DE102012218750A1

DE102012218750A1 - Control device for use in battery module for controlling temperature of e.g. lithium ion cell of hybrid car, has pipe section exhibiting gradient along edge area of heat guide plate and resting on edge area in gradient along edge area

Info

Publication number: DE102012218750A1
Application number: DE201210218750
Authority: DE
Inventors: Thomas Kittel; Alexander Frömelt; Sebastian Oppermann; Elena Shindyakina
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: DE102012218750B4

Abstract

The device (1) has a heat guide plate (2) heat conductively connectable with an outer surface of an energy storage unit over a contact surface (3) of the heat guide plate. A pipe (4) conducts a fluid medium and is heat conductively with the heat guide plate. The heat guide plate comprises an edge area (5) outside the contact surface. The pipe comprises a pipe section (6) that exhibits a gradient along the edge area and rests on the edge area in the gradient along the edge area. The edge area comprises a width that is smaller than a triple maximum outer diameter of the pipe section. Independent claims are also included for the following: (1) a battery module (2) a method for manufacturing a control device for controlling a temperature of an energy storage unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren mindestens eines Energiespeichers gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, sowie ein Batteriemodul mit mehreren solchen Vorrichtungen und mit mehreren Energiespeichern. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung. The invention relates to a device for tempering at least one energy store according to the preamble of the main claim, and a battery module with a plurality of such devices and with a plurality of energy storage devices. The invention also relates to a method for producing such a device.

Für die Bereitstellung der zum Antrieb eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, benötigten Energie werden in der Regel Energiespeicher verwendet. Als Energiespeicher kommen insbesondere im Fall eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs elektrische Energiespeicher in Frage, wie elektrostatische Energiespeicher und elektrochemische Energiespeicher. Spezielle Beispiele sind galvanische Zellen (z.B. Lithium-Ionen-Zellen, Bleibatterien, Zink/Luft-Zellen, Lithium/Luft-Zellen, Nickelmetallhydridzellen) und Kondensatoren (z.B. Doppelschichtkondensatoren – Double Layer Condensators, DLC) oder auch Brennstoffzellen. Typischerweise werden für die Bereitstellung ausreichender Betriebsspannung und zur Erfüllung von im Betrieb auftretenden Energie- und Leistungsanforderungen Energiespeicher miteinander zu einer Batterie verbunden, beispielsweise durch paralleles oder serielles Verschalten der Energiespeicher. For the provision of the power required to drive a vehicle, such as a hybrid or electric vehicle, energy storage are used as a rule. As an energy storage, in particular in the case of a hybrid or electric vehicle, electrical energy storage devices are in question, such as electrostatic energy storage and electrochemical energy storage. Specific examples are galvanic cells (e.g., lithium ion cells, lead acid batteries, zinc / air cells, lithium / air cells, nickel metal hydride cells) and capacitors (e.g., double layer capacitors, DLCs) or even fuel cells. Typically, for the provision of sufficient operating voltage and for meeting energy and power requirements occurring during operation, energy stores are connected to one another in a battery, for example by parallel or serial connection of the energy stores.

Bei dem Betrieb solcher Energiespeicher ist es in der Regel erforderlich, dass die Temperatur der Energiespeicher innerhalb eines vorgegebenen Soll-Bereichs gehalten wird oder zumindest vorgegebene Grenztemperaturen nicht überschreitet bzw. nicht unterschreitet. Dies soll möglichst auch bei starken Wärmeentwicklungen im Energiespeicher, wie etwa während Leistungsspitzen, also bei sehr starken Entladeströmen, und schnellen Ladevorgängen, also beispielsweise bei sehr hohen Ladeströmen, gewährleistet sein. In the operation of such energy storage, it is usually necessary that the temperature of the energy storage is kept within a predetermined target range or at least does not exceed predetermined limit temperatures or not falls below. This should be ensured as possible even with strong heat developments in the energy storage, such as during power peaks, ie at very high discharge currents, and fast charging, so for example at very high charging currents.

Eine Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie mehrerer elektrischer Energiespeicher eines Fahrzeugs ist beispielsweise aus DE 10 2009 029 629 A1 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung umfasst von einem Wärmeträger durchströmbare und als Mehrkanalrohre ausgestaltete Flachrohre sowie ein Sammelrohr und eine Verteilerrohr. Diese Rohre sind so miteinander verbunden sind, dass ein Halterahmen ausgebildet ist mit Kammern zum Aufnehmen der Energiespeicher in die Kammern. Die Vorrichtung kann außerdem die Kammern Wärmeleitbleche aufweisen, die dazu dienen die Kammern zu segmentieren und eine flächige Kontaktierung mit der Oberfläche der Batterieeinheiten zu ermöglichen. Auf jedem der Wärmeleitbleche sind jeweils mehrere der Merkanalflachrohre wärmeleitend verbunden, wodurch außerdem eine Wärmeübertragung zwischen den Mehrkanalflachrohren erzielt werden soll. An apparatus for cooling a battery of a plurality of electrical energy storage devices of a vehicle is, for example DE 10 2009 029 629 A1 known. The apparatus described therein comprises flat tubes through which a heat transfer medium can flow and which are designed as multi-channel tubes, as well as a collecting tube and a distributor tube. These tubes are connected to each other so that a holding frame is formed with chambers for receiving the energy storage in the chambers. The device can also have the chambers heat conducting plates, which serve to segment the chambers and to allow a surface contact with the surface of the battery units. Each of the Wärmeleitbleche each of the Merkanalflachrohre are thermally conductively connected, which also heat transfer between the Mehrkanalflachrohren is to be achieved.

Nachteilig an bekannten Vorrichtungen zum Temperieren von Energiespeichern ist, dass sie viel Bauraum einnehmen und außerdem aufwendig und teuer in der Herstellung sind. A disadvantage of known devices for controlling the temperature of energy storage is that they take up much space and are also complicated and expensive to manufacture.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Temperieren eines oder mehrerer Energiespeicher zu schaffen, die möglichst platzsparend ist und sich einfach und kostengünstig herstellen lässt. Es soll außerdem ein Batteriemodul mit mehreren Energiespeichern vorgeschlagen werden, das ein Temperieren der Energiespeicher ermöglicht und gleichzeitig platzsparend ist und kostengünstig und einfach hergestellt werden kann. Entsprechend ist auch ein kostengünstiges und einfaches Herstellungsverfahren für eine solche Vorrichtung vorzuschlagen. It is therefore an object of the present invention to provide a device for tempering one or more energy storage, which is as space-saving and can be easily and inexpensively. It should also be proposed a battery module with multiple energy storage, which allows a temperature control of the energy storage and at the same time saves space and can be produced inexpensively and easily. Accordingly, a cost-effective and simple production method for such a device is to be proposed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, durch ein Batteriemodul und durch ein Herstellungsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weiterentwicklungen und spezielle Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a device, by a battery module and by a manufacturing method according to the independent claims. Further developments and specific embodiments will become apparent from the features of the dependent claims.

Eine hier beschriebene Vorrichtung zum Temperieren eines oder mehrerer Energiespeicher, beispielsweise von Energiespeichern der eingangs genannten Art bzw. der eingangs genannten Beispiele, umfasst ein Wärmeleitblech, das auch als Kühlfinne bezeichnet werden kann, das über mindestens eine Kontaktfläche des Wärmeleitblechs mit einer Außenfläche einer oder mehrerer der Energiespeicher wärmeleitend verbindbar ist. Die Vorrichtung umfasst außerdem ein Rohr zum Leiten eines fluiden Mediums aufweist, wobei das Medium eine Flüssigkeit oder aber auch ein Gas sein kann. Das Rohr ist mit dem Wärmeleitblech wärmeleitend verbunden. A device described here for controlling the temperature of one or more energy stores, for example of energy stores of the type mentioned above or the examples mentioned above, comprises a heat conduction, which can also be referred to as a cooling fin, the at least one contact surface of the heat conducting plate with an outer surface of one or more the energy storage is thermally conductive connectable. The device also comprises a tube for conducting a fluid medium, wherein the medium may be a liquid or else a gas. The tube is thermally conductively connected to the heat conducting plate.

Jede der genannten mindestens einen Kontaktfläche ist typischerweise räumlich zusammenhängend und vorzugsweise eben ausgestaltet und außerdem möglichst groß, um eine möglichst effektive Wärmeübertragung zwischen dem mindestens einen Energiespeicher und dem Wärmeleitblech zu ermöglichen. Typischer Weise grenzt das Wärmeleitblech mit dieser mindestens einen Kontaktfläche direkt an den Energiespeicher oder an die Energiespeicher an. Each of the mentioned at least one contact surface is typically spatially contiguous and preferably flat and also as large as possible in order to allow the most effective heat transfer between the at least one energy storage and the heat conduction. Typically, the heat-conducting sheet with this at least one contact surface directly adjoins the energy store or the energy store.

Der Rohrabschnitt liegt vorzugsweise flächig an dem Randbereich an. Der Rohrabschnitt ist wärmeübertragend mit dem Randbereich verbunden, wobei dies durch unmittelbaren physischen Kontakt, vorzugsweise flächig oder auch linien- oder punktförmig, zwischen Rohrabschnitt und Randbereich vorgesehen sein kann. Eine wärmeübertragende Verbindung zwischen Rohrabschnitt und Kontaktfläche kann durch die direkte anliegende Anordnung von Rohrabschnitt und Kontaktfläche vorgesehen sein und kann ferner durch wärmeübertragendes Material unterstützt sein, das Stellen des Rohrabschnitts mit Stellen der Kontaktfläche verbindet, an denen der Rohrabschnitt und die Kontaktfläche nicht unmittelbar physisch aneinanderstoßen. Als direktes Aufliegen des Rohrabschnitts auf dem Randbereich wird aufgrund der dadurch vorgesehenen wärmeübertragenden Verbindung auch eine Anordnung vorgesehen sein, bei der der Rohrabschnitt über ein wärmeleitendes Material, etwa über ein (vorzugsweise elastisches) Wärmepad oder über eine (vorzugsweise elastische) Wulst, mit dem Randbereich verbunden ist. Das Material verbindet daher den Rohrabschnitt mit dem Randbereich in physischer Weise, und stellt insbesondere eine wärmeübertragende Verbindung her, die den Rohrabschnitt direkt mit dem Randbereich der Kontaktfläche in mechanischer Weise und insbesondere in wärmeübertragender Weise verbindet. The pipe section is preferably flat against the edge region. The pipe section is heat-transmitting connected to the edge region, which may be provided by direct physical contact, preferably flat or even line or punctiform, between pipe section and edge region. A heat-transferring connection between pipe section and contact surface can be provided by the direct fitting arrangement of pipe section and contact surface and may be further assisted by heat transfer material that connects locations of the pipe section to locations of the contact surface where the pipe section and the contact surface do not physically abut one another. As a direct resting of the pipe section on the edge region, an arrangement is provided due to the heat transfer compound provided thereby, in which the pipe section via a thermally conductive material, such as a (preferably elastic) heat pad or a (preferably elastic) bead, with the edge region connected is. The material therefore physically bonds the pipe section to the edge region and in particular produces a heat-transferring connection which connects the pipe section directly to the edge region of the contact surface in a mechanical manner and in particular in a heat-transferring manner.

Das durch das Rohr geleitete Medium hat die Funktion, von den Energiespeichern an das Wärmeleitblech abgegebene Wärme aufzunehmen und abzutransportieren, um so die Energiespeicher zu kühlen. Es ist außerdem bei Bedarf möglich, mittels des Mediums Wärmeenergie in die Vorrichtung zu transportieren und auf die Energiespeicher zu übertragen, um die Energiespeicher zu erwärmen. In der Regel ist es im Betrieb des Energiespeichers, beispielsweise bei der Energieversorgung eines Antriebs eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, häufiger erforderlich, die Energiespeicher zu kühlen als sie zu erwärmen. The medium conducted through the tube has the function of absorbing and removing heat emitted by the energy stores to the heat conducting plate so as to cool the energy stores. It is also possible, if necessary, to transport heat energy into the device by means of the medium and to transfer it to the energy stores in order to heat the energy stores. As a rule, in the operation of the energy store, for example in the power supply of a drive of an electric or hybrid vehicle, it is more frequently necessary to cool the energy stores than to heat them.

Ein Aspekt des hier beschriebenen Konzepts ist es, dass das Wärmeleitblech außerhalb der Kontaktfläche einen Randbereich aufweist und dass das Rohr einen Rohrabschnitt umfasst, wobei dieser Rohrabschnitt einen Verlauf entlang des Randbereichs hat. Dies bedeutet, dass der Rohrabschnitt entlang des Randbereichs verläuft. Gleichzeitig, also in diesem Verlauf entlang des Randbereichs, liegt der Rohrabschnitt flächig auf dem Randbereich auf. Hierbei berührt also der Rohrabschnitt mit einer dem Randbereich zugewandten Außenfläche des Rohrabschnitts eine dem Rohrabschnitt zugewandte Außenfläche des Randbereichs. In dem genannten Verlauf verläuft der Rohabschnitt vorzugsweise kontinuierlich und durchgängig entlang des Randbereichs. In Ausführungsformen, in denen der Randbereich eine oder mehrere Lücken aufweist, überbrückt der Rohrabschnitt diese Lücken vorzugsweise entlang eines möglichst kurzen und direkten Weges. Der genannte Verlauf des Rohrabschnitts ist typischerweise außerdem auch parallel zu der dem Rohrabschnitt zugewandten Außenfläche des Randbereichs. Vorzugsweise umläuft dieser Randbereich die mindestens eine Kontaktfläche ringsum vollständig oder zumindest teilweise. Vorzugsweise liegt das Rohr ausschließlich mit diesem Rohrabschnitt auf dem Wärmeleitblecht auf und somit ausschließlich in dem genannten Randbereich außerhalb des Kontaktbereichs. One aspect of the concept described here is that the heat conduction sheet outside the contact surface has an edge region and that the tube comprises a pipe section, wherein this pipe section has a course along the edge region. This means that the pipe section runs along the edge region. At the same time, ie in this course along the edge region, the pipe section lies flat on the edge region. In this case, therefore, the pipe section with an outer surface of the pipe section facing the edge region contacts an outer surface of the edge region facing the pipe section. In the mentioned course, the rough section preferably runs continuously and continuously along the edge region. In embodiments in which the edge region has one or more gaps, the pipe section preferably bridges these gaps along as short and direct a path as possible. In addition, said course of the pipe section is typically also parallel to the outer surface of the edge region facing the pipe section. Preferably, this edge region runs around the at least one contact surface completely or at least partially. Preferably, the tube rests exclusively with this pipe section on the Wärmeleitblecht and thus only in said edge region outside the contact area.

Indem der auf dem Wärmeleitblech aufliegende Rohrabschnitt auf dem Randbereich aufliegt, liegt er also außerhalb des Kontaktbereichs auf dem Wärmeleitblech auf bzw. außerhalb eines Bereichs des Wärmeleitblech, der auf einer dem Kontaktbereich entgegengesetzten Seite des Wärmeleitblechs angeordnet ist. Auf diese Weise wird zum einen ein einfacher Aufbau der Vorrichtung und gleichzeitig eine effektive Wärmeübertragung zwischen dem in dem Rohr geführten Medium und dem mindestens einen an die Kontaktfläche(n) angrenzenden Energiespeicher ermöglicht. Zudem ist es möglich, dass das Wärmeleitblech auf zwei einander entgegengesetzten Seiten, im Folgenden auch als Vorderseite und Rückseite des Wärmeleitblechs bezeichnet, jeweils eine der mindestens einen Kontaktfläche aufweist, wobei der genannte Randbereich des Wärmeleitblechs jeweils außerhalb beider dieser Kontaktflächen angeordnet ist. Dann kann über sehr kurze Wege hinweg eine effektive Wärmeübertragung zwischen dem in dem Rohr geführten Medium und an diese Kontaktflächen angrenzende Energiespeicher erzielt. Dabei wird beim Kühlen der Energiespeicher die Wärme von beiden Energiespeichern auf beide Kontaktflächen auf der Vorder- und der Rückseite übertragen, in dem Wärmeleitblech zunächst zu dem Randbereich nach außen weitergeleitet und von dort aus auf den Rohrabschnitt und das darin enthaltene Medium übertragen. Bei einem Kühlen verläuft die Wärmeübertragung in entgegengesetzter Richtung. In einer typischen und besonders einfach herstellbaren Ausführungsform ist das Wärmeleitblech vollständig, zumindest im Randbereich eben bzw. plan ausgestaltet. Auch die kontaktflächen sind typischerweise plan eben und plan ausgestaltet. In diesem Fall verläuft der Rohrabschnitt, möglicherweise auf das gesamt Rohr, vollständig parallel zu der Kontaktfläche. Es ist außerdem möglich, dass der Randbereich durch Umformen bzw. Umbiegen des Wärmeleitblechs aus einer durch die Kontaktflächen definierten Ebene herausgebogen ist. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Vertiefung der Kontaktfläche gegenüber dem Randbereich und somit eine bessere Fixierung des Energiespeichers erzielt werden. Das Wärmeleitblech kann beispielsweise als ein Stanz-Biegeteil gegeben sein bzw. in einem Stanz-Biege-Verfahren hergestellt werden. Außerdem kann der Randbereich Halteelemente aufweisen zum Halten und Fixieren des Rohrs an dem Wärmeleitblech. By resting on the heat conduction plate pipe section rests on the edge region, it is thus outside of the contact region on the heat conduction on or outside a region of the heat conduction, which is disposed on a side opposite the contact region of the heat conducting. In this way, on the one hand a simple construction of the device and at the same time an effective heat transfer between the guided in the tube medium and the at least one of the contact surface (s) adjacent energy storage is possible. In addition, it is possible that the heat conduction on two opposite sides, hereinafter also referred to as the front and back of the Wärmeleitblechs, each having one of the at least one contact surface, said edge region of the Wärmeleitblechs is arranged in each case outside of these contact surfaces. Then can be achieved over very short distances effective heat transfer between the guided in the medium and the medium adjacent to these contact surfaces energy storage. In this case, the heat is transferred from both energy storage devices on both contact surfaces on the front and the back when cooling the energy storage, in the heat conduction first forwarded to the edge region to the outside and transmitted from there to the pipe section and the medium contained therein. When cooled, the heat transfer is in the opposite direction. In a typical and particularly easy to manufacture embodiment, the heat conducting is completely, at least in the edge region designed flat or plan. The contact surfaces are also typically planar and flat. In this case, the pipe section, possibly the entire pipe, runs completely parallel to the contact surface. It is also possible that the edge region is bent out by forming or bending the Wärmeleitblechs from a plane defined by the contact surfaces. In this way, for example, a depression of the contact surface with respect to the edge region and thus a better fixation of the energy storage can be achieved. The heat conduction sheet can be given for example as a stamped and bent part or be produced in a stamping and bending process. In addition, the edge region may have holding elements for holding and fixing the tube to the heat conducting plate.

Indem der Rohrabschnitt auf dem Randbereich und somit außerhalb der Kontaktfläche verläuft und nicht über diese hinweg, erlaubt die Vorrichtung außerdem – in einer Richtung senkrecht zu der Kontaktfläche – eine räumlich sehr kompakte Anordnung der Vorrichtung relativ zu dem mindestens einen Energiespeicher, da der Energiespeicher direkt und großflächig an die Kontaktfläche angrenzen kann und das Rohr nicht zwischen der Kontaktfläche und dem an diese Kontaktfläche angrenzenden Energiespeicher angeordnet ist. By the pipe section extends on the edge region and thus outside the contact surface and not over this, the device also allows - in a direction perpendicular to the contact surface - a spatially very compact arrangement of the device relative to the at least one energy storage, as the energy storage directly and can be adjacent to the contact surface over a large area and the tube is not arranged between the contact surface and the energy store adjacent to this contact surface.

Diese Vorteile übertragen sich entsprechend auch auf das hier vorgeschlagene Batteriemodul, welches mehrere solche Vorrichtungen und mehreren Energiespeicher umfasst, wobei jeder der Energiespeicher an mindestens eine der Kontaktflächen der Vorrichtungen flächig angrenzt. These advantages are correspondingly also transferred to the battery module proposed here, which comprises a plurality of such devices and a plurality of energy stores, wherein each of the energy stores flatly adjoins at least one of the contact surfaces of the devices.

Vorzugsweise ist der Rohrabschnitt möglichst in der Nähe des äußersten Rands des Wärmeleitblechs angeordnet, um auf diese Weise eine möglichst große Kontaktfläche umlaufen zu können, ohne dabei über diese Kontaktfläche hinweg zu verlaufen. Um dies zu ermöglichen, weist der Randbereich eine möglichst geringe Breite auf. Die Breite des Randbereichs an einer gegebenen Stelle des Randbereichs wird parallel zur Kontaktfläche und senkrecht zum Verlauf des Rohrabschnitts an dieser Stelle gemessen. Vorzugsweise ist die Breite des Randbereichs an keiner Stelle größer, also überall kleiner, als

– das Dreifache, besonders bevorzugt kleiner als das Doppelte, des maximalen Außendurchmesser des Rohrabschnitts,
– 10%, besonders bevorzugt kleiner als 5%, der Länge einer Längsseite des Wärmeleitblechs oder
– 3 cm, besonders bevorzugt kleiner als 2 cm.

Preferably, the pipe section is arranged as close as possible to the outermost edge of the Wärmeleitblechs, in order to be able to rotate as large a contact surface in this way, without extending over this contact surface away. To make this possible, the edge region has the smallest possible width. The width of the edge region at a given point of the edge region is measured parallel to the contact surface and perpendicular to the course of the pipe section at this point. Preferably, the width of the edge region at any point larger, so everywhere smaller than

Three times, more preferably less than twice, the maximum outer diameter of the tube section,
- 10%, more preferably less than 5%, the length of a longitudinal side of the Wärmeleitblechs or
- 3 cm, more preferably less than 2 cm.

In einer besonders einfach herstellbaren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die an die Außenfläche des Randbereichs flächig anliegende Außenfläche des Rohrabschnitts mit dieser Außenfläche des Randbereichs stoffschlüssig verbunden ist, vorzugsweise durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen. Es ist ebenso einfach möglich, dass die an die Außenfläche des Randbereichs flächig anliegende Außenfläche des Rohrabschnitts mit dieser Außenfläche des Randbereichs durch Verklemmen, Verpressen oder Quetschen verbunden ist. Entsprechend sieht das hier vorgeschlagene Herstellungsverfahren vor, dass eine an den Randbereich flächig anliegende Außenfläche des Rohrabschnitts mit dem Randbereichs stoffschlüssig verbunden wird, vorzugsweise durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen, oder mit dem Randbereich verbunden wird durch Verklemmen, Verpressen oder Quetschen mit dem Randbereich. In an embodiment which can be produced in a particularly simple manner, it is provided that the outer surface of the pipe section lying flat against the outer surface of the edge region is adhesively bonded to this outer surface of the edge region, preferably by gluing, soldering or welding. It is also easily possible for the outer surface of the pipe section, which surface area adjoins the outer surface of the edge region, to be connected to this outer surface of the edge region by jamming, pressing or squeezing. Accordingly, the production method proposed here provides that an outer surface of the pipe section lying flat against the edge region is adhesively bonded to the edge region, preferably by gluing, soldering or welding, or connected to the edge region by jamming, pressing or squeezing with the edge region.

In einer Ausführungsform weist der Rohrabschnitt in dem genannten Verlauf Teilabschnitte auf, die entlang des Randbereichs gebogen sind. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass der genannte Verlauf beibehalten wird und die Kontaktfläche durch den Rohrabschnitt vollständig oder zumindest teilweise ringsum umlaufen wird. Dabei können die gebogenen Teilabschnitte entlang einer gemeinsamen Umlaufrichtung um die Kontaktfläche gebogen sein. Außerdem ist es möglich, dass jeder der gebogenen Teilabschnitte einen Krümmungswinkel aufweist und dass eine Gesamtsumme der Krümmungswinkel mindestens 170° oder mindestens 260° beträgt. Im Fall einer Gesamtsumme zwischen 170° und 190°, d.h. von etwa 180°, kann beispielsweise ein U-förmiger Verlauf des Rohrabschnitts erzielt werden. Im Fall einer Gesamtsumme von etwa 270° kann erzielt werden, dass der Rohrabschnitt die Kontaktfläche ringsum vollständig umläuft. In one embodiment, the pipe section in the said course has partial sections which are bent along the edge region. In this way it can be achieved that the said course is maintained and the contact surface is completely or at least partially circulated through the pipe section all around. In this case, the bent sections may be bent along a common direction of rotation about the contact surface. In addition, it is possible that each of the bent portions has an angle of curvature, and that a total sum of the angles of curvature is at least 170 ° or at least 260 °. In the case of a total between 170 ° and 190 °, i. of about 180 °, for example, a U-shaped course of the pipe section can be achieved. In the case of a total of about 270 ° can be achieved that the pipe section completely surrounds the contact surface all around.

Ferner ist es möglich, beispielsweise in dem typischen Fall rechtwinklig ausgestalteter Kontaktflächen, dass der Rohrabschnitt in dem genannten Verlauf gerade Teilabschnitte aufweist, wobei die geraden Teilabschnitte durch die gebogenen Teilabschnitte miteinander verbunden sind. Furthermore, it is possible, for example in the typical case of rectangularly configured contact surfaces, for the pipe section to have straight sections in said path, the straight sections being connected to one another by the bent sections.

Typischerweise weist das Rohr an einem ersten Ende des Rohres einen Vorlaufanschluss auf zum Anschließen des Rohrs an eine Zuführleitung zum Zuführen des Mediums in das Rohr und weist das Rohr außerdem an einem zweiten Ende des Rohres einen Rücklaufanschluss auf zum Anschließen des Rohrs an eine Rückführleitung zum Rückführen des Mediums aus dem Rohr, wobei der Rohrabschnitt den Vorlaufanschluss mit dem Rücklaufanschluss vorzugsweise durchgängig verbindet. Typically, at a first end of the tube, the tube has a flow port for connecting the tube to a supply line for supplying the medium into the tube, and the tube also has a return port at a second end of the tube for connecting the tube to a return line for return the medium from the pipe, wherein the pipe section connects the flow connection with the return connection preferably continuously.

Dabei ist es möglich, dass der Vorlaufanschluss und der Rücklaufanschluss freitragend von dem Randbereich des Wärmleitblechs abstehen. Dann schmiegt sich das Rohr ausgehend von dem Vorlaufanschluss in einem ersten Kontaktpunkt zwischen dem Rohr und dem Wärmeleitblech an den Randbereich an und geht in diesem Kontaktpunkt in den genannten Rohrabschnitt über. Außerdem schmiegt sich das Rohr ausgehend von dem Rücklaufanschluss an den Randbereich in einem letzten Kontaktpunkt zwischen dem Rohr und dem Wärmeleitblech an und geht in diesem letzten Kontaktpunkt in den genannten Rohrabschnitt über. Vorzugsweise beträgt ein Abstand zwischen dem ersten Kontaktpunkt und dem letzten Kontaktpunkt weniger als

– das Fünffache, besonders bevorzugt weniger als das Vierfache, des maximalen Außendurchmesser des Rohrabschnitts,
– 15%, besonders bevorzugt weniger als 10%, einer maximalen Länge oder eines maximalen Durchmessers der Kontaktfläche oder
– 3cm, besonders bevorzugt weniger als 2 cm.

It is possible that the flow connection and the return connection cantilevered from the edge region of the heat baffle. Then, the tube nestles starting from the flow connection in a first contact point between the tube and the heat conducting to the edge region and is in this contact point in the said pipe section. In addition, the tube nestles from the return port to the edge region in a last point of contact between the tube and the heat conduction and passes in this last point of contact in the said pipe section. Preferably, a distance between the first contact point and the last contact point is less than

Five times, more preferably less than four times, the maximum outer diameter of the tube section,
- 15%, more preferably less than 10%, of a maximum length or a maximum diameter of the contact surface or
- 3cm, more preferably less than 2 cm.

Je kleiner dieser Abstand ist, umso vollständiger umläuft das Rohr die Kontaktfläche und umso besser und effektiver ist damit die thermische Kopplung zwischen dem Medium um der Kontaktfläche. Es ist aber auch möglich, mit einem U-förmigen Verlauf des Rohrabschnitts bereits eine ausreichende thermische Kopplung zu erzielen. The smaller this distance, the more complete the tube rotates around the contact surface and the better and more effective is the thermal coupling between the medium around the contact surface. But it is also possible to achieve a sufficient thermal coupling with a U-shaped course of the pipe section.

Das Rohr weist zumindest im Rohrabschnitt vorzugsweise einen länglichen Querschnitt auf, beispielsweise in der Form eines Langlochs, um auf diese Weise eine möglichst große Kontaktfläche und somit eine möglichst gute thermische Kopplung zwischen dem Rohrabschnitt und dem Wärmeleitblech zu erzielen. The tube preferably has an elongate cross-section, for example in the form of a slot, at least in the tube section, in order in this way to achieve the largest possible contact surface and thus the best possible thermal coupling between the tube section and the heat-conducting plate.

Bei dem hier vorgeschlagenen Batteriemodul weist jede der Vorrichtungen typischerweise auf zwei einander entgegengesetzten Seiten des Wärmeleitblechs dieser Vorrichtung jeweils eine der Kontaktflächen aufweist, wobei an beide dieser Kontaktflächen jeweils einer der Energiespeicher flächig angrenzt. Auf diese Weise wird ein besonders kompakter Aufbau des Batteriemoduls und gleichzeitig eine besonders gute thermische Kopplung zwischen dem Medium und den Energiespeichern erzielt. In the case of the battery module proposed here, each of the devices typically has in each case one of the contact surfaces on two mutually opposite sides of the heat conducting plate of this device, wherein one of the energy stores adjoins both of these contact surfaces in a planar manner. In this way, a particularly compact design of the battery module and at the same time a particularly good thermal coupling between the medium and the energy storage is achieved.

Ein kompakter Aufbau kann außerdem erzielt werden, indem die Wärmeleitbleche der Vorrichtungen in einer reihenartigen Abfolge hintereinander angeordnet sind. Es ist ferner möglich, dass die Randbereiche der Wärmeleitbleche an zumindest zwei einander gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Wärmeleitblechs Verbreiterungen aufweisen. Diese Verbreiterungen können ausgestaltet sein, in der genannten reihenartigen Abfolge miteinander eine oder mehrere mechanisch stabilisierende Außenwände des Batteriemoduls auszubilden. Hierfür sind die Kontaktflächen der Wärmeleitbleche vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet und sind ferner die Verbreiterungen der Randbereiche senkrecht zu den Kontaktflächen ausgerichtet sind. Diese Außenwände können ausgestaltet sein, benachbarte Wärmeleitbleche in dem Batteriemodul miteinander mechanisch zu verbinden. Zu diesem Zweck können sie entsprechende Verbindungselemente, wie etwa Ausbuchtungen, Rastnasen und entsprechende Aufnahmen aufweisen. A compact construction can also be achieved by arranging the heat conducting plates of the devices in a row-like sequence one behind the other. It is also possible that the edge regions of the heat conducting plates on at least two opposite sides of the respective Wärmeleitblechs have broadening. These widenings can be configured to form one or more mechanically stabilizing outer walls of the battery module with one another in the said series-like sequence. For this purpose, the contact surfaces of the Wärmeleitbleche are preferably aligned parallel to each other and are also the widenings of the edge regions are aligned perpendicular to the contact surfaces. These outer walls may be configured to mechanically interconnect adjacent heat conducting plates in the battery module. For this purpose, they can have corresponding connecting elements, such as bulges, locking lugs and corresponding receptacles.

Das Wärmeleitblech und das Rohr sind typischerweise aus einem Metall gefertigt. Im Prinzip können diese Bauteile aber auch aus anderen möglichst wärmeleitenden Materialiengefertigt sind. Außerdem kann das Wärmeleitblech und/oder das Rohr Beschichtungen aufweisen, welche durch eine Wärmevermittlermasse, ein Lot oder ein Klebstoff und/oder eine Dichtungsmasse gegeben sein können. The heat conducting sheet and the pipe are typically made of a metal. In principle, however, these components can also be made of other heat-conducting materials as possible. In addition, the heat conduction plate and / or the tube may have coatings, which may be given by a heat transfer agent, a solder or an adhesive and / or a sealant.

Der Übersichtlichkeit halber seien an diese Stelle die wichtigsten Vorteile und Funktionen der Vorrichtung und des Batteriemoduls und der hier beschriebenen Weiterentwicklungen und speziellen Ausführungsformen genannt:

– kompakte, flache Bauweise
– sehr einfache Bauteile
– sehr einfacher Aufbau und Produktion
– Kühlkanal kann platzsparend im Bereich bzw. entlang eines äußeren umlaufenden Randes des Energiespeichers verlaufen. Dieser Rand kann bspw. eine Siegelnaht sein, wie etwa im Fall eines als sogenannte Pouchzelle (auch Coffee-bag Zelle genannt) ausgestalteten Energiespeichers.
– sichere Abdichtung auch eines flüssigen Mediums
– geringes Gewicht
– sehr gute Skalierbarkeit in verschiedenen Richtungen und leichte Skalierbarkeit des Durchflusses des Mediums durch das Rohr
– Kurze Entfernung von der Mitte des Energiespeichers (Zellmitte) zum Rohr (Kühlkanal)
– eine eben und möglichst große Kontaktfläche, insbesondere zum Verkleben der Energiespeicher mit dem Wärmeleitblech
– Ausprägung des Wärmeleitblechs als Zellaufnahme zur Positionierung von mindestens einem Energiespeicher
– Aufnahme für das Kühlrohr durch eine das Rohr mechanisch fixierende Ausformung des Randbereichs des Wärmeleitblechs und/oder durch Löten, Schweißen, Quetschen, Kleben etc.
– Ausprägung (Verbreiterungen am Randbereich) zum Verbinden von mehreren Wärmeleitblechen innerhalb eines Batteriemoduls, bspw. durch Ineinanderstecken der Wärmeleitbleche. Zusätzlich oder alternativ können die Wärmeleitbleche auch miteinander verbunden werden durch Schweißen, Löten, Kleben, Klemmen etc.

For the sake of clarity, the most important advantages and functions of the device and of the battery module and of the further developments and specific embodiments described here are to be mentioned here:

- compact, flat design
- very simple components
- very simple construction and production
- Cooling channel can save space in the area or along an outer circumferential edge of the energy store. This edge may, for example, be a sealed seam, as in the case of a so-called pouch cell (also called a coffee-bag cell) designed energy storage.
- Safe sealing of a liquid medium
- low weight
- Very good scalability in different directions and easy scalability of the flow of the medium through the pipe
- Short distance from the middle of the energy store (cell center) to the tube (cooling channel)
- A flat and the largest possible contact surface, in particular for bonding the energy storage with the Wärmeleitblech
- Characterization of the Wärmeleitblechs as a cell receptacle for positioning of at least one energy storage
- Recording for the cooling tube by a mechanically fixing the tube molding of the edge region of the Wärmeleitblechs and / or by soldering, welding, squeezing, gluing etc.
- Formation (broadening at the edge region) for connecting a plurality of Wärmeleitblechen within a battery module, for example. By nesting the Wärmeleitbleche. Additionally or alternatively, the heat conducting plates can also be connected to each other by welding, soldering, gluing, clamping, etc.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in 1 bis 7 schematisch dargestellten speziellen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt: In the following, the invention will be described with reference to FIG 1 to 7 schematically illustrated special embodiments explained in more detail. It shows:

1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung hier vorgeschlagener Art zum Temperieren von Energiespeichern, 1 a perspective view of a device proposed here kind for tempering energy storage,

2 die in 1 gezeigte Vorrichtung in einer Explosionsdarstellung, 2 in the 1 shown device in an exploded view,

3 eine Draufsicht auf einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 und 2 gezeigten Vorrichtung, 3 a plan view of an enlarged section of the in 1 and 2 shown device,

4 und 5 perspektivische Darstellungen der in 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung mit zwei Energiespeichern, 4 and 5 perspective views of the in 1 to 3 shown device with two energy storage,

6 eine Teilansicht auf einen Querschnitt durch die in 5 gezeigte Anordnung, 6 a partial view of a cross section through the in 5 shown arrangement,

7 eine Explosionsdarstellung eines Batteriemoduls hier vorgeschlagener Art, umfassend mehrere Vorrichtungen gemäß 1 bis 6 und mehreren Energiespeichern. 7 an exploded view of a battery module of the type proposed here, comprising a plurality of devices according to 1 to 6 and several energy stores.

In 1 ist eine spezielle Ausführungsform einer Vorrichtung 1 hier vorgeschlagener Art zum Temperieren, also zum Kühlen und/oder Erwärmen, eines oder mehrerer Energiespeicher. Als Energiespeicher kommen beispielsweise die Energiespeicher der eingangs genannten Art bzw. die eingangs speziellen Beispiele in Frage, insbesondere Energiespeicher zum Speichern der Antriebsenergie von Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen. In 1 is a special embodiment of a device 1 here proposed type for tempering, so for cooling and / or heating, one or more energy storage. As energy storage, for example, the energy storage of the type mentioned or the above specific examples in question, in particular energy storage for storing the drive energy of hybrid and / or electric vehicles.

Die Vorrichtung umfasst ein Wärmeleitblech 2, das auch als Kühlfinne bezeichnet werden kann und das in diesem Ausführungsbeispiel als ein aus Aluminium, Kupfer oder einem anderen Metall gefertigtes Stanz-Biegeteil gegeben ist. Das Wärmeleitblech 2 weist auf einer Vorderseite sowie auf einer Rückseite des Wärmeleitblechs 2 jeweils eine ebene Kontaktfläche 3 auf, die mit einer Klebeschicht und mit einer HV-isolierenden Wärmeleitmasse (nicht dargestellt) beschichtet sind. Über diese Kontaktflächen 3 kann das Wärmeleitblech 2 auf der Vorderseite und der Rückseite mit jeweils einem der genannten Energiespeicher wärmeleitend verbunden werden, vergleiche 4 bis 6. Die Kontaktflächen 3 sind möglichst großflächig ausgestaltet, um eine möglichst gute Wärmeübertragung zwischen dem Energiespeicher und dem Wärmeleitblech 2 zu ermöglichen. The device comprises a heat conducting plate 2 , which may also be referred to as a cooling fin and which is given in this embodiment as a punched-bent part made of aluminum, copper or another metal. The heat conducting sheet 2 indicates on a front side as well as on a back side of the heat conducting plate 2 each a flat contact surface 3 coated with an adhesive layer and HV insulating thermal grease (not shown). About these contact surfaces 3 can the heat conduction 2 on the front and the back with each one of said energy storage are thermally conductively connected, cf. 4 to 6 , The contact surfaces 3 are designed as large as possible to ensure the best possible heat transfer between the energy storage and the heat conduction 2 to enable.

Die Vorrichtung 1 umfasst außerdem ein Rohr 4, welches in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Kupferrohr gegeben ist. Es kommen alternativ auch andere Metalle oder andere Werkstoffe, wie beispielsweise Kunststoffe, für das Rohr 4 in Frage. Vorzugsweise werden jedoch für das Wärmeleitblech 2 und das Rohr 4 möglichst wärmeleitende Materialien verwendet. Das Rohr 4 ist ausgestaltet, ein fluides Medium, also eine Flüssigkeit oder ein Gas zu leiten. Für ein solches Medium kommt beispielsweise Luft, CO₂, Wasser, Glykol oder eine andere strömbare Substanz in Frage. Das Medium hat die Funktion, von den Energiespeichern an das Wärmeleitblech 2 abgegebene Wärmeenergie aufzunehmen und abzutransportieren, um auf diese Weise die Energiespeicher zu kühlen. Bei Bedarf ist es außerdem möglich, mittels des Mediums Wärmeenergie in die Vorrichtung 1 zu transportieren und auf die Energiespeicher zu übertragen. In der Regel ist es im Betrieb der Energiespeicher, beispielsweise bei der Energieversorgung eines Antriebs eines Elektroden- bzw. Hybridfahrzeugs, jedoch typischerweise viel häufiger erforderlich, die Energiespeicher zu kühlen, als sie zu erwärmen. The device 1 also includes a tube 4 , which is given in this embodiment by a copper tube. Alternatively, other metals or other materials, such as plastics, for the pipe 4 in question. Preferably, however, for the Wärmeleitblech 2 and the pipe 4 preferably heat-conducting materials used. The pipe 4 is designed to conduct a fluid medium, so a liquid or gas. For such a medium, for example, air, CO ₂ , water, glycol or another streamable substance in question. The medium has the function of the energy storage to the heat conduction 2 absorb and dissipate discharged heat energy in order to cool the energy storage in this way. If necessary, it is also possible by means of the medium heat energy into the device 1 to transport and transfer to the energy storage. As a rule, however, during operation of the energy store, for example in the power supply of a drive of an electrode or hybrid vehicle, it is typically much more frequently necessary to cool the energy stores than to heat them.

In 2 ist die in 1 gezeigte Vorrichtung noch einmal in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Zu erkennen ist hier, dass das Wärmeleitblech 2 außerhalb der Kontaktfläche 3 einen die Kontaktfläche 3 seitlich umlaufenden Randbereich 5 aufweist. Das Rohr 4 weist einen Rohrabschnitt 6 auf, der parallel zu den Kontaktflächen 3 und entlang dieses Randbereichs 5 verläuft. In diesen Verlauf entlang des Randbereichs 5 liegt dieser Rohrabschnitt 6 außerdem flächig auf dem Randbereich 5 auf und berührt in diesem Verlauf den Randbereich 5 flächig mit einer dem Randbereich 5 zugewandten Außenfläche des Rohrabschnitts. In 2 is the in 1 shown device once again shown in an exploded view. It can be seen here that the Wärmeleitblech 2 outside the contact area 3 one the contact surface 3 laterally surrounding edge area 5 having. The pipe 4 has a pipe section 6 on, parallel to the contact surfaces 3 and along this edge area 5 runs. In this course along the edge area 5 lies this pipe section 6 also flat on the edge area 5 on and touches the edge area in this course 5 flat with a border area 5 facing outer surface of the pipe section.

In der gezeigten Ausführungsform weist der Randbereich 5 an Ecken des Wärmeleitblechs 2 Lücken 7 auf. Diese Lücken 7 werden durch den Rohrabschnitt entlang eines direkten und möglichst kurzen Weges parallel zur Kontaktfläche 3 überbrückt. Außerhalb dieser Lücken verläuft der Rohrabschnitt 5 jedoch durchgängig und kontinuierlich entlang des Randbereichs 5 und liegt dabei kontinuierlich und durchgängig auf dem Randbereich 4 auf. In the embodiment shown, the edge region 5 at corners of the Wärmeleitblechs 2 Gaps 7 on. These gaps 7 are passed through the pipe section along a direct and shortest possible path parallel to the contact surface 3 bridged. Outside these gaps runs the pipe section 5 however continuous and continuous along the edge area 5 and lies continuously and consistently on the edge area 4 on.

Der Randbereich 5 und somit auch das Rohr 4 sind vollständig außerhalb der Kontaktflächen 3 angeordnet. Auf diese Weise wird, wie weiter unten anhand von 4 bis 7 näher erläutert wird, ein räumlich sehr kompakter Aufbau der Vorrichtung ermöglicht. Gleichzeitig wird eine sehr effektive Wärmeübertragung zwischen dem in dem Rohr geführten Medium und den beiden an den Kontaktflächen 3 angrenzenden Energiespeicher ermöglicht, indem der Rohrabschnitt 6 die Kontaktflächen 3 fast vollständig ringsum umläuft. The border area 5 and thus also the tube 4 are completely outside the contact surfaces 3 arranged. In this way, as explained below by means of 4 to 7 is explained in more detail, a spatially very compact design of the device allows. At the same time a very effective heat transfer between the guided in the tube medium and the two at the contact surfaces 3 adjacent energy storage allows by the pipe section 6 the contact surfaces 3 almost completely encircling.

Hierzu weist der Rohrabschnitt 6 mehrere (in diesem Ausführungsbeispiel 4) Teilabschnitte 8, 9 auf, die entlang des Randbereichs 5 gebogen sind. Drei dieser gebogenen Teilabschnitte 8 sind entlang einer gemeinsamen Umlaufrichtung um die Kontaktflächen 3 gebogen und weisen jeweils einen Krümmungswinkel von etwa 90° auf. Die Gesamtsumme dieser Krümmungswinkel beträgt demnach 270°, so dass der Rohrabschnitt 6 die Teilbereiche 3 fast vollständig ringsum umläuft. Der vierte gebogene Teilabschnitt 9 weist ebenfalls einen Krümmungswinkel von 90° auf, ist aber entgegengesetzt der oben genannten Umlaufrichtung gebogen. Dadurch, dass er aber direkt an einem der beiden Enden des Rohres 4 angeordnet ist, entsteht nur eine kleine Lücke zwischen den beiden Rohrenden des Rohres 4, vergleiche hierzu 3. Außer den in gleicher Umlaufrichtung gebogenen Teilabschnitten 8 besteht der Rohrabschnitt 6 aus geraden Teilabschnitten 10, welche die gebogenen Teilabschnitte 8 miteinander verbinden. For this purpose, the pipe section 6 several (in this embodiment 4 ) Subsections 8th . 9 on that along the edge area 5 are bent. Three of these curved sections 8th are along a common direction of rotation around the contact surfaces 3 bent and each have a curvature angle of about 90 °. The total of these curvature angles is therefore 270 °, so that the pipe section 6 the subareas 3 almost completely encircling. The fourth curved section 9 also has a curvature angle of 90 °, but is opposite to the above-mentioned direction of rotation bent. By doing so, however, he is right at one of the two ends of the tube 4 is arranged, creates only a small gap between the two pipe ends of the tube 4 , compare to this 3 , Except the bent in the same direction of rotation sections 8th is the pipe section 6 from straight sections 10 which are the curved sections 8th connect with each other.

An einem ersten Ende des Rohres 4 weist das Rohr einen Vorlaufanschluss 11 auf zum Anschließen des Rohres 4 an eine Zuführleitung (hier nicht dargestellt) zum Zuführen des Mediums in das Rohr 4. An einem zweiten Ende des Rohres 4 weist das Rohr außerdem einen Rücklaufanschluss 12 auf zum Anschließen des Rohrs 4 an eine Rückführleitung (hier ebenfalls nicht dargestellt) zum Rückführen des Mediums aus dem Rohr 4. Der Rohrabschnitt 6 verbindet den Vorlaufanschluss 11 durchgängig und kontinuierlich mit dem Rücklaufanschluss 12. At a first end of the pipe 4 the pipe has a flow connection 11 on to connect the pipe 4 to a supply line (not shown here) for supplying the medium into the tube 4 , At a second end of the pipe 4 the pipe also has a return port 12 on to connect the pipe 4 to a return line (also not shown here) for returning the medium from the tube 4 , The pipe section 6 connects the flow connection 11 continuous and continuous with the return connection 12 ,

Wie außerdem in 3 dargestellt ist, ragen die genannten Anschlüsse 11, 12 freitragend über das Wärmeleitblech 2 hinaus, stehen also von dem Wärmeleitblech 2 und dem Randbereich 5 freitragend ab. Ausgehend von dem Vorlaufanschluss 11 schmiegt sich das Rohr 4 in einem ersten Kontaktpunkt 13 (in 3 durch ein Kreuz markiert) zwischen dem Rohr 4 und dem Wärmeleitblech 2 an den Randbereich 5 an und geht in diesem ersten Kontaktpunkt 13 in den genannten Rohrabschnitt 6 über. Außerdem schmiegt sich das Rohr 4 ausgehend von dem Rücklaufanschluss 12 an den Randbereich 5 in einem letzten Kontaktpunkt 14 (ebenfalls durch ein Kreuz dargestellt) zwischen dem Rohr 4 und dem Wärmeleitblech 2 an und geht in diesen letzten Kontaktpunkt 14 in den genannten Rohrabschnitt 6 über. Der Abstand d zwischen dem ersten Kontaktpunkt 13 und dem letzten Kontaktpunkt 14 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel weniger als das Vierfache des maximalen Außendurchmessers des Rohrabschnitts 6. Außerdem beträgt er weniger als 10% eines maximalen Durchmessers D (vergleiche 2) und weniger als 2 cm. Aufgrund des geringen Abstandes d wird die Kontaktfläche 3 also fast vollständig ringsum umlaufen, so dass eine besonders gute thermische Kopplung zwischen dem in dem Rohr 4 geführten Medium und dem Wärmeleitblech 2 erzielt wird. In vielen Fällen ist es aber auch möglich, bereits mit einem U-förmigen Verlauf des Rohrabschnitts 6 um die Kontaktfläche 3 eine ausreichende thermische Kopplung zu erzielen. As well as in 3 is shown, the said connections protrude 11 . 12 cantilevered over the heat conduction plate 2 out, so stand by the Wärmeleitblech 2 and the edge area 5 unsupported. Starting from the flow connection 11 the pipe nestles 4 in a first contact point 13 (in 3 marked by a cross) between the tube 4 and the Wärmeleitblech 2 to the edge area 5 and goes in this first contact point 13 in the mentioned pipe section 6 above. In addition, the tube nestles 4 starting from the return port 12 to the edge area 5 in a last contact point 14 (also represented by a cross) between the tube 4 and the Wärmeleitblech 2 and go to this last contact point 14 in the mentioned pipe section 6 above. The distance d between the first contact point 13 and the last contact point 14 is less than four times the maximum outer diameter of the pipe section in this embodiment 6 , In addition, it is less than 10% of a maximum diameter D (see 2 ) and less than 2 cm. Due to the small distance d, the contact surface 3 So almost all around revolve, so that a particularly good thermal coupling between the in the pipe 4 guided medium and the Wärmeleitblech 2 is achieved. In many cases, it is also possible already with a U-shaped course of the pipe section 6 around the contact surface 3 to achieve a sufficient thermal coupling.

Um möglichst große Kontaktflächen 3 zu erzielen, hat der Randbereich 5 eine möglichst geringe Breite und läuft der Rohrabschnitt 6 möglichst weit außen. Wie in 2 dargestellt ist, wird diese Breite B des Randbereichs 5 parallel zur Kontaktfläche 3 und senkrecht zum Verlauf des Rohrabschnitts 6 an der betreffenden Stelle des Randbereichs 5 gemessen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Breite B des Randbereichs 5 an keiner Stelle größer, also überall kleiner, als das Doppelte des maximalen Außendurchmessers des Rohrabschnitts, kleiner als 5% der Länge L einer Längsseite des Wärmeleitblechs 2 und kleiner als 2 cm. To the largest possible contact surfaces 3 to achieve, has the edge area 5 the smallest possible width and runs the pipe section 6 as far as possible outside. As in 2 is shown, this width B of the edge region 5 parallel to the contact surface 3 and perpendicular to the course of the pipe section 6 at the relevant point of the edge area 5 measured. In the embodiment shown, the width B of the edge region 5 no larger at any point, so anywhere smaller than twice the maximum outer diameter of the pipe section, less than 5% of the length L of a longitudinal side of the Wärmeleitblechs 2 and smaller than 2 cm.

Die an die Außenfläche des Randbereichs 5 flächig anliegende Außenfläche des Rohrabschnitts 6 und der Randbereich 5 sind stoffschlüssig miteinander verbunden, in diesem Beispiel durch Verkleben. Genauso gut könnte diese stoffschlüssige Verbindung auch durch Verlöten oder Verschweißen der genannten Außenfläche des Rohrabschnitts 6 mit dem Randbereich 5 hergestellt werden. Alternativ wäre es aber auch möglich, dass die Verbindung zwischen dem Rohrabschnitt und dem Randbereich durch Verklemmen, Verpressen oder Quetschen hergestellt ist. Bei der Herstellung der hier gezeigten Vorrichtung 1 wird der Rohrabschnitt also mit dem Randbereich 5 auf entsprechende Weise verbunden, in diesem Fall durch Verkleben, in alternativen Beispielen durch Verlöten, Verschweißen, Verklemmen, Verpressen oder Quetschen. The to the outer surface of the edge area 5 flat fitting outer surface of the pipe section 6 and the border area 5 are materially bonded together, in this example by gluing. Just as well could this material connection by soldering or welding said outer surface of the pipe section 6 with the border area 5 getting produced. Alternatively, it would also be possible that the connection between the pipe section and the edge region is made by jamming, pressing or squeezing. In the manufacture of the device shown here 1 So the pipe section is with the edge area 5 connected in an appropriate manner, in this case by gluing, in alternative examples by soldering, welding, jamming, pressing or squeezing.

In 4 und 5 ist die Vorrichtung 1 zusammen mit zwei Energiespeichern 15 dargestellt. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei diesen Energiespeichern um Lithium-Ionen-Flachzellen. Es könnte sich aber auch um andere Energiespeicher handeln, beispielsweise um Energiespeicher der eingangs genannten Art oder der eingangs genannten Beispiele. In 4 and 5 is the device 1 together with two energy stores 15 shown. In the present example, these energy stores are lithium-ion flat cells. But it could also be other energy storage, for example, energy storage of the type mentioned or the examples mentioned above.

In 4 ist nur einer der beiden Energiespeicher flächig mit einer der Kontaktflächen 3 der Vorrichtung verbunden, während in 5 beide Energiespeicher 15 mit jeweils einer der Kontaktflächen 3 verbunden sind. Dabei ist einer der Energiespeicher 15 mit der Kontaktfläche 3 auf der Vorderseite des Wärmeleitblechs verbunden und der andere Energiespeicher 15 mit der Kontaktfläche 3 auf der Rückseite des Wärmeleitblechs 2 verbunden. In 4 is only one of the two energy storage area with one of the contact surfaces 3 connected to the device while in 5 both energy storage 15 each with one of the contact surfaces 3 are connected. One of the energy stores 15 with the contact surface 3 connected to the front of the Wärmeleitblechs and the other energy storage 15 with the contact surface 3 on the back of the Wärmeleitblechs 2 connected.

Dadurch dass das Rohr entlang des Randbereichs 5 außerhalb dieser Kontaktflächen 3 verläuft, verläuft das Rohr insbesondere nicht zwischen den Kontaktflächen 3 und den an die Kontaktflächen 3 angrenzenden Außenflächen 16 der Energiespeicher 15. Auf diese Weise erlaubt die Vorrichtung 1 außerdem in einer Richtung senkrecht zu den Kontaktflächen 3 räumlich besonders kompakte Anordnung der Energiespeicher 15 zur Vorrichtung 1. Dieser Sachverhalt wird auch durch den in 6 gezeigten Querschnitt durch diese Anordnung der Vorrichtung 1 und der Energiespeicher 15 dargestellt. Allowing the pipe along the edge area 5 outside of these contact surfaces 3 in particular, the tube does not run between the contact surfaces 3 and to the contact surfaces 3 adjacent outer surfaces 16 the energy store 15 , In this way, the device allows 1 also in a direction perpendicular to the contact surfaces 3 spatially particularly compact arrangement of energy storage 15 to the device 1 , This fact is also confirmed by the in 6 shown cross section through this arrangement of the device 1 and the energy storage 15 shown.

In 6 ist außerdem deutlich zu erkennen, dass die Randbereiche 5 senkrecht zu den Kontaktflächen ausgerichtete Verbreiterungen 17 aufweisen. Die Verbreiterungen 17 sind durch entsprechendes Umformen bzw. Umbiegen des Wärmeleitblechs 2 in den Randbereich 5 hergestellt worden. Außerdem ist in 6 zu erkennen, dass auch die beiden Kontaktflächen 3 eben ausgestaltet sind und dass ferner der Randbereich 5 durch Umbiegen des Wärmeleitblechs 2 gegenüber diesen Kontaktflächen 3 parallel versetzt worden ist, um eine möglichst raumsparende Anordnung des Rohrabschnitts 6 zwischen den Energiespeichern 15 bzw. zwischen Außenrändern (Siegelnähten) 18 der Energiespeicher 15 zu ermöglichen. Gleichzeitig wird hierdurch eine bessere Fixierung der Energiespeicher 15 durch ein seitliches Umrahmen und Einfassen mittels des Randbereichs 5 erzielt. Das Rohr 4 weist, zumindest im Rohrabschnitt 6, einen länglichen Querschnitt auf in der Form eines Langlochs, um auf diese Weise eine möglichst große Kontaktfläche zwischen dem Rohrabschnitt 6 und dem Wärmeleitblech 2 zu erzielen. In 6 It is also clear that the border areas 5 perpendicular to the contact surfaces aligned widenings 17 exhibit. The broadening 17 are by appropriate forming or bending the Wärmeleitblechs 2 in the border area 5 been prepared. It is also in 6 to realize that even the two contact surfaces 3 are just designed and that further the edge area 5 by bending the Wärmeleitblechs 2 opposite these contact surfaces 3 has been offset parallel to a space-saving arrangement of the pipe section 6 between the energy stores 15 or between outer edges (sealing seams) 18 the energy store 15 to enable. At the same time thereby a better fixation of energy storage 15 by a lateral bordering and bordering by means of the edge area 5 achieved. The pipe 4 points, at least in the pipe section 6 , An elongated cross-section on in the form of a slot, so as to the largest possible contact surface between the pipe section 6 and the Wärmeleitblech 2 to achieve.

In 7 ist ein spezielles Batteriemodul 19 hier vorgeschlagener Art in einer Explosionsdarstellung schematisch dargestellt. Dieses Batteriemodul 19 umfasst mehrere der in den vorangehenden 1 bis 6gezeigten Vorrichtung 1 sowie mehrerer der Energiespeicher 15. Die Vorrichtungen sind in einer reihenartigen Abfolge hintereinander angeordnet, so dass die Kontaktflächen 3 der Wärmeleitbleche 2 der Vorrichtungen 1 jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind. Mit jeder dieser Kontaktflächen 3 ist jeweils genau einer der Energiespeicher 15 wärmeleitend verbunden, indem der jeweilige Energiespeicher 15 mit einer seiner Außenflächen 16 jeweils flächig an ein der Kontaktflächen 3 angrenzt. Dabei sind die Energiespeicher 15 jeweils mit den Kontaktflächen 3 verklebt. Außerdem ist zwischen den Kontaktflächen 3 und den Außenflächen 16 der Energiespeicher jeweils eine HV-isolierende Wärmeleitschicht angeordnet (hier nicht dargestellt). In 7 is a special battery module 19 here proposed type shown schematically in an exploded view. This battery module 19 includes several of the previous ones 1 to 6 shown device 1 as well as several of the energy storage 15 , The devices are arranged in a row-like sequence one behind the other, so that the contact surfaces 3 the Wärmeleitbleche 2 of the devices 1 are each aligned parallel to each other. With each of these contact surfaces 3 is exactly one of the energy storage 15 thermally conductively connected by the respective energy storage 15 with one of its outer surfaces 16 each flat to one of the contact surfaces 3 borders. Here are the energy storage 15 each with the contact surfaces 3 bonded. It is also between the contact surfaces 3 and the outer surfaces 16 the energy storage in each case a HV insulating Wärmeleitschicht arranged (not shown here).

Die Verbreiterungen 17 sind derart ausgestaltet, dass sie miteinander über Rastelemente 20, 21 der Verbreiterungen, vergleiche 6, mechanisch verbunden werden können. Zusätzlich können diese Verbreiterungen 17 auch miteinander stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen und/oder Verlöten. Die Verbreiterungen 17 sind außerdem ausgestaltet, seitliche Außenwände 22 des Batteriemoduls 19 auszubilden. Das gezeigte The broadening 17 are configured such that they each other via locking elements 20 . 21 the broadening, compare 6 , can be mechanically connected. In addition, these extensions can 17 Also be connected to each other cohesively, for example by gluing, welding and / or soldering. The broadening 17 are also designed, lateral outer walls 22 of the battery module 19 train. The shown

Batteriemodul ist durch die hier beschriebene Anordnung der Rohre 4 der einzelnen Vorrichtungen 1 räumlich besonders kompakt, da die oben beschriebenen Rohrabschnitte 6 der Rohre 4 jeweils entlang der Randbereiche 5 der Wärmeleitbleche 2 außerhalb der Kontaktbereiche 3 verlaufen und die beschriebenen Kontaktflächen 3 seitlich umlaufen. Die Energiespeicher 15 weisen ein kathodisches und eine anodisches Kontaktelement 23 auf und sind in diesem Ausführungsbeispiel über diese Kontaktelemente 23 seriell miteinander verbunden. Außerdem zeichnen sich die Vorrichtungen 1 jeweils durch einen sehr einfachen Aufbau und eine kostengünstige Produktion aus, da es sich bei den Wärmeleitblechen 2 und den Rohren 4 um sehr einfache Bauteile handelt. Zudem wird durch die Vorlaufanschlüsse 11 und Rücklaufanschlüsse 12 eine sichere Abdichtung der Rohre 4 erzielt und so ein Auslaufen des fluiden Mediums sicher vermieden. Außerdem zeichnet sich die Vorrichtung durch ein sehr geringes Gewicht und eine sehr gute Skalierbarkeit in allen Raumrichtungen aus. Auch bezüglich des Durchflusses des Mediums durch das Rohr (Skalierbarkeit des Innendurchmessers des Rohres) ist die Vorrichtung 1 und das Batteriemodul an gegebene Anforderungen, beispielsweise an ein bestimmtes Elektro- oder Hybridfahrzeug, sehr leicht anpassbar. Battery module is through the arrangement of pipes described here 4 of the individual devices 1 spatially particularly compact, since the pipe sections described above 6 the pipes 4 each along the edge areas 5 the Wärmeleitbleche 2 outside the contact areas 3 run and the contact surfaces described 3 rotate laterally. The energy storage 15 have a cathodic and an anodic contact element 23 on and are in this embodiment about these contact elements 23 connected in series. In addition, the devices are distinguished 1 in each case by a very simple structure and a cost-effective production, since it is at the Wärmeleitblechen 2 and the pipes 4 are very simple components. In addition, through the flow connections 11 and return connections 12 a secure sealing of the pipes 4 achieved and thus reliably prevents leakage of the fluid medium. In addition, the device is characterized by a very low weight and a very good scalability in all directions. Also with respect to the flow of the medium through the tube (scalability of the inner diameter of the tube) is the device 1 and the battery module to given requirements, such as a specific electric or hybrid vehicle, very easily customizable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Vorrichtung contraption
2 2: Wärmeleitblech heat conducting
3 3: Kontaktfläche contact area
4 4: Rohr pipe
5 5: Randbereich border area
6 6: Rohrabschnitt pipe section
7 7: Lücke gap
8 8th: gebogener Teilabschnitt curved section
9 9: gebogener Teilabschnitt curved section
10 10: gerader Teilabschnitt straight section
11 11: Vorlaufanschluss Flow connection
12 12: Rücklaufanschluss Return connection
13 13: erster Kontaktpunkt first contact point
14 14: zweiter Kontaktpunkt second contact point
15 15: Energiespeicher energy storage
16 16: Außenfläche outer surface
17 17: Verbreiterung widening
18 18: Außenrand outer edge
19 19: Batteriemodul battery module
20 20: Rastelement locking element
21 21: Rastelement locking element
22 22: Außenwand outer wall
23 23: Kontaktelement contact element
D D: maximaler Durchmesser der Kontaktfläche maximum diameter of the contact surface
L L: Länge der Längsseite des Wärmeleitblechs Length of the longitudinal side of the Wärmeleitblechs
d d: Abstand zwischen erstem und zweitem Kontaktpunkt Distance between first and second contact point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009029629 A1 [0004]

Claims

Contraption ( 1 ) for tempering at least one energy store, comprising a heat conduction plate ( 2 ), which has at least one contact surface ( 3 ) of the Wärmeleitblechs ( 2 ) with an outer surface of the energy store ( 15 ) is thermally conductively connectable, wherein the device ( 1 ) further a pipe ( 4 ) for conducting a fluid medium, wherein the tube ( 4 ) with the Wärmeleitblech ( 2 ) is thermally conductively connected, characterized in that the heat conduction ( 2 ) outside the at least one contact surface ( 3 ) a border area ( 5 ), wherein the tube ( 4 ) a pipe section ( 6 ), which has a course along the edge region (FIG. 5 ), wherein the pipe section ( 6 ) in this course along the edge area ( 5 ) on the edge area ( 5 ) rests.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that one at the edge region ( 5 ) flat adjacent outer surface of the pipe section ( 6 ) with the edge area ( 5 ) is materially connected, preferably by gluing, soldering or welding.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that one to the edge region ( 5 ) flat adjacent outer surface of the pipe section ( 6 ) is connected to the edge regions by jamming, crimping or crushing.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the edge region ( 5 ) has a width which is smaller than - three times the maximum outer diameter of the pipe section ( 6 ), - 10% of the length (L) of a longitudinal side of the heat-conducting sheet ( 2 ) or - 3 cm.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pipe section ( 6 ) in the said course, subsections ( 8th . 9 ), which along the edge region ( 5 ) are bent.

Contraption ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the curved sections ( 8th . 9 ) are bent along a common direction of rotation about the contact surface ( 3 ).

Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 or 6, characterized in that each of the bent sections ( 8th ) has a curvature angle, wherein a total sum of the curvature angles is at least 170 ° or at least 260 °.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the pipe section ( 6 ) in the said course, straight sections ( 10 ), wherein the straight sections ( 10 ) through the curved sections ( 8th ) are interconnected.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tube ( 4 ) at a first end of the tube a flow connection ( 11 ) for connecting the tube to a supply line for feeding the medium into the tube, wherein the tube ( 4 ) at a second end of the tube a return port ( 12 ) for connecting the pipe to a return line for returning the medium from the pipe, wherein the pipe section ( 6 ) the flow connection ( 11 ) with the return port ( 12 ) connects.

Contraption ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the flow connection ( 11 ) and the return port ( 12 ) cantilevered from the edge area ( 5 ) of the heat baffle ( 2 ), with the tube ( 4 ) starting from the flow connection ( 11 ) in a first contact point ( 13 ) to the edge area ( 5 ) and in this contact point ( 13 ) in said pipe section ( 6 ), whereby the pipe ( 4 ) also starting from the return port ( 12 ) to the edge area ( 5 ) in a last contact point ( 14 ) and from this last contact point ( 14 ) starting in said pipe section ( 6 ), wherein a distance (d) between the first contact point (d) 13 ) and the last contact point ( 14 ) is less than - five times the maximum outer diameter of the pipe section ( 6 ), - 15% of a maximum diameter (D) of the contact surface ( 3 ) or - 3 cm.

Battery module ( 19 ) with several devices ( 1 ) according to one of the preceding claims and with a plurality of energy stores ( 15 ), characterized in that each of the energy storage ( 15 ) to at least one of the contact surfaces ( 3 ) of the devices ( 1 ) flatly adjacent.

Battery module ( 19 ) according to claim 11, characterized in that each of the devices ( 1 ) on two opposite sides of the Wärmeleitblechs ( 2 ) of this device ( 1 ) each one of the contact surfaces ( 3 ), wherein at both of these contact surfaces ( 3 ) each one of the energy storage ( 15 ) flatly adjacent.

Battery module ( 19 ) according to one of claims 11 or 12, characterized in that the heat conducting sheets ( 2 ) of the devices ( 1 ) in a row-like sequence are arranged one behind the other, wherein the edge regions ( 5 ) of the heat conducting sheets ( 2 ) on at least two opposite sides of the respective Wärmeleitblechs ( 2 ) Broadening ( 17 ), the broadening ( 17 ) are configured in the said series sequence one another or more outer walls ( 22 ) of the battery module ( 19 ) train.

Battery module ( 19 ) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the contact surfaces ( 3 ) of the heat conducting sheets ( 2 ) of the devices ( 1 ) are aligned parallel to each other in the order of rows and that the broadening ( 17 ) of the border areas ( 5 ) perpendicular to the contact surfaces ( 3 ) are aligned.

Method for producing a device ( 1 ) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that at the edge region ( 5 ) flat adjacent outer surface of the pipe section ( 6 ) with the edge area ( 5 ) is materially connected, preferably by gluing, soldering or welding the outer surface to the edge region.

Method for producing a device ( 1 ) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that at the edge region ( 5 ) flat adjacent outer surface of the pipe section ( 6 ) with the edge area ( 5 ) is connected by jamming, crimping or squeezing the outer surface with the edge region.