DE102011007307A1 - Storage unit for storing electrical energy with a cooling element - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie. Die Speichereinheit weist wenigstens einen Energiespeicher auf, welcher wenigstens einen positiven und wenigstens einen negativen elektrischen Anschluss aufweist. Der Energiespeicher ist ausgebildet, über den positiven Anschluss und den negativen Anschluss mit elektrischer Energie aufgeladen und entladen zu werden. Erfindungsgemäß ist der positive und/oder der negative Anschluss mindestens mittelbar mit einem Kühlelement wirkverbunden. So kann über den elektrischen Anschluss Wärme an das Kühlelement abgeführt werden. Das Kühlelement bildet in dieser Ausführungsform eine Wärmesenke. Das Kühlelement kann beispielsweise durch ein massives Aluminiumstück gebildet sein.The invention relates to a storage unit for storing electrical energy. The storage unit has at least one energy store which has at least one positive and at least one negative electrical connection. The energy store is designed to be charged and discharged with electrical energy via the positive connection and the negative connection. According to the invention, the positive and / or the negative connection is at least indirectly operatively connected to a cooling element. This allows heat to be dissipated to the cooling element via the electrical connection. The cooling element forms a heat sink in this embodiment. The cooling element can be formed, for example, by a solid piece of aluminum.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie. Die Speichereinheit weist wenigstens einen Energiespeicher auf, welcher wenigstens einen positiven und wenigstens einen negativen elektrischen Anschluss aufweist. Der Energiespeicher ist ausgebildet, über den positiven Anschluss und den negativen Anschluss mit elektrischer Energie aufgeladen und entladen zu werden.The invention relates to a storage unit for storing electrical energy. The memory unit has at least one energy store, which has at least one positive and at least one negative electrical connection. The energy storage device is designed to be charged and discharged via the positive connection and the negative connection with electrical energy.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Energiespeichern als Bestandteil einer Speichereinheit sind die Energiespeicher in einem Gehäuse angeordnet, beispielsweise in ein Mold-Gehäuse eingebettet. Bei Energiespeichern in Form von Wickelkondensatoren besteht das Problem, dass eine in dem Energiespeicher entstehende Verlustwärme zu einer Erwärmung des Energiespeichers und damit zu einer thermischen Ausdehnung des Energiespeichers führt.In known from the prior art energy storage as part of a storage unit, the energy storage are arranged in a housing, for example, embedded in a mold housing. In the case of energy stores in the form of wound capacitors, there is the problem that a heat loss arising in the energy store leads to a heating of the energy store and thus to a thermal expansion of the energy store.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß ist der positive und/oder der negative Anschluss mindestens mittelbar mit einem Kühlelement wirkverbunden. So kann über den elektrischen Anschluss Wärme an das Kühlelement abgeführt werden. Das Kühlelement bildet in dieser Ausführungsform eine Wärmesenke. Das Kühlelement kann beispielsweise durch ein massives Aluminiumstück gebildet sein.According to the invention, the positive and / or the negative connection is at least indirectly operatively connected to a cooling element. Thus, heat can be dissipated to the cooling element via the electrical connection. The cooling element forms a heat sink in this embodiment. The cooling element may be formed for example by a solid aluminum piece.

Die Speichereinheit ist beispielsweise Bestandteil eines Fahrzeugs insbesondere eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator eines elektrischen Antriebs. Das Kühlelement kann in dieser Ausführungsform vorteilhaft mit einem Teil des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Teil einer Karosserie oder einem anderen Teil des Kraftfahrzeugs verbunden sein, welches ausgebildet ist, Wärme insbesondere mittels Konvektion an eine Umgebung abzugeben. Das Kühlelement kann in einer anderen Ausführungsform mit einem Kühlkörper verbunden sein. Der Kühlkörper weist beispielsweise Rippen auf, durch welche Umgebungsluft der Umgebung strömen kann und so die Wärme mittels Konvektion abführen kann.The storage unit is for example part of a vehicle, in particular of an electrically driven motor vehicle, for example a DC link capacitor of an electric drive. In this embodiment, the cooling element can advantageously be connected to a part of the motor vehicle, for example a part of a body or another part of the motor vehicle, which is designed to release heat, in particular by means of convection, to an environment. The cooling element may be connected in another embodiment with a heat sink. The heat sink has ribs, for example, through which ambient air can flow around the environment and thus dissipate the heat by means of convection.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Speichereinheit eine mit dem positiven Anschluss verbundene Kontaktschiene und eine mit dem negativen Anschluss verbundene Kontaktschiene auf, wobei die Kontaktschienen wenigstens mit einem Abschnitt aus einem den wenigstens einen Energiespeicher und teilweise die Kontaktschienen aufnehmenden Gehäuse der Speichereinheit herausragen. Die Kontaktschienen sind wenigstens auf dem Abschnitt mit einem Kühlelement thermisch leitend verbunden, sodass über die elektrischen Anschlüsse der Energiespeicher und über die Kontaktschienen Wärme aus dem Energiespeicher abgeführt werden kann. Der Energiespeicher kann so vorteilhaft nicht überhitzen.In a preferred embodiment, the memory unit has a contact rail connected to the positive terminal and a contact rail connected to the negative terminal, wherein the contact rails protrude at least with a portion of a housing of the storage unit accommodating the at least one energy store and partially the contact rails. The contact rails are thermally conductively connected at least on the section with a cooling element, so that heat can be removed from the energy store via the electrical connections of the energy store and via the contact rails. The energy store can not overheat so advantageous.

Die Kontaktschienen sind beispielsweise ausgebildet, die positiven und negativen Anschlüsse der Energiespeicher mit einem äußeren elektrischen Anschluss der Speichereinheit zu verbinden. Das Gehäuse der Speichereinheit, welches wie vorab beschrieben den Energiespeicher und wenigstens teilweise die Kontaktschienen aufnimmt, ist beispielsweise ein Kunststoffgehäuse, insbesondere ein gespritztes Kunststoffgehäuse, in welches die Energiespeicher und wenigstens ein Teil der Kontaktschienen eingebettet sind.The contact rails are formed, for example, to connect the positive and negative terminals of the energy storage with an external electrical connection of the storage unit. The housing of the storage unit, which as described above, the energy storage and at least partially receives the contact rails, for example, a plastic housing, in particular a molded plastic housing, in which the energy storage and at least a portion of the contact rails are embedded.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Wärmeübergangswiderstand von dem Energiespeicher zu einer Umgebung über das Gehäuse größer als ein Wärmeübergangswiderstand von dem Energiespeicher über die Anschlüsse hin bis zu dem Kühlelement. So kann vorteilhaft über die elektrischen Anschlüsse des Energiespeichers, insbesondere dem positiven und dem negativen Anschluss des Energiespeichers, Verlustwärme, die in dem Energiespeicher entsteht, über die Anschlüsse, weiter bevorzugt über die Kontaktschiene bis hin zu dem Kühlelement fließen. So ist ein über die Anschlüsse des Energiespeichers fließender Wärmestrom größer als ein Wärmestrom aus dem Inneren des Energiespeichers über eine Oberfläche des Energiespeichers und weiter über das Gehäuse an eine das Gehäuse umschließende Umgebung.In a preferred embodiment, a heat transfer resistance from the energy store to an environment via the housing is greater than a heat transfer resistance from the energy store via the connections to the cooling element. Thus, via the electrical connections of the energy store, in particular the positive and the negative connection of the energy store, heat loss, which arises in the energy store, can advantageously flow via the connections, more preferably via the contact rail, as far as the cooling element. Thus, a heat flow flowing via the connections of the energy store is greater than a heat flow from the interior of the energy store via a surface of the energy store and further via the housing to an environment enclosing the housing.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktschiene wenigstens auf einem Flächenabschnitt mit einem als Kühldom ausgebildeten Kühlelement thermisch verbunden. So können vorteilhaft Flächenbereiche der Kontaktschiene zum Abführen von Wärme genutzt werden, welche bevorzugt eben ausgebildet sind oder welche nicht mittels beispielsweise eines elektrischen Anschlusses zum Anschließen der Speichereinheit kontaktiert werden, wo eine räumliche Umgebung der Kontaktschiene von dem elektrischen Anschluss beziehungsweise von mit dem elektrischen Anschluss verbundenen weiteren Komponenten belegt ist.In a preferred embodiment, the contact rail is thermally connected at least on a surface portion with a cooling element designed as a cooling dome. Thus, surface areas of the contact rail can advantageously be used for dissipating heat, which are preferably planar or which are not contacted by, for example, an electrical connection for connecting the storage unit, where a spatial environment of the contact rail of the electrical connection or connected to the electrical connection other components is occupied.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktschiene zwei einander gegenüberliegende Flächen auf, wobei die Kontaktschiene wenigstens auf einer Fläche vollflächig thermisch durch ein Kühlelement kontaktiert ist. So kann vorteilhaft auf einer Fläche der Kontaktschiene, welche beispielsweise einer Fläche der Kontaktschiene gegenüberliegt, die beispielsweise sich senkrecht von der Fläche wegerstreckende elektrische Anschlüsse aufweist, mittels des Kühlelements auf einer Fläche vollflächig kontaktiert werden, welche wenigstens räumlich nicht mit weiteren Komponenten verbunden ist. So kann ein Flächenbereich der Kontaktschiene, welcher räumlich freiliegt, von dem Kühlelement kontaktiert werden, welches den freiliegenden Raum einnehmen kann.In a preferred embodiment, the contact rail on two opposing surfaces, wherein the contact rail is contacted at least on a surface over its entire surface thermally by a cooling element. Thus, advantageously, on a surface of the contact rail, which faces, for example, a surface of the contact rail, the electrical connections extending, for example, vertically away from the surface has, by means of the cooling element on a surface are contacted over the entire surface, which is at least spatially not connected to other components. Thus, a surface region of the contact rail, which is spatially exposed, can be contacted by the cooling element, which can occupy the exposed space.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktschiene wenigstens auf einem Flächenabschnitt mit einer flachen Erstreckung zwischen zwei Kühlelementen angeordnet, wobei die Kühlelemente die Kontaktschiene auf dem Flächenabschnitt zwischeneinander einschließen. So kann die Kontaktschiene vorteilhaft – nach Art eines Sandwiches – zwischen zwei Kühlelementen eingepresst sein und Wärme optimal über zwei einander gegenüberliegende Oberflächen des Flächenabschnitts an die Kühlelemente abführen.In a preferred embodiment, the contact rail is arranged at least on a surface section with a flat extension between two cooling elements, wherein the cooling elements enclose the contact rail on the surface section between one another. Thus, the contact rail can advantageously - be pressed in the manner of a sandwich - between two cooling elements and dissipate heat optimally over two opposing surfaces of the surface portion of the cooling elements.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Abführen von Wärme aus einem elektrischen Energiespeicher einer Speichereinheit. Bei dem Verfahren wird über einen positiven und einen negativen elektrischen Anschluss des Energiespeichers Wärme, insbesondere Verlustwärme aus dem Inneren des Energiespeichers an eine Wärmesenke außerhalb der Speichereinheit abgeführt.The invention also relates to a method for removing heat from an electrical energy store of a storage unit. In the method, heat is dissipated via a positive and a negative electrical connection of the energy store, in particular heat loss from the interior of the energy store to a heat sink outside the storage unit.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren die Wärme von dem Anschluss über eine Kontaktschiene an die Wärmesenke abgeführt. Die Kontaktschiene ist ausgebildet, den positiven oder negativen Anschluss des Energiespeichers mit einem äußeren elektrischen Anschluss der Speichereinheit zu verbinden.Preferably, in the method, the heat is dissipated from the terminal via a contact rail to the heat sink. The contact rail is designed to connect the positive or negative terminal of the energy store to an external electrical terminal of the storage unit.

Bevorzugt wird die Kontaktschiene von einem Kühlelement als Wärmesenke kontaktiert. Das Kühlelement kann selbst als ein Kühlkörper mit Rippen ausgebildet sein.Preferably, the contact rail is contacted by a cooling element as a heat sink. The cooling element may itself be formed as a heat sink with ribs.

In einer anderen Ausführungsform ist das Kühlelement, welches beispielsweise blockförmig ausgebildet ist, mit einem Kühlkörper thermisch verbunden, wobei der Kühlkörper Rippen aufweist, welche ausgebildet sind, mittels Konvektion Wärme an eine Umgebungsluft abzugeben.In another embodiment, the cooling element, which is formed block-shaped, for example, thermally connected to a heat sink, wherein the heat sink has ribs, which are designed to deliver by convection heat to an ambient air.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Kontaktschiene wenigstens auf einem Flächenabschnitt mit einer flachen Erstreckung zwischen zwei Kühlelementen eingeschlossen, wobei die Wärme von der Kontaktschiene an die Kühlelemente abgeführt wird.In a preferred embodiment of the method, the contact rail is enclosed at least on a surface section with a flat extension between two cooling elements, the heat being dissipated from the contact rail to the cooling elements.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den Merkmalen der Figuren und den in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen.The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments. Further advantageous embodiments will become apparent from the features of the figures and the features described in the dependent claims.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Speichereinheit, die teilweise in einer Schnittdarstellung dargestellt ist; 1 schematically shows an embodiment of a storage unit, which is partially shown in a sectional view;

2 zeigt schematisch eine Aufsicht auf die in 1 teilweise gezeigte Speichereinheit; 2 schematically shows a plan view of the in 1 partially shown storage unit;

3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Abführen von Wärme aus einer Speichereinheit. 3 schematically shows an embodiment of a method for removing heat from a storage unit.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Speichereinheit 1, welche teilweise dargestellt ist. Die Speichereinheit 1 weist einen Energiespeicher 3 und einen Energiespeicher 5 auf. Die Energiespeicher 3 und 5 sind beispielsweise jeweils als Wickelkondensator ausgebildet. Die Energiespeicher 3 und 5 weisen jeweils einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss auf, wobei in 1 ein positiver Anschluss 10 des Energiespeichers 3 und ein negativer Anschluss 11 des Energiespeichers 3 dargestellt ist. Die Anschlüsse 10 und 11 sind beispielsweise durch einen Flächenabschnitt einer Schoopschicht gebildet. Die Speichereinheit 1 weist ein Blech 16 und Blech 18 auf, wobei die Bleche 16 und 18 jeweils abgewinkelt sind und mit einem abgewinkelten Abschnitt die Energiespeicher 3 und 5, sowie weitere nicht dargestellte Energiespeicher zwischeneinander einschließen. Dazu sind die vorgenannten Abschnitte der Bleche 16 und 18 parallel zueinander derart beabstandet angeordnet, dass die Energiespeicher 3 und 5 in einem zwischen den Blechabschnitten eingeschlossenen Raum aufgenommen sind. 1 schematically shows an embodiment of a memory unit 1 , which is partially shown. The storage unit 1 has an energy storage 3 and an energy store 5 on. The energy storage 3 and 5 For example, each formed as a wound capacitor. The energy storage 3 and 5 each have a positive terminal and a negative terminal, wherein in 1 a positive connection 10 of the energy store 3 and a negative connection 11 of the energy store 3 is shown. The connections 10 and 11 are formed for example by a surface portion of a Schoop layer. The storage unit 1 has a sheet metal 16 and tin 18 on, with the sheets 16 and 18 are each angled and with an angled section the energy storage 3 and 5 , As well as other energy storage not shown between them include. These are the aforementioned sections of the sheets 16 and 18 arranged parallel to each other so spaced apart that the energy storage 3 and 5 are accommodated in a space enclosed between the sheet metal sections.

Das Blech 18 ist mit einer negativen Stromschiene 14 verbunden, wobei die negative Stromschiene auf einem abgewinkelten Blechabschnitt des Bleches 18 aufliegt, welcher mit wenigstens einer Querkomponente oder senkrecht zu dem Blechabschnitt des Bleches 18 verläuft, der zusammen mit dem Blech 16 die Energiespeicher 3 und 5 zwischeneinander einschließt. Der abgewinkelte Bereich der Bleches 18 und die Stromschiene bilden zusammen eine Kontaktschiene.The sheet 18 is with a negative power rail 14 connected, wherein the negative bus bar on an angled sheet metal portion of the sheet 18 rests, which with at least one transverse component or perpendicular to the sheet metal portion of the sheet 18 runs along with the sheet metal 16 the energy storage 3 and 5 between each other. The angled area of the sheets 18 and the busbar together form a contact rail.

Mittels der Bleche 16 und 18 ist eine Art Hohlschiene oder Rinne gebildet, in der die Energiespeicher aufgenommen sind. Die Hohlschiene weist einen mittels eines Abschnitts des Bleches 16 gebildeten Boden auf, an dem ein in einem Isolator 26 eingewickeltes Abschirmblech 28 angeordnet ist.By means of the sheets 16 and 18 is a kind of hollow rail or channel formed in which the energy storage are added. The hollow rail has one by means of a portion of the sheet 16 formed soil on which one in an insulator 26 wrapped shielding plate 28 is arranged.

Das Abschirmblech 28 erstreckt sich zusammen mit einem Teil der Isolationsfolie 26 zwischen den abgewinkelten Blechabschnitt des Bleches 18, auf dem die negative Stromschiene 14 aufliegt und einem Blechabschnitt des Bleches 16, welches sich bis hin zu einem Ende des abgewinkelten Abschnitts des Bleches 18 erstreckt, auf dem die negative Stromschiene 14 aufliegt. Das Blech 18 liegt auf einem Abschnitt des Abschirmblechs 28 auf und ist mit dem Abschirmblech 28 somit elektrisch verbunden. Zwischen dem Abschirmblech 28 und dem Blech 16 erstreckt sich ein Teil der Isolationsfolie 26, welche ausgebildet ist, die Bleche 16 und 18 voneinander elektrisch zu isolieren. Die Isolationsfolie ist beispielsweise eine Polypropylen oder Polyimidfolie.The shielding plate 28 extends together with a part of the insulation film 26 between the angled sheet metal section of the sheet 18 on which the negative busbar 14 rests and a sheet metal section of the sheet 16 , which extends to one end of the angled portion of the sheet 18 extends on which the negative busbar 14 rests. The sheet 18 lies on a section of the shielding plate 28 on and is with the shielding 28 thus electrically connected. Between the shielding plate 28 and the tin 16 a part of the insulation film extends 26 , which is formed, the sheets 16 and 18 electrically isolate each other. The insulating film is for example a polypropylene or polyimide film.

Auf dem Blechabschnitt des Bleches 16, welches sich im Bereich der negativen Stromschiene 14 erstreckt, liegt eine positive Stromschiene 12 auf. Die positive Stromschiene 12 und die negative Stromschiene 14 sind somit einander gegenüberliegend angeordnet und schließen – beispielsweise nach Art eines Sandwiches – den Abschnitt des Bleches 16, die elektrische Isolationsfolie 26, einen Abschnitt des Abschirmbleches 28 und einen Abschnitt des Bleches 18 zwischeneinander ein.On the sheet metal section of the sheet 16 , which is in the area of the negative busbar 14 extends, lies a positive busbar 12 on. The positive power rail 12 and the negative power rail 14 are thus arranged opposite each other and close - for example, in the manner of a sandwich - the section of the sheet 16 , the electrical insulation film 26 , a portion of the shielding plate 28 and a section of the sheet 18 between each other.

Durch die Kontaktschienen 12 und 14 ist jeweils eine Art Verstärkungsblech gebildet, welches ausgebildet ist, eine Stromdichte in der Kontaktschiene – im Vergleich zu ohne das Verstärkungsblech – zu verringern.Through the contact rails 12 and 14 is formed in each case a kind of reinforcing plate, which is designed to reduce a current density in the contact rail - compared to without the reinforcing plate.

Der so gebildete Schichtaufbau ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine mittels Durchsetzen eines Stempels in eine Matrize gefügte Verbindung zusammengehalten, wobei von der so gebildeten durchsetzgefügten Verbindung in die Matrize gepresste Köpfe 30 und 32 der Stromschiene 14 beispielhaft dargestellt sind.The layer structure thus formed is held together in this embodiment by a compound inserted into a die by means of a punch, with heads pressed into the die by the thus formed through-put connection 30 and 32 the busbar 14 are shown by way of example.

Die positive Stromschiene 12 ist mit einem äußeren Anschluss 20 elektrisch leitend und mechanisch – beispielsweise mittels Schweißen – verbunden. Der äußere Anschluss 20 weist einen Fuß 21 auf, wobei der Anschluss 20 an den Fuß 21 angeformt ist und sich senkrecht von dem Fuß 21 abweisend erstreckt.The positive power rail 12 is with an external connection 20 electrically conductive and mechanically - for example by welding - connected. The outer connection 20 has a foot 21 on, with the connection 20 to the foot 21 is formed and perpendicular to the foot 21 repellent extends.

Der Anschluss 20 ist somit mittels des Fußes 21 mit der positiven Stromschiene 12 verbunden. Der Anschluss 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel in ein Stanzgitter 24 eingepresst, wobei das Stanzgitter elektrisch leitend – beispielsweise umfassend Kupfer – ausgebildet ist und in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Endabschnitt dargestellt ist.The connection 20 is thus by means of the foot 21 with the positive busbar 12 connected. The connection 20 is in this embodiment in a stamped grid 24 pressed, wherein the lead frame is electrically conductive - for example, comprising copper - is formed and is shown in this embodiment with an end portion.

Das Blech 18 weist für jeden negativen Anschluss des Energiespeichers, in diesem Ausführungsbeispiel die Flächenbereiche der Schoopschicht der Energiespeicher 3 und 5, jeweils einen Kontakt auf, wobei der Kontakt mit dem jeweiligen negativen Anschluss elektrisch verbunden ist. Die elektrische Verbindung ist beispielsweise mittels Schweißen oder Löten erzeugt. Der Kontakt 34 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Flächenbereich des Bleches 18 gebildet.The sheet 18 has for each negative terminal of the energy storage, in this embodiment, the surface areas of the Schoop layer of energy storage 3 and 5 , each having a contact, wherein the contact with the respective negative terminal is electrically connected. The electrical connection is produced for example by means of welding or soldering. The contact 34 is in this embodiment by a surface area of the sheet 18 educated.

Das Blech 18 weist eine Ausnehmung 38 auf, welche den Kontakt 34 wenigstens teilweise umschließt. Dargestellt ist auch ein Kontakt 36, welcher zum Teil von einer Ausnehmung 39 umschlossen ist. Die Kontakte 34 und 36 sind beispielsweise mittels Stanzen oder Laserschneiden aus dem Blech 18 erzeugt.The sheet 18 has a recess 38 on which the contact 34 at least partially encloses. Shown is also a contact 36 , which partly from a recess 39 is enclosed. The contacts 34 and 36 are for example by punching or laser cutting from the sheet 18 generated.

Das Blech 16 weist wie das Blech 18 Kontakte wie die Kontakte 34 und 36 auf, welche jeweils mit einem positiven Anschluss des Energiespeichers 3, beziehungsweise 5 verbunden sind.The sheet 16 points like the sheet metal 18 Contacts like the contacts 34 and 36 on, each with a positive connection of the energy storage 3 , respectively 5 are connected.

Von den Anschlüssen der Energiespeicher 3 und 5, insbesondere von der jeweiligen Schoopschicht, kann so Wärme über die Kontakte der Bleche 16 und 18, weiter über die abgewinkelten Blechabschnitte und die Stromschienen in einen mit der Stromschiene 12 über einen elektrisch isolierenden und thermisch leitfähigen Isolator 62 an ein Kühlelement 56 in Form eines Kühldoms abgeführt werden.From the connections of energy storage 3 and 5 , in particular of the respective Schoopschicht, so can heat over the contacts of the sheets 16 and 18 , continue over the angled sheet metal sections and the busbars in one with the busbar 12 via an electrically insulating and thermally conductive insulator 62 to a cooling element 56 be discharged in the form of a cooling dome.

Die Bleche 16 und 18 weisen jeweils beispielsweise eine Stärke von 0,8 Millimeter auf. Die Schoopschicht weist beispielsweise eine Stärke von 0,6 Millimeter auf.The sheets 16 and 18 For example, each have a thickness of 0.8 millimeters. The Schoop layer has, for example, a thickness of 0.6 millimeters.

2 zeigt eine Aufsicht auf die in 1 teilweise dargestellte Speichereinheit 1. Der Schnitt A-A ist dargestellt, welcher in 1 einen Einblick in das Innenleben der Speichereinheit 1 gewährt. 2 shows a view of the in 1 partly represented storage unit 1 , The section AA is shown which in 1 an insight into the inner workings of the storage unit 1 granted.

Dargestellt ist auch der in 1 bereits dargestellte Kühldom 56, sowie ein weiterer Kühldom 54.Shown is also the in 1 already shown cooling dome 56 , as well as another cooling dome 54 ,

Der Kühldom 56 ist über eine elektrisch isolierende und thermisch leitfähige Isolierschicht 62 mit einem Flächenbereich der Stromschiene 12 verbunden, wobei die Stromschiene 12 mit der Kontaktschiene, gebildet durch das Blech 16 elektrisch und thermisch verbunden ist. Der Kühldom 54 ist über eine elektrisch isolierende und thermisch leitfähige Isolationsschicht 60 mit einem Flächenbereich der Stromschiene 12 verbunden. So kann Wärme von der Stromschiene 12 über die Kühldome 54 und 56 abgeführt werden.The cooling dome 56 is via an electrically insulating and thermally conductive insulating layer 62 with a surface area of the busbar 12 connected, with the busbar 12 with the contact rail, formed by the sheet metal 16 electrically and thermally connected. The cooling dome 54 is via an electrically insulating and thermally conductive insulation layer 60 with a surface area of the busbar 12 connected. So can heat from the power rail 12 over the cooling dome 54 and 56 be dissipated.

Dargestellt ist auch der in 1 bereits dargestellte Kühlbalken 58 als Ausführungsform eines Kühlelements. Der Kühlbalken 58 weist zwei Enden auf, wobei der Kühlbalken 58 im Bereich eines ersten Endes mit einem Kühldom 50 thermisch verbunden ist und im Bereich des zweiten Endes mit einem Kühldom 52 verbunden ist. So kann Wärme von der Stromschiene 14, mit welcher der Kühlbalken 58 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende in thermischem Wirkkontakt steht, wirksam über den Kühlbalken 58 und weiter über die Kühldome 50 und 52 abgeführt werden. Die Stromschiene 12 ist mit einem äußeren elektrischen Anschluss 22 und einem weiteren äußeren elektrischen Anschluss 40 verbunden, wobei die Speichereinheit 1 über die Anschlüsse 40 und 22 mit einer Leistungsendstufe eines Elektromotors verbunden werden kann.Shown is also the in 1 already shown chilled beam 58 as an embodiment of a cooling element. The chilled beam 58 has two ends, the chilled beam 58 in the area of a first end with a cooling dome 50 is thermally connected and in the region of the second end with a cooling dome 52 connected is. So can heat from the power rail 14 with which the chilled beam 58 is in operative thermal contact between the first and second ends, effectively over the chilled beam 58 and on via the cooling dome 50 and 52 be dissipated. The busbar 12 is with an external electrical connection 22 and another external electrical connection 40 connected, the storage unit 1 over the connections 40 and 22 can be connected to a power output stage of an electric motor.

Die Speichereinheit 1 ist beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator, welcher mit der Leistungsendstufe des Elektromotors verbunden ist. Die Stromschiene 12 weist auch einen an diese angeformten Anschluss 44 zum Verbinden der Speichereinheit 1 mit einer Traktionsbatterie auf. Die Traktionsbatterie ist ausgebildet, den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen.The storage unit 1 is, for example, a link capacitor, which is connected to the power output stage of the electric motor. The busbar 12 also has a molded-on connector 44 for connecting the storage unit 1 with a traction battery on. The traction battery is designed to supply the electric motor with electrical energy.

Die Stromschiene 14 ist mit einem äußeren Anschluss 42 und dem in 1 bereits dargestellten äußeren Anschluss 20 verbunden. Die Speichereinheit 1 kann über die äußeren Anschlüsse 20 und 42 mit der bereits erwähnten Leistungsendstufe verbunden werden. Die Stromschiene 14 weist auch einen an die Stromschiene 14 angeformten äußeren Anschluss 46 zum Verbinden der Speichereinheit 1 mit der Traktionsbatterie auf. Die Traktionsbatterie kann so mit einem Pluspol mit der Schiene 14 und mit einem Minuspol mit der Schiene 12 verbunden werden.The busbar 14 is with an external connection 42 and in 1 already shown external connection 20 connected. The storage unit 1 can over the outer ports 20 and 42 be connected to the already mentioned power output stage. The busbar 14 also has a to the power rail 14 molded outer connection 46 for connecting the storage unit 1 with the traction battery on. The traction battery can do so with a positive pole to the rail 14 and with a negative pole with the rail 12 get connected.

Dargestellt ist auch ein Verbindungselement 31 und ein Verbindungselement 33. Das Verbindungselement 33 verbindet den Kühlbalken 58 mit dem Kühldom 52. Das Verbindungselement 31 verbindet das Gehäuse 45 mit dem Kühldom 52. So kann sowohl von dem Gehäuse 45 als auch über den Kühlbalken Wärme an den Kühldom 52 abgeführt werden. Der Wärmeübergangswiderstand von dem Inneren des in 1 bereits dargestellten Energiespeichers 3 beziehungsweise 5 ist jedoch zum Kühlbalken 58 hin kleiner als zum Gehäuse 45.Shown is also a connecting element 31 and a connecting element 33 , The connecting element 33 connects the chilled beam 58 with the cooling dome 52 , The connecting element 31 connects the housing 45 with the cooling dome 52 , So can both from the case 45 as well as over the chilled beam heat to the cooling dome 52 be dissipated. The heat transfer resistance of the interior of in 1 already shown energy storage 3 respectively 5 is however to the chilled beam 58 towards smaller than to the housing 45 ,

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren 70 zum Kühlen einer Speichereinheit mit wenigstens einem als Wickelkondensator ausgebildeten Energiespeicher. 3 shows an embodiment of a method 70 for cooling a storage unit with at least one energy storage designed as a wound capacitor.

In einem Schritt 72 wird über einen positiven und einen negativen elektrischen Anschluss des Energiespeichers Wärme, insbesondere Verlustwärme aus dem Inneren des Energiespeichers an einen elektrischen Anschluss des Energiespeichers abgeführt. In einem Schritt 74 wird die Wärme von dem Anschluss über eine elektrisch leitfähige Kontaktschiene, insbesondere ein Blech bis hin zu einem Bereich der Kontaktschiene, der ausserhalb eines Gehäuses der Speichereinheit liegt, weitergeleitet. Der Energiespeicher wird über die Kontaktschiene elektrisch geladen oder entladen.In one step 72 is dissipated via a positive and a negative electrical connection of the energy storage heat, in particular heat loss from the interior of the energy storage to an electrical connection of the energy storage. In one step 74 the heat from the terminal via an electrically conductive contact rail, in particular a metal sheet up to a region of the contact rail, which is outside a housing of the storage unit, forwarded. The energy storage is electrically charged or discharged via the contact rail.

In einem Schritt 76 wird die Wärme von der Kontaktschiene an ein Kühlelement weitergeleitet, das die Kontaktschiene thermisch leitend und elektrisch isolierend kontaktiert.In one step 76 the heat is passed from the contact rail to a cooling element, which contacts the contact rail thermally conductive and electrically insulating.

Claims (10)

Speichereinheit (1) zum Speichern elektrischer Energie, mit wenigstens einem Energiespeicher, welcher wenigstens einen positiven elektrischen Anschluss (10) und wenigstens einen negativen elektrischen Anschluss (11) aufweist und ausgebildet ist, über den positiven Anschluss (10) und den negativen Anschluss (11) mit elektrischer Energie aufgeladen und entladen zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass der positive Anschluss (10) und/oder der negative Anschluss (11) mindestens mittelbar mit einem Kühlelement (54, 56, 58) wirkverbunden ist, so dass über den elektrischen Anschluss (10, 11) Wärme an das Kühlelement (54, 56, 58) abgeführt werden kann.Storage unit ( 1 ) for storing electrical energy, with at least one energy store, which has at least one positive electrical connection ( 10 ) and at least one negative electrical connection ( 11 ) and is formed, via the positive terminal ( 10 ) and the negative connection ( 11 ) to be charged and discharged with electrical energy, characterized in that the positive terminal ( 10 ) and / or the negative connection ( 11 ) at least indirectly with a cooling element ( 54 . 56 . 58 ) is operatively connected, so that via the electrical connection ( 10 . 11 ) Heat to the cooling element ( 54 . 56 . 58 ) can be dissipated. Speichereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit (1) eine mit dem positiven Anschluss (10) verbundene Kontaktschiene (12, 16) und eine mit dem negativen Anschluss (11) verbundene Kontaktschiene (14, 18) aufweist, wobei die Kontaktschienen (12, 14, 16, 18) wenigstens mit einem Abschnitt aus einem die Energiespeicher und teilweise die Kontaktschienen (16, 18) aufnehmenden Gehäuse (45) der Speichereinheit (1) herausragen, wobei die Kontaktschienen (12, 14, 16, 18) auf dem Abschnitt mit einem Kühlelement (54, 56, 58) wenigstens thermisch leitend verbunden sind, so dass über die elektrischen Anschlüsse (10, 11) des Energiespeichers (3, 5) und über die Kontaktschienen (12, 14, 16, 18) Wärme aus dem Energiespeicher (3, 5) abgeführt werden kann.Storage unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the memory unit ( 1 ) one with the positive connection ( 10 ) connected contact rail ( 12 . 16 ) and one with the negative connection ( 11 ) connected contact rail ( 14 . 18 ), wherein the contact rails ( 12 . 14 . 16 . 18 ) at least with a portion of the energy storage and partly the contact rails ( 16 . 18 ) receiving housing ( 45 ) of the storage unit ( 1 protrude), wherein the contact rails ( 12 . 14 . 16 . 18 ) on the section with a cooling element ( 54 . 56 . 58 ) are connected at least thermally conductive, so that via the electrical connections ( 10 . 11 ) of the energy store ( 3 . 5 ) and via the contact rails ( 12 . 14 . 16 . 18 ) Heat from the energy store ( 3 . 5 ) can be dissipated. Speichereinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wämeübergangswiderstand von dem Energiespeicher (3, 5) zu einer Umgebung über das Gehäuse (45) größer ist als ein Wärmeübergangswiderstand von dem Energiespeicher (3, 5) über die Anschlüsse (10, 11) bis hin zu dem Kühlelement (54, 56, 58).Storage unit ( 1 ) according to claim 2, characterized in that a heat transfer resistance of the energy store ( 3 . 5 ) to an environment over the housing ( 45 ) is greater than a heat transfer resistance of the energy store ( 3 . 5 ) over the connections ( 10 . 11 ) to the cooling element ( 54 . 56 . 58 ). Speichereinheit (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) wenigstens mit einem Flächenabschnitt mit einem als Kühldom (54, 56) ausgebildeten Kühlelement thermisch verbunden ist.Storage unit ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) at least with a surface portion with a cooling dome ( 54 . 56 ) formed cooling element is thermally connected. Speichereinheit (1) nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) zwei einander gegenüberliegende Flächen aufweist und wenigstens auf einer Fläche vollflächig thermisch durch ein Kühlelement (58) kontaktiert ist. Storage unit ( 1 ) according to claim 2 to 4, characterized in that the contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) has two opposing surfaces and at least on a surface over its entire surface thermally by a cooling element ( 58 ) is contacted. Speichereinheit (1) nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) wenigstens auf einem Flächenabschnitt mit einer flacher Erstreckung zwischen zwei Kühlelementen (56, 58) angeordnet ist, wobei die Kühlelemente (56, 58) die Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) auf dem Flächenabschnitt zwischeneinander einschließen.Storage unit ( 1 ) according to claim 2 to 4, characterized in that the contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) at least on a surface portion with a flat extension between two cooling elements ( 56 . 58 ), wherein the cooling elements ( 56 . 58 ) the contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) on the surface portion between each other. Verfahren zum Abführen von Wärme aus einem elektrischen Energiespeicher (3, 5) einer Speichereinheit (1), bei dem über einen positiven elektrischen Anschluss (10) und einen negativen elektrischen Anschluss (11) des Energiespeichers (3, 5) Wärme, insbesondere Verlustwärme, aus dem Inneren des Energiespeichers (10, 11) an eine Wärmesenke (54, 56, 58) außerhalb der Speichereinheit (1) abgeführt wird.Method for removing heat from an electrical energy store ( 3 . 5 ) a storage unit ( 1 ), in which via a positive electrical connection ( 10 ) and a negative electrical connection ( 11 ) of the energy store ( 3 . 5 ) Heat, in particular heat loss, from the interior of the energy store ( 10 . 11 ) to a heat sink ( 54 . 56 . 58 ) outside the memory unit ( 1 ) is discharged. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Wärme von dem Anschluss (10, 11) über eine Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) an die Wärmesenke (54, 56, 58) abgeführt wird.The method of claim 7, wherein the heat from the port ( 10 . 11 ) via a contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) to the heat sink ( 54 . 56 . 58 ) is discharged. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) von einem Kühlelement (54, 56, 58) als Wärmesenke kontaktiert wird.Method according to Claim 7 or 8, in which the contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) of a cooling element ( 54 . 56 . 58 ) is contacted as a heat sink. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, bei dem die Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) wenigstens auf einem Flächenabschnitt mit einer flacher Erstreckung zwischen zwei Kühlelementen (56, 58) eingeschlossen ist, wobei die Wärme von der Kontaktschiene (12, 14, 16, 18) an die Kühlelemente (56, 58) abgeführt wird.Method according to Claims 7 to 9, in which the contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) at least on a surface portion with a flat extension between two cooling elements ( 56 . 58 ), whereby the heat from the contact rail ( 12 . 14 . 16 . 18 ) to the cooling elements ( 56 . 58 ) is discharged.
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