections, protrude outward. This makes it possible to connect the battery in a simple manner electrically and / or with a cooling circuit.
  • Die Batterie ist als eine Fahrzeugbatterie, insbesondere für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, einsetzbar. Die bevorzugte Verwendung erfindungsgemäßer Batterien, insbesondere in Form von Li-Ionen-Batterien oder NiMH-Batterien, erfolgt vorzugsweise zum zumindest teilweisen Antrieb eines Kraftfahrzeugs zur Personenbeförderung.The battery can be used as a vehicle battery, in particular for a vehicle with hybrid drive or a fuel cell powered vehicle. The preferred use of batteries according to the invention, in particular in the form of Li-ion batteries or NiMH batteries, is preferably carried out for the at least partial drive of a motor vehicle for transporting persons.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Wärmeleitplatte einer Batterie, die mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen und eine in der Wärmeleitplatte angeordneten und für ein Wärmeleitmedium durchströmbare Kanalstruktur sowie aus der Wärmeleitplatte herausführende Kühlkanalanschlüsse für die Kanalstruktur aufweist, wobei die Einzelzellen mit der Wärmeleitplatte Wärme leitend verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte zumindest aus einer mit einem umlaufenden Formrand versehenen Bodenplatte gebildet ist, in welche eine Kühlschlange eingebracht und vergossen ist.The inventive method for producing a heat conducting plate of a battery having a plurality of parallel and / or serially interconnected individual cells and arranged in the heat conducting plate and durchströmmöglich for a heat conduction channel channel structure and out of the heat conducting plate cooling channel connections for the channel structure, wherein the individual cells with the heat conducting plate heat are conductively connected, is characterized in that the heat conducting plate is formed at least from a provided with a peripheral mold edge bottom plate, in which a cooling coil is inserted and encapsulated.
  • Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar. Im Übrigen wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.Further useful embodiments of the invention can be taken from the respective subclaims. Moreover, the invention will be explained in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings.
  • Dabei zeigen:Showing:
  • 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer gegossenen Wärmeleitplatte für kopfgekühlte Rundzellen einer erfindungsgemäßen Batterie mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen und Aussparungen für die Polkontakte der Einzelzellen, 1 1 schematically a perspective view of a cast heat conducting plate for head-cooled round cells of a battery according to the invention with extended cooling channel connections and recesses for the pole contacts of the individual cells,
  • 2 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Bodenplatte für kopfgekühlte Rundzellen mit Formrand und Aussparungen und einer mit einem mäanderförmigen Verlauf eingebrachten Kühlschlange mit Kühlkanalanschlüssen vor dem Gießprozess, 2 1 is a perspective view of a bottom plate for head-cooled round cells with a shaped edge and recesses and a cooling coil with cooling channel connections introduced before the casting process, with a meandering course;
  • 3 schematisch eine Explosionsdarstellung von einer Bodenplatte für kopfgekühlte Rundzellen mit Formrand und Aussparungen und einer mit einem mäanderförmigen Verlauf versehenen Kühlschlange mit Kühlkanalanschlüssen vor dem Gießprozess, 3 3 is an exploded view of a bottom plate for head-cooled round cells with a shaped edge and recesses and a cooling coil provided with a meandering profile with cooling channel connections before the casting process;
  • 4 schematisch eine perspektivische Ansicht einer gegossenen Wärmeleitplatte für kopfgekühlte Rundzellen mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen und eines daran montierten aus mehreren Einzelzellen gebildeten Zellenverbundes, 4 1 is a schematic perspective view of a cast heat conducting plate for head-cooled round cells with outgoing cooling channel connections and a cell assembly made up of a plurality of individual cells mounted thereon,
  • 5 schematisch eine Explosionsdarstellung einer gegossenen Wärmeleitplatte für kopfgekühlte Rundzellen mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen, eines wärmeleitfähigen und elektrisch isolierenden Formkörpers und eines Zellenverbundes, 5 3 is an exploded view of a cast heat conducting plate for head-cooled round cells with outgoing cooling channel connections, a thermally conductive and electrically insulating shaped body and a cell composite,
  • 6 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Oberseite einer Wärmeleitplatte für kopfgekühlte Rundzellen einer erfindungsgemäßen Batterie mit daran mittels einer Zellverbinderplatine montierten Einzelzellen, 6 1 is a schematic perspective view of an upper side of a heat-conducting plate for head-cooled round cells of a battery according to the invention with individual cells mounted thereon by means of a cell connector board,
  • 7 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Bodenplatte für Flachzellen mit Formrand und einer mit einem mäanderförmigen Verlauf eingebrachten Kühlschlange mit Kühlkanalanschlüssen vor dem Gießprozess, 7 1 is a perspective view of a bottom plate for flat cells with a shape edge and a cooling coil with cooling channel connections introduced before the casting process, with a meandering course;
  • 8 schematisch eine Explosionsdarstellung von einer Bodenplatte für Flachzellen mit Formrand und einer mit einem mäanderförmigen Verlauf versehenen Kühlschlange mit Kühlkanalanschlüssen vor dem Gießprozess, 8th 3 is an exploded view of a bottom plate for flat cells with a mold edge and a cooling coil provided with a meandering profile with cooling channel connections before the casting process;
  • 9 schematisch eine Schnittdarstellung einer Wärmeleitplatte für Flachzellen mit Formrand, Kühlschlange und Gußwerkstoff, 9 1 is a schematic sectional view of a heat conducting plate for flat cells with a shaped edge, a cooling coil and a cast material,
  • 10 schematisch eine Explosionsdarstellung einer gegossenen Wärmeleitplatte für Flachzellen mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen, einer Wärmeleitfolie und eines Zellenverbundes, und 10 schematically an exploded view of a cast heat conducting plate for flat cells with led out cooling channel connections, a heat conducting foil and a cell composite, and
  • 11 schematisch eine perspektivische Ansicht einer gegossenen Wärmeleitplatte für Flachzellen mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen einer erfindungsgemäßen Batterie und eines daran montierten aus mehreren Einzelzellen gebildeten Zellenverbundes. 11 schematically a perspective view of a cast heat conduction plate for flat cells with led out cooling channel connections of a battery according to the invention and of a multi-cell cell assembly formed thereon.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
  • 1 zeigt eine fertig gegossene Wärmeleitplatte 1 für insbesondere als kopfgekühlte Rundzellen ausgebildete Einzelzellen 7 einer erfindungsgemäßen Batterie mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen 2 und Aussparungen 3 für Polkontakte P von Einzelzellen 7, die in 4 bis 6 dargestellt werden. 1 shows a finished cast Wärmeleitplatte 1 for particular designed as a head-cooled round cells single cells 7 a battery according to the invention with led out cooling channel connections 2 and recesses 3 for pole contacts P of single cells 7 , in the 4 to 6 being represented.
  • 2 zeigt eine Bodenplatte 4 mit einem Formrand 5 und Aussparungen 3 für als kopfgekühlte Rundzellen ausgebildete Einzelzellen 7 und einer mit einem mäanderförmigen Verlauf eingebrachten Kühlschlange 6 mit Kühlkanalanschlüssen 2 für eine Wärmeleitplatte 1 vor dem Gießprozess. Hierbei sind an der Kühlschlange 6 anordenbare Metallaschen nicht dargestellt, welche die Kühlschlange 6 an der Bodenplatte 4 fixieren und ein eventuelles Aufschwimmen während des Gießvorganges verhindern. 2 shows a bottom plate 4 with a shape edge 5 and recesses 3 for single cells designed as head-cooled round cells 7 and one with a meandering course introduced cooling coil 6 with cooling channel connections 2 for a heat conduction plate 1 before the casting process. Here are the cooling coil 6 Anordenbare metal pockets not shown, which is the cooling coil 6 at the bottom plate 4 fix and prevent any floating during the casting process.
  • 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der Bodenplatte 4 und der Kühlschlange 6 gemäß 2. Dabei ist die Kühlschlange 6 als ein separates, vorgefertigtes Bauteil, insbesondere Formteil, mit in einer Ebene mäanderförmigem Verlauf und endseitig aus der fertigen Wärmeleitplatte 1 herausragenden Kühlkanalanschlüssen 2 ausgeführt. Der Verlauf der Kühlschlange 6 ist von der Anordnung der Aussparungen 3 für die Einzelzellen 7 bestimmt. Dabei sind mehrere Einzelzellen 7 parallel nebeneinander in einer Reihe und mehrere Reihen von Einzelzellen 7 parallel nebeneinander und um mindestens eine halbe Aussparungslänge versetzt zueinander angeordnet. Die Kühlschlange 6 wird dabei derart geformt, dass diese um die Reihen von Aussparungen 3 für die Einzelzellen 7 verläuft. 3 shows an exploded view of the bottom plate 4 and the cooling coil 6 according to 2 , Here is the cooling coil 6 as a separate, prefabricated component, in particular molded part, with meandering in a plane course and end of the finished heat conduction 1 outstanding cooling duct connections 2 executed. The course of the cooling coil 6 is from the arrangement of the recesses 3 for the single cells 7 certainly. There are several single cells 7 parallel next to each other in a row and several rows of single cells 7 parallel to each other and offset by at least half a recess length offset from one another. The cooling coil 6 is thereby formed so that these around the rows of recesses 3 for the single cells 7 runs.
  • 4 zeigt die fertig gegossene Wärmeleitplatte 1 für als Rundzellen ausgebildete Einzelzellen 7 mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen 2 und einen daran montierten aus mehreren Einzelzellen 7 gebildeten Zellenverbund Z. 4 shows the finished cast Wärmeleitplatte 1 for trained as round cells single cells 7 with lead out cooling channel connections 2 and one mounted on it from several single cells 7 formed cell network Z.
  • 5 zeigt eine Explosionsdarstellung einer gegossenen Wärmeleitplatte 1 gemäß 4 und des Zellenverbunds Z sowie eines zwischen Wärmeleitplatte 1 und Zellenverbund Z angeordneten wärmeleitfähigen und elektrisch isolierenden Formkörper 8. 5 shows an exploded view of a cast Wärmeleitplatte 1 according to 4 and the cell assembly Z and one between Wärmeleitplatte 1 and cell assembly Z arranged thermally conductive and electrically insulating molded body 8th ,
  • 6 zeigt die Ansicht einer Oberseite einer Wärmeleitplatte 1 mit an der Wärmeleitplatte 1 mittels einer Zellverbinderplatine 9 montierten Einzelzellen 7. Die komplett bestückte Wärmeleitplatte 1 und die an dieser über die Zellverbinderplatine 9 befestigten Einzelzellen 7 sind im Gehäuseinneren eines nicht dargestellten, aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil gebildeten, Batteriegehäuses angeordnet. 6 shows the view of an upper side of a heat conduction plate 1 with on the heat conduction plate 1 by means of a cell connector board 9 mounted single cells 7 , The completely equipped heat-conducting plate 1 and at this via the cell connector board 9 attached single cells 7 are arranged in the housing interior of a battery housing, not shown, formed from an upper housing part and a lower housing part.
  • 7 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Wärmeleitplatte 1 mit einer Bodenplatte 4 mit Formrand 5 und einer mit einem mäanderförmigen Verlauf eingebrachten Kühlschlange 6 mit Kühlkanalanschlüssen 2 für als Flachzellen 14 ausgebildete Einzelzellen 7 vor dem Gießprozess. Hierbei sind an der Kühlschlange 6 anordenbare Metallaschen nicht dargestellt, welche die Kühlschlange 6 an der Bodenplatte 4 fixieren und ein eventuelles Aufschwimmen während des Gießvorganges verhindern. 7 shows an alternative embodiment of a heat conducting plate 1 with a bottom plate 4 with shape edge 5 and a cooling coil introduced with a meandering course 6 with cooling channel connections 2 for as flat cells 14 trained single cells 7 before the casting process. Here are the cooling coil 6 Anordenbare metal pockets not shown, which is the cooling coil 6 at the bottom plate 4 fix and prevent any floating during the casting process.
  • 8 zeigt eine Explosionsdarstellung der Bodenplatte 4 und der Kühlschlange 6 gemäß 7. Dabei ist die Kühlschlange 6 als ein separates, vorgefertigtes Bauteil, insbesondere Formteil, mit in einer Ebene mäanderförmigem Verlauf und endseitig aus der fertigen Wärmeleitplatte 1 herausragenden Kühlkanalanschlüssen 2 ausgeführt. Die Kühlschlange 6 wird dabei derart geformt, dass eine bestmögliche Kühlung für die Einzelzellen 7 ermöglicht wird. 8th shows an exploded view of the bottom plate 4 and the cooling coil 6 according to 7 , Here is the cooling coil 6 as a separate, prefabricated component, in particular molded part, with meandering in a plane course and end of the finished heat conduction 1 outstanding cooling duct connections 2 executed. The cooling coil 6 is thereby shaped so that the best possible cooling for the individual cells 7 is possible.
  • 9 zeigt eine Schnittdarstellung einer Wärmeleitplatte 1 für Flachzellen mit Formrand 5, Kühlschlange 6 und Gußwerkstoff 10. Hier ist insbesondere die vollständig von dem Gußwerkstoff 10 umschlossene Kühlschlange 6 dargestellt, welche eine größtmögliche Wärmeübergangsfläche ermöglicht und zweckmäßigerweise die Kühlung unterstützt. 9 shows a sectional view of a Wärmeleitplatte 1 for flat cells with form edge 5 , Cooling coil 6 and casting material 10 , Here is in particular the completely of the casting material 10 enclosed cooling coil 6 shown, which allows a maximum heat transfer surface and conveniently supports the cooling.
  • 10 zeigt eine Explosionsdarstellung einer gegossenen Wärmeleitplatte 1 für Flachzellen mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen 2, einer Wärmeleitfolie 11 und eines Zellenverbundes, gebildet aus mehreren Einzelzellen 7. 10 shows an exploded view of a cast Wärmeleitplatte 1 for flat cells with led out cooling channel connections 2 , a heat-conducting foil 11 and a cell composite formed of multiple single cells 7 ,
  • 10 zeigt eine Explosionsdarstellung einer gegossenen Wärmeleitplatte 1 gemäß 11 und des Zellenverbunds Z sowie einer zwischen Wärmeleitplatte 1 und Zellenverbund Z angeordneten Wärmeleitfolie 11. 10 shows an exploded view of a cast Wärmeleitplatte 1 according to 11 and the cell assembly Z and one between the heat conduction 1 and cell composite Z arranged heat conducting foil 11 ,
  • 11 zeigt eine gegossenen Wärmeleitplatte 1 für Flachzellen mit herausgeführten Kühlkanalanschlüssen 2 einer erfindungsgemäßen Batterie und eines daran montierten aus mehreren Einzelzellen 7 gebildeten Zellenverbundes Z, wobei die komplett bestückte Wärmeleitplatine 1 im Gehäuseinneren eines nicht dargestellten, aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil gebildeten, Batteriegehäuses angeordnet ist. 11 shows a cast Wärmeleitplatte 1 for flat cells with led out cooling channel connections 2 a battery according to the invention and of a plurality of individual cells mounted thereon 7 formed cell composite Z, where the fully assembled heat conduction board 1 is arranged inside the housing of a battery housing, not shown, formed from an upper housing part and a lower housing part.
  • Im Folgenden werden anhand dieser Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to these figures.
  • Bei den Komponenten der Batterie handelt es sich insbesondere um Einzelzellen 7, eine Wärmeleitplatte 1, einen Formkörper 8 und eine Zellverbinderplatine 9. Dabei sind mehrere Einzelzellen 7 an der beispielsweise kopfseitig zur Kühlung vorgesehenen Wärmeleitplatte 1 angeordnet und bilden einen Zellenverbund Z. In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung kann die Wärmeleitplatte 1 alternativ bodenseitig an den Einzelzellen 7 oder eine weitere Wärmeleitplatte zusätzlich bodenseitig an den Einzelzellen 7 angeordnet sein.The components of the battery are in particular single cells 7 , a heat conduction plate 1 , a shaped body 8th and a cell connector board 9 , There are several single cells 7 at the head, for example, provided for cooling Wärmeleitplatte 1 arranged and form a cell network Z. In a non-illustrated embodiment of the invention, the heat conduction 1 alternatively on the bottom side of the single cells 7 or another heat conducting plate in addition to the bottom side of the individual cells 7 be arranged.
  • Die Einzelzellen 7 können als Rundzellen, Flachzellen oder in weiteren Zellformen, z. B. vieleckig oder oval, ausgeführt sein. Durch die dargestellte runde Ausbildung der Einzellen 1 bzw. die Ausbildung als Flachzellen ist eine Grundfläche der Batterie und der Wärmeleitplatte 1 bauraumoptimiert genutzt.The single cells 7 can be used as round cells, flat cells or in other cell forms, eg. B. polygonal or oval, executed. Through the illustrated round formation of Einzellen 1 or training as flat cells is a base of the Battery and the heat conducting plate 1 space-optimized used.
  • Die Wärmeleitplatte 1 besteht aus einem Gussteil und ist aus einem Wärme leitenden, vorzugsweise metallischen Werkstoff ausgebildet. Diese Ausführungsform verleiht der Wärmeleitplatte große mechanische Stabilität.The heat conduction plate 1 consists of a casting and is made of a heat-conducting, preferably metallic material. This embodiment imparts great mechanical stability to the heat conduction plate.
  • Die vorzugsweise aus einem Metall hergestellte Wärmeleitplatte 1, die zum Temperieren der Batterie vorgesehen ist, weist in ihrem Innern eine durchströmbare und von außerhalb betreibbare Kanalstruktur für ein nicht näher dargestelltes Wärmeleitmedium auf. Diese Kanalstruktur wird durch eine Kühlschlange 6 aus einem Wärme leitenden Werkstoff gebildet, welcher undurchlässig gegenüber dem Wärmeleitmedium ist.The heat conducting plate, preferably made of a metal 1 , Which is provided for controlling the temperature of the battery, has in its interior a flow-through and operable from the outside channel structure for a not-shown heat transfer medium. This channel structure is through a cooling coil 6 formed of a heat-conducting material which is impermeable to the heat transfer medium.
  • Die Wärmeleitplatte 1 wird in einem Gießverfahren mittels einer verlorenen Form hergestellt. Diese verlorene Form wird durch die Bodenplatte 4 mit dem Formrand 5 gebildet. Bei der Herstellung der Bodenplatte 4 mit dem Formrand 5 wird vorzugsweise ein Tiefziehverfahren angewendet, daher ist der Formrand 5 weitgehend in einem rechten Winkel zur restlichen Bodenplatte 4 angeordnet.The heat conduction plate 1 is produced in a casting process by means of a lost mold. This lost shape is through the bottom plate 4 with the form edge 5 educated. In the production of the bottom plate 4 with the form edge 5 For example, it is preferable to use a deep-drawing method, therefore, the molding edge is 5 largely at a right angle to the rest of the floor slab 4 arranged.
  • Die Bodenplatte 4 ist jeweils an allen Kanten, insbesondere den Außenkanten und den Kanten eventueller Aussparungen 3 innerhalb der Bodenplatte 4, mit dem Formrand 5 versehen. Der Formrand 5 an der Bodenplatte 4 führt zu einer schalenartigen Form selbiger, in die auch die Aussparungen 3 für die Polkontakte der Einzelzellen 7 vor dem Gießen eingebracht werden können. Dies verringert den Fertigungsaufwand und senkt die Produktionskosten in besonders vorteilhafter Weise, da die Aussparungen 7 nicht nachträglich in die fertige Wärmeleitplatte eingebracht werden müssen.The bottom plate 4 is in each case on all edges, in particular the outer edges and the edges of any recesses 3 inside the bottom plate 4 , with the shape border 5 Mistake. The form edge 5 at the bottom plate 4 leads to a shell-like form selbiger, in which also the recesses 3 for the pole contacts of the individual cells 7 can be introduced before pouring. This reduces the production costs and lowers the production costs in a particularly advantageous manner, since the recesses 7 must not be subsequently introduced into the finished heat conducting plate.
  • Die Kante zwischen Bodenplatte 4 und Formrand 5 ist verrundet. Diese Formgebung unterstützt vorteilhafterweise ein gleichmäßiges Ausbreiten eines Gußwerkstoffes 10.The edge between base plate 4 and shape edge 5 is rounded. This shaping advantageously supports a uniform spreading of a cast material 10 ,
  • Die Höhe des Formrandes 5 bestimmt die Höhe der fertigen Wärmeleitplatte 1. Dies resultiert aus der Verwendung der Bodenplatte 4 mit dem Formrand 5 als verlorene Form während eines Herstellungsprozesses der Wärmeleitplatte 1.The height of the form edge 5 determines the height of the finished heat conduction plate 1 , This results from the use of the bottom plate 4 with the form edge 5 as a lost mold during a manufacturing process of the heat conduction plate 1 ,
  • Die Kühlschlange 6 wird auf der Bodenplatte 4 aufgebracht und mit einem wärmeleitfähigen Gußwerkstoff 10 vergossen und ist vollständig von dem Gußwerkstoff 10 umschlossen, dies ermöglicht eine größtmögliche Wärmeübergangsfläche und unterstützt zweckmäßigerweise die Kühlung. Außerdem verleiht diese Bauform der Wärmeleitplatte große mechanische Stabilität.The cooling coil 6 gets on the bottom plate 4 applied and with a thermally conductive casting material 10 potted and is completely of the casting material 10 enclosed, this allows a maximum heat transfer surface and conveniently supports the cooling. In addition, this design gives the heat conduction plate great mechanical stability.
  • Um ein Aufschwimmen der Kühlschlange 6 während des Gießvorganges zu verhindern, kann die Kühlschlange 6 mittels nicht dargestellter Metalllaschen an der Bodenplatte 4 befestigt werden.To a floating up of the cooling coil 6 During the casting process, the cooling coil can prevent 6 by means not shown metal tabs on the bottom plate 4 be attached.
  • Um eine Durchschmelzung der Bodenplatte 4 während des Gießvorganges, z. B. auf Grund einer geringen Wandstärke der Bodenplatte 4, zu verhindern, kann selbige während des Gießvorganges in eine von außen gekühlte Kupfermatritze eingelegt werden.To a melting of the bottom plate 4 during the casting process, for. B. due to a small wall thickness of the bottom plate 4 , to prevent, it can be inserted during the casting process in a cooled from the outside Kupfermatritze.
  • Die Kühlschlange 6 ist mit einem mäanderförmigen Verlauf in die Wärmeleitplatte 1 eingebracht, da durch diesen Verlauf eine größtmögliche Kühlwirkung erreicht werden kann, auch wenn die Bodenplatte 4 bzw. die Wärmeleitplatte 1 mit Aussparungen 3 für die Polkontakte P der Einzelzellen 7 versehen ist.The cooling coil 6 is with a meandering course in the heat conduction plate 1 introduced, because by this course a maximum cooling effect can be achieved, even if the bottom plate 4 or the heat conducting plate 1 with recesses 3 for the pole contacts P of the individual cells 7 is provided.
  • Die Kühlschlange 6 mündet in Kühlkanalanschlüssen 2 im Bereich des Randes der Wärmeleitplatte 1, um sie mit einem Kühlmedium, beispielsweise einem Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage, beaufschlagen zu können, so dass eine weitere Verbesserung der Effektivität der Kühlung der Einzelzellen und/oder weiterer zu kühlender Komponenten der Batterie erreicht wird.The cooling coil 6 opens into cooling duct connections 2 in the region of the edge of the heat conduction plate 1 in order to be able to apply a cooling medium, for example a refrigerant of a vehicle air conditioning system, so that a further improvement in the effectiveness of the cooling of the individual cells and / or other components of the battery to be cooled is achieved.
  • Die Einzelzellen 7 sind vorzugsweise mit der Polseite zur Wärmeleitplatte 1 hin angeordnet, vorteilhafterweise weist die Wärmeleitplatte 1 deshalb im Bereich der Polkontakte P der Einzelzellen 7 Aussparungen 3 auf und die Polkontakte P der Einzelzellen 7 ragen durch die Aussparungen 3 hindurch.The single cells 7 are preferably with the Polseite to Wärmeleitplatte 1 arranged, advantageously, the heat conducting plate 1 therefore in the region of the pole contacts P of the individual cells 7 recesses 3 on and the pole contacts P of the individual cells 7 protrude through the recesses 3 therethrough.
  • Zu einer Wärme leitenden Verbindung sind die elektrischen Polkontakte P einer jeden Einzelzelle 1 durch Aussparungen 3 geführt, die in der Wärmeleitplatte 1 als Durchgangslöcher ausgebildet sind. Die Polkontakte P ragen somit in die Wärmeleitplatte 1 hinein bzw. durch diese hindurch. Da die Form und die lichten Maße einer dem Polkontakt P zugeordneten Aussparung 3 größer ist als die Außenbemaßung eines Polkontaktes P einer Einzelzelle 7, weisen die durch die Aussparungen 3 hindurchragenden Polkontakte P überall einen Abstand von den Wandungen der Aussparungen 3 auf. Hierdurch berühren sich die Polkontakte P und die Wärmeleitplatte 1 nicht, wodurch sie gegeneinander elektrisch isoliert sind. Anhand von Zellverbindern 10 sind elektrisch gleiche und/oder verschiedene Polkontakte P der Einzelzellen 7 je nach einer gewünschten Batteriespannung und -leistung parallel und/oder seriell elektrisch miteinander verschaltet.To a heat-conducting connection are the electrical pole contacts P of each individual cell 1 through recesses 3 Guided in the heat conduction plate 1 are formed as through holes. The pole contacts P thus protrude into the heat conducting plate 1 into or through it. Since the shape and the clear dimensions of the pole contact P associated recess 3 is greater than the Außenbemaßung a Polkontaktes P a single cell 7 , point that through the recesses 3 protruding pole contacts P everywhere a distance from the walls of the recesses 3 on. As a result, the pole contacts P and the heat-conducting touch 1 not, whereby they are electrically isolated from each other. Based on cell connectors 10 are electrically the same and / or different pole contacts P of the individual cells 7 depending on a desired battery voltage and power parallel and / or connected in series with each other electrically.
  • Die Zellverbinder 10 sind mit den Befestigungsmitteln 15 an den Polkontakten P der Einzelzellen 7 befestigt, wobei die Befestigungsmittel 15 beispielsweise als Schrauben, Nieten oder Klemmverbindungen ausgebildet sind. Die Polkontakte P der Einzelzellen 7 weisen vorzugsweise jeweils eine zu den Befestigungsmitteln 15 korrespondierende, nicht dargestellte Bohrung auf, so dass die Einzelzellen 7 mittels der Befestigungsmittel 15 und den Zellverbindern 10 an der Wärmeleitplatte 1 fixiert sind. Als ein Beispiel sei die Verwendung von Schrauben als Befestigungsmittel 15 genannt, bei welcher die Bohrungen in den Polkontakten P als zu den Schrauben korrespondierendes Innengewinde ausgeführt sind.The cell connectors 10 are with the fasteners 15 at the pole contacts P of the individual cells 7 fastened, with the fasteners 15 for example, as screws, rivets or Clamping connections are formed. The pole contacts P of the individual cells 7 preferably each have one to the fastening means 15 corresponding, not shown bore, so that the individual cells 7 by means of the fastening means 15 and the cell connectors 10 on the heat conducting plate 1 are fixed. As an example, consider the use of screws as fasteners 15 called, in which the holes in the pole contacts P are designed as corresponding to the screws internal thread.
  • Alle Zellverbinder 10 sind gemeinsam beispielsweise in einer Zellverbinderplatine 9 befestigt. Dies stellt einerseits eine elektrische Isolierung gegenüber der Wärmeleitplatte 1 sicher und erleichtert andererseits die Montage der Batterie.All cell connectors 10 are common for example in a cell connector board 9 attached. On the one hand, this provides electrical insulation with respect to the heat conducting plate 1 on the other hand, it makes it safe and easy to install the battery.
  • Ebenfalls an der Zellverbinderplatine 9 sind elektrische Anschlusselemente 13 befestigt, an die ein nicht dargestellter und am Batteriegehäuse befestigter Stecker anschließbar ist.Also on the cell connector board 9 are electrical connection elements 13 attached to which an unillustrated and fixed to the battery case connector is connectable.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsmittel 15 zur Befestigung der Einzelzellen 7 und der Wärmeleitplatte 1 in einem Batteriegehäuse gleich ausgeführt, so dass ein hoher Gleichteileeinsatz erreicht wird, was zu einem geringen Kostenaufwand führt. Weiterhin sind die Befestigungsmittel 15 in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass eine lösbare Befestigung entsteht, so dass bei einem Defekt der Batterie nur defekte Komponenten ausgetauscht werden, wodurch ein kostenintensiver Austausch der gesamten Batterie entfällt.In an advantageous embodiment of the invention, the fastening means 15 for attachment of the individual cells 7 and the heat conducting plate 1 made equal in a battery case, so that a high degree of common parts use is achieved, which leads to a low cost. Furthermore, the fasteners 15 formed in an advantageous manner so that a releasable attachment is formed, so that when a defect in the battery only defective components are replaced, thereby eliminating a costly replacement of the entire battery.
  • Der gesamte Zellenverbund der Einzelzellen 7 ist hinsichtlich der Längen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als die Wärmeleitplatte 1.The entire cell network of the individual cells 7 is at least the same size or smaller than the heat conduction with respect to the length and / or width extent 1 ,
  • Zwischen der Wärmeleitplatte 1 und der Zellverbinderplatine 9 ist ein nicht dargestelltes Federelement angeordnet. Dieses Federelement wird vorzugsweise als Blattfeder oder eine elastischen Schaummatte ausgebildet.Between the heat conducting plate 1 and the cell connector board 9 an unillustrated spring element is arranged. This spring element is preferably formed as a leaf spring or an elastic foam mat.
  • Über die elektrischen Polkontakte P der Einzelzellen 7, die durch in die Wärmeleitplatte 1 eingebrachte Aussparungen 3 hindurch ragen, werden diese in Richtung Wärmeleitplatte 1 gezogen. Die dafür notwendige Kraft erzeugt das Federelement und diese Kraft wird mittels der Zellverbinderplatine 9 und den darauf aufgebrachten Zellverbindern 10 über die Befestigungsmittel 15 in die Polkontakte P eingeleitet. So entsteht ein definierter Anpressdruck zwischen den zu kühlenden Bauteilen und der Wärmeleitplatte 1, welcher einen größtmöglichen Wärmeübergang ermöglicht.About the electrical pole contacts P of the individual cells 7 passing through into the heat conduction plate 1 introduced recesses 3 protrude through, they are in the direction of heat conduction 1 drawn. The force required for this creates the spring element and this force is achieved by means of the cell connector board 9 and the cell connectors applied thereto 10 over the fasteners 15 introduced into the pole contacts P. This creates a defined contact pressure between the components to be cooled and the heat conduction plate 1 , which allows the greatest possible heat transfer.
  • Bei einer Endmontage der Batterie werden die Wärmeleitplatte 1 und alle daran angeordneten Komponenten mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel in dem Batteriegehäuse befestigt. Bei den Befestigungsmitteln handelt es sich vorzugsweise um Schrauben, so dass eine lösbare Verbindung erzielt und eine Demontage der Batterie in ihre einzelnen Bauelemente ermöglicht wird. Darüber hinaus ist die Wärmeleitplatte 1 innerhalb der Batterie zwischen dem Formkörper 8 und einem nicht dargestellten Federelement angeordnet.During final assembly of the battery, the heat conduction plate 1 and all components arranged thereon fastened by means not shown fastening means in the battery case. The fastening means are preferably screws, so that a detachable connection is achieved and a disassembly of the battery is made possible in their individual components. In addition, the heat conduction plate 1 inside the battery between the molding 8th and arranged a spring element, not shown.
  • Der Formkörper 8 ist zwischen den Einzelzellen 7 und der Wärmeleitplatte 1 angeordnet und besteht aus einem wärmeleitfähigen und elektrisch isolierenden Material. Die Einzelzellen 7 und die Wärmeleitplatte 1 sind dadurch thermisch miteinander gekoppelt und elektrisch voneinander isoliert, so werden elektrische Kurzschlüsse vermieden und eine Effektivität der Kühlung der Einzelzellen 1 und/oder weiterer zu kühlender Komponenten der Batterie wird erhöht.The molded body 8th is between the individual cells 7 and the heat conducting plate 1 arranged and consists of a thermally conductive and electrically insulating material. The single cells 7 and the heat conduction plate 1 are thereby thermally coupled together and electrically isolated from each other, so electrical short circuits are avoided and an effectiveness of the cooling of the individual cells 1 and / or other components of the battery to be cooled is increased.
  • An der Wärmeleitplatte 1 sind als Anschlusselemente Kühlkanalanschlüsse 2 zur Durchströmung der Wärmeleitplatte 1 mit einem nicht näher dargestellten Kühlmedium angeordnet, wobei in der Wärmeleitplatte 1 die Kühlschlange 6 zur Führung des Kühlmediums vorgesehen ist. Bei dem Kühlmedium kann es sich insbesondere um ein Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage handeln, wobei die Wärmeleitplatte 1 mittels der Kühlkanalanschlüsse 2 mit einem Kältemittelkreislauf der Fahrzeugklimaanlage verbindbar ist und somit eine abgegebene Wärme der Einzelzellen 7 aufnehmen kann. Weiterhin kann die Wärmeleitplatte 1 alternativ oder zusätzlich an einen nicht näher dargestellten separaten Kühlkreislauf angeschlossen sein.On the heat conduction plate 1 are cooling element connections as connection elements 2 to flow through the heat conducting plate 1 arranged with a cooling medium, not shown, wherein in the heat conduction 1 the cooling coil 6 is provided for guiding the cooling medium. The cooling medium may in particular be a refrigerant of a vehicle air conditioning system, the heat conduction plate 1 by means of the cooling channel connections 2 can be connected to a refrigerant circuit of the vehicle air conditioner and thus a heat output of the individual cells 7 can record. Furthermore, the heat conduction plate 1 alternatively or additionally be connected to a separate cooling circuit, not shown.
  • Zu einer Herausführung der Anschlusselemente, insbesondere der elektrische Anschlusselemente 13 und der Kühlkanalanschlüsse 2, sind an dem nicht dargestellten Gehäuse der Batterie zu diesen korrespondierende Aussparungen angeordnet.To a lead out of the connection elements, in particular the electrical connection elements 13 and the cooling duct connections 2 , Are arranged on the housing, not shown, of the battery to these corresponding recesses.
  • Durch eine dichte Ausführung des Batteriegehäuses wird ein Eindringen von Fremdstoffen in das Batteriegehäuse verhindert und somit die Zuverlässigkeit der Batterie erhöht. Anhand der Vermeidung eines Austretens von Stoffen aus dem Batteriegehäuse wird weiterhin eine Gefährdung, Beschädigung und/oder Zerstörung des Umfeldes der Batterie vermieden.By a tight execution of the battery case, penetration of foreign substances into the battery case is prevented, thus increasing the reliability of the battery. On the basis of avoiding leakage of substances from the battery case continues to be a hazard, damage and / or destruction of the environment of the battery is avoided.
  • Bei der in den 7 bis 11 dargestellten Ausführungsform mit Flachzellen 14 sind in der Wärmeleitplatte 1 keine Aussparungen für Polkontakte vorhanden und darüber hinaus wird der Formkörper durch eine Wärmeleitfolie 12 ersetzt.In the in the 7 to 11 illustrated embodiment with flat cells 14 are in the heat conduction plate 1 There are no recesses for pole contacts and, moreover, the shaped body is replaced by a heat-conducting foil 12 replaced.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 11
    Wärmeleitplatteheat conduction
    22
    KühlkanalanschlussCooling duct connection
    33
    Aussparungrecess
    44
    Bodenplattebaseplate
    55
    Formrandshaped rim
    66
    Kühlschlangecooling coil
    77
    EinzelzellenSingle cells
    88th
    Formkörpermoldings
    99
    ZellverbinderplatineCell connector board
    1010
    Zellverbindercell connectors
    1111
    Gußwerkstoffcasting material
    1212
    WärmeleitfolieHeat conducting
    1313
    elektrische Anschlusselementeelectrical connection elements
    1414
    Flachzellenflat cells
    1515
    Befestigungsmittelfastener
    PP
    Polkontaktpole contact
    ZZ
    Zellenverbundcell assembly

Claims (16)

  1. Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte (1) zum Temperieren der Batterie, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (7) aufweist, welche Einzelzellen (7) mit der Wärmeleitplatte (1) Wärme leitend verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte (1) aus zumindest einer als verlorene Form dienenden Bodenplatte (4), einem in die Bodenplatte gegossenen Gussteil aus einem Wärme leitenden Werkstoff (11) und einer von dem Werkstoff vollständig umschlossenen Kühlschlange (6) aus einem Wärme leitenden Werkstoff gebildet ist, wobei die Kühlschlange (6) eine Kanalstruktur ausbildet, die von einem Wärmeleitmedium durchströmbar ist, und die Bodenplatte (4) jeweils an allen ihrer Außenkanten und Kanten von Aussparungen (3) innerhalb der Bodenplatte (4) mit jeweils einem umlaufenden Formrand (5) versehen ist, dessen Höhe der Höhe der Wärmeleitplatte (1) entspricht.Battery with a arranged in a battery housing heat conducting plate ( 1 ) for controlling the temperature of the battery, wherein the battery has a plurality of parallel and / or series-interconnected individual cells ( 7 ) which individual cells ( 7 ) with the heat conducting plate ( 1 ) Are conductively connected, wherein the heat conducting plate ( 1 ) from at least one base plate serving as a lost form ( 4 ), a cast in the bottom plate casting of a heat conductive material ( 11 ) and a fully enclosed by the material cooling coil ( 6 ) is formed of a heat-conducting material, wherein the cooling coil ( 6 ) forms a channel structure, which can be traversed by a heat transfer medium, and the bottom plate ( 4 ) at each of its outer edges and edges of recesses ( 3 ) within the bottom plate ( 4 ), each with a circumferential edge ( 5 ) whose height is equal to the height of the heat conducting plate ( 1 ) corresponds.
  2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formrand (5) als ein von der Bodenplatte (4) abgewinkelter Bereich ausgebildet ist und in einem rechten Winkel zur Bodenplatte (4) angeordnet ist.Battery according to claim 1, characterized in that the mold edge ( 5 ) as one of the bottom plate ( 4 ) angled portion is formed and at a right angle to the bottom plate ( 4 ) is arranged.
  3. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante zwischen Bodenplatte (4) und Formrand (5) verrundet ist.Battery according to claim 1, characterized in that the edge between the base plate ( 4 ) and form edge ( 5 ) is rounded.
  4. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (4) mit Formrand (5) im Tiefziehverfahren hergestellt ist.Battery according to claim 1, characterized in that the bottom plate ( 4 ) with form edge ( 5 ) is produced by thermoforming.
  5. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschlange (6) mit einem mäanderförmigen Verlauf in die Wärmeleitplatte (1) eingebracht ist.Battery according to claim 1, characterized in that the cooling coil ( 6 ) with a meandering course in the heat conducting plate ( 1 ) is introduced.
  6. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme leitende Werkstoff der Kühlschlange (6) undurchlässig gegenüber dem Wärmeleitmedium ist.Battery according to claim 1, characterized in that the heat-conducting material of the cooling coil ( 6 ) is impermeable to the heat transfer medium.
  7. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschlange (6) in Kühlkanalanschlüssen (2) im Bereich des Randes der Wärmeleitplatte (1) mündet.Battery according to claim 1, characterized in that the cooling coil ( 6 ) in cooling channel connections ( 2 ) in the region of the edge of the heat conducting plate ( 1 ) opens.
  8. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen (7) mit ihrer Polseite zur Wärmeleitplatte (1) hin angeordnet sind.Battery according to claim 1, characterized in that the individual cells ( 7 ) with its pole side to the heat conducting plate ( 1 ) are arranged.
  9. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte (1) im Bereich von Polkontakten P der Einzelzellen (7) Aussparungen (3) aufweist und dass die Polkontakte P der Einzelzellen (7) durch die Aussparungen (3) hindurch ragen.Battery according to claim 1, characterized in that the heat conducting plate ( 1 ) in the region of pole contacts P of the individual cells ( 7 ) Recesses ( 3 ) and that the pole contacts P of the individual cells ( 7 ) through the recesses ( 3 protrude through.
  10. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen (7) direkt oder indirekt formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Wärmeleitplatte (1) befestigt sind.Battery according to claim 1, characterized in that the individual cells ( 7 ) directly or indirectly positively and / or non-positively on the heat conducting plate ( 1 ) are attached.
  11. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen (7) und die Wärmeleitplatte (1) thermisch miteinander gekoppelt und elektrisch voneinander isoliert sind.Battery according to claim 1, characterized in that the individual cells ( 7 ) and the heat conducting plate ( 1 ) are thermally coupled together and electrically isolated from each other.
  12. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse mit weiteren Aussparungen versehen ist, durch welche elektrische Anschlusselemente (13) und/oder Anschlusselemente der Wärmeleitplatte (1) nach außen ragen.Battery according to claim 1, characterized in that the battery housing is provided with further recesses through which electrical connection elements ( 13 ) and / or connection elements of the heat conducting plate ( 1 ) protrude outward.
  13. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie als eine Fahrzeugbatterie, insbesondere als Batterie für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder als Batterie für ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, ausgestaltet ist.Battery according to claim 1, characterized in that the battery is configured as a vehicle battery, in particular as a battery for a vehicle with hybrid drive or as a battery for a vehicle powered by fuel cells.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Wärmeleitplatte (1) einer mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (7) Batterie, die mit der Wärmeleitplatte (1) Wärme leitend verbindbar sind, bei dem in eine als verlorene Form dienende Bodenplatte (4), die an allen ihren Außenkanten sowie an Kanten von Aussparungen (3) innerhalb der Bodenplatte (4) mit jeweils einem umlaufenden Formrand (5) versehen ist, dessen Höhe entsprechend der Höhe der fertigen Wärmeleitplatte (1) gewählt wird, eine von einem Wärmeleitmedium durchströmbare, eine Kanalstruktur ausbildende, Kühlschlange aus einem Wärme leitenden Werkstoff angeordnet wird, und die Bodenplatte sowie die darin angeordnete Kühlschlange mit einem Wärme leitenden Werkstoff vergossen wird, wobei aus der Bodenplatte herausführende Kühlkanalanschlüsse (2) der Kühlschlange freigehalten werden.Method for producing a heat conducting plate ( 1 ) of a plurality of parallel and / or serially interconnected single cells ( 7 ) Battery connected to the heat conducting plate ( 1 ) Are heat conductively connected, in which serving as a lost form bottom plate ( 4 ) at all its outer edges and edges of recesses ( 3 ) within the bottom plate ( 4 ), each with a circumferential edge ( 5 ) whose height corresponds to the height of the finished heat conducting plate ( 1 ) is selected, one of a heat conducting medium can be flowed through, a channel structure forming, cooling coil is arranged made of a heat-conducting material, and the bottom plate and the arranged therein Cooling coil is potted with a heat-conducting material, with leading out of the bottom plate cooling duct connections ( 2 ) of the cooling coil are kept free.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschlange (6) mit einem mäanderförmigen Verlauf um die Aussparungen (3) innerhalb der Bodenplatte (4) herum auf selbiger angeordnet wird.A method according to claim 14, characterized in that the cooling coil ( 6 ) with a meandering course around the recesses ( 3 ) within the bottom plate ( 4 ) is arranged around on selbiger.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wärmeleitplatte (1) mindestens an der den Einzelzellen (7) zugewandten Seite eine mechanische Nacharbeit nach dem Gießvorgang, insbesondere ein Planfräsen, erfolgt.A method according to claim 14, characterized in that on the heat conducting plate ( 1 ) at least at the individual cells ( 7 ) facing side, a mechanical rework after the casting process, in particular a face milling done.
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