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Die Erfindung betrifft einen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls, welcher eine Kontaktfläche zur thermischen Kontaktierung des Körpers mit dem wenigstens einen Batteriemodul aufweist, wobei eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Körper und dem wenigstens einen Batteriemodul über die Kontaktfläche erfolgt.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche zu wenigstens einem Batteriemodul verschaltetet sind, und mit einem Körper zur Temperierung des wenigstens einen Batteriemoduls, welcher zur thermischen Kontaktierung mit dem wenigstens einen Batteriemodul eine Kontaktfläche aufweist, über welche der Körper mit dem wenigstens einen Batteriemodul verbunden ist, wobei zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen dem wenigstens einen Batteriemodul und dem Körper auf die Kontaktfläche ein Wärmeleitmittel aufgebracht ist.
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Stand der Technik
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Batterien, wie insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, sind als Energiespeicher von großer Bedeutung, insbesondere als nachladbare Energiequelle in Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugen. Lithium-Ionen-Batterien sind, wie andere Batterietypen auch, üblicherweise aus einem oder mehreren Batteriemodulen aufgebaut, wobei mehrere Batteriezellen zu einem Batteriemodul verschaltet sind. Für einen sicheren Betrieb solcher Batterien sowie für eine insbesondere hinsichtlich der Performance und der Lebensdauer optimierte Nutzung solcher Batterien muss sichergestellt werden, dass die Batterien nur in einem bestimmten Temperaturbereich, vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen 30°C und 40°C, betrieben werden. So muss insbesondere bei hoher Leistungsaufnahme oder hoher Leistungsabgabe ein Aufheizen der Batteriezellen über eine bestimmte Temperatur hinaus vermieden werden, insbesondere um die Lebensdauer der Batteriezellen nicht zu verkürzen und um ein sogenanntes thermisches Durchgehen (auch „thermal runaway“ genannt) zu vermeiden. Darüber hinaus kann es erforderlich sein, die Batteriezellen zu erwärmen, beispielsweise bei Unterschreitung einer bestimmten Außentemperatur bei Einsatz solcher Batterien in Fahrzeugen.
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Aus diesem Grund werden die Batterien beziehungsweise die Batteriemodule üblicherweise temperiert. Zur Temperierung werden dabei vorzugsweise metallische Körper, insbesondere Kühlkörper, eingesetzt, welche über eine Kontaktfläche in thermischen Kontakt mit der Batterie beziehungsweise einem Batteriemodul der Batterie stehen, sodass eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Körper und der Batterie beziehungsweise dem Batteriemodul erfolgen kann.
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Ein Problem bei einer derartigen Temperierung stellt der Wärmeübergang zwischen der Batterie beziehungsweise dem Batteriemodul und der Kontaktfläche des zur Temperierung der Batterie beziehungsweise des Batteriemoduls genutzten Körpers dar. Eine rein mechanische Anpressung der Batterie beziehungsweise des Moduls an die Kontaktfläche führt zu hohen Wärmeleitübergangswiderständen, insbesondere da aufgrund von Unebenheiten und Rauhigkeiten die tatsächliche Kontaktierung zwischen der Kontaktfläche des Körpers und der Batterie beziehungsweise dem Batteriemodul unbefriedigend ist. Im Stand der Technik ist bekannt, zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit wärmeleitende Kleber, welche üblicherweise Bornitrid oder Aluminiumoxid aufweisen, zwischen der Kontaktfläche des Körpers und der Batterie beziehungsweise dem Batteriemodul aufzutragen. Derartige Kleber weisen allerdings den Nachteil auf, dass es in Folge von Vibrationen zu Rissen in dem Kleber und damit im Laufe der Zeit zu einer Verschlechterung des thermischen Kontaktes und zu einer Erhöhung des Wärmeleitwiderstandes kommen kann. Als Alternative zu wärmeleitenden Klebern sind Wärmeleitfolien im Stand der Technik bekannt, welche ebenfalls zwischen der Kontaktfläche des Körpers und der Batterie beziehungsweise dem Batteriemodul angeordnet werden. Diese weisen ebenfalls den Nachteil auf, dass sie, insbesondere in Folge von zwischen der Kontaktfläche des Körpers und der Batterie beziehungsweise dem Batteriemodul auftretenden Reibungskräften, anfällig für Beschädigungen sind. Die Beschädigungen der Wärmeleitfolien führen dabei wiederum zu einem Anstieg des Wärmeleitwiderstandes und somit zu einer Verschlechterung der Wärmeleitung zwischen der Kontaktfläche des Körpers und der Batterie beziehungsweise dem Batteriemodul. Die vorgenannten Nachteile des Einsatzes von wärmeleitenden Klebern und Wärmeleitfolien lassen sich durch die Verwendung von Wärmeleitpasten oder Wärmeleitgelen vermeiden. Die Verwendung von Wärmeleitpaste zur Verringerung des Wärmeleitwiderstandes zwischen der Kontaktfläche einer Kühlplatte als Körper zur Temperierung einer Batterie beziehungsweise eines Batteriemoduls und der Unterseite eines auf der Kontaktfläche der Kühlplatte zu montierenden Batteriemoduls ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 028 194 A1 bekannt.
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Die Verwendung von Wärmeleitpasten oder Wärmeleitgelen zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit bringt allerdings den Nachteil mit sich, dass für eine gute thermische Kontaktierung ein gewisser Überschuss bei der Auftragung der Wärmeleitpaste beziehungsweise des Wärmeleitgels erforderlich ist, welcher bei Anordnung der Batterie beziehungsweise des Batteriemoduls an der Kontaktfläche des Körpers an der äußeren Begrenzung der Kontaktfläche austritt. Die austretende Wärmeleitpaste beziehungsweise das austretende Wärmeleitgel kann dabei zu unerwünschten Verunreinigungen, insbesondere zu Verunreinigungen anderer Teile des Energiespeichers und in Folge dessen sogar zu Schäden an der Batterie führen. Da insbesondere Vibrationen und/oder thermische Einflüsse im Betrieb zu einem weiteren Austreten beziehungsweise Abfluss von Wärmeleitpaste beziehungsweise Wärmeleitgel führen ist der Einsatz von Wärmeleitpasten beziehungsweise Wärmeleitgel zur Reduzierung des Wärmeleitwiderstandes bislang problematisch.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls bereitzustellen, welcher unter Meidung der oben genannten Nachteile den Einsatz von streichfesten Wärmeleitmitteln, insbesondere von Wärmeleitpaste oder Wärmeleitgel, ermöglicht, insbesondere ohne dass andere Komponenten verunreinigt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur Lösung der Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung ein Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls, welcher eine Kontaktfläche zur thermischen Kontaktierung des Körpers mit dem wenigstens einen Batteriemodul aufweist, wobei eine Übertragung thermischer Energie zwischen dem Körper und dem wenigstens einen Batteriemodul über die Kontaktfläche erfolgt, vorgeschlagen, wobei die Kontaktfläche im Anschluss an deren äußere Begrenzung einen zumindest gegenüber der äußeren Begrenzung der Kontaktfläche erhöhten Rand aufweist. Wird das wenigstens eine Batteriemodul mit der Kontaktfläche zur Übertragung thermischer Energie verbunden, so verhindert der erhöhte Rand vorteilhafterweise ein Austreten bzw. Ausfließen eines zwischen der Kontaktfläche des Körpers und dem wenigstens einen Batteriemodul aufgebrachten Wärmeleitmittels, wobei das Wärmeleitmittel insbesondere ein streichfestes Wärmeleitmittel, wie eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitgel, ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Erhöhung des sich an die Kontaktfläche anschließenden Bereiches verhindert werden kann, dass Wärmeleitmittel an der äußeren Begrenzung der Kontaktfläche austritt und durch austretendes Wärmeleitmittel andere Komponenten der Batterie verunreinigt werden. Der erfindungsgemäße erhöhte Rand bewirkt dabei, dass Wärmeleitmittel, welches zwischen der Kontaktfläche des Körpers und dem wenigstens einen Batteriemodul abfließt beziehungsweise verdrängt wird, an dem erhöhten Rand aufgefangen und dort angesammelt wird. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass zwischen der oberen Begrenzung des Randes und der äußeren Begrenzung der Kontaktfläche ein Volumenraum zur Aufnahme von abfließendem Wärmeleitmittel ausgebildet ist.
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Die Kontaktfläche des Körpers zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls ist vorteilhafterweise entsprechend der Fläche des Batteriemoduls ausgebildet, welche mit dem Körper in thermischen Kontakt gebracht werden soll. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktfläche des Körpers ebenflächig ausgebildet ist. Hierbei wird vorteilhafterweise berücksichtigt, dass die Fläche des Batteriemoduls, mit der das Batteriemodul in thermischen Kontakt mit dem Körper gebracht wird, und/oder die Kontaktfläche der Batteriezellen eines solchen Batteriemoduls, mit der der Körper zur Temperierung des Batteriemoduls in thermischen Kontakt gebracht wird, üblicherweise ebenflächig ist. Bei einer derartigen ebenflächigen Ausgestaltung der Kontaktfläche ist der Rand somit gegenüber der gesamten Kontaktfläche erhöht, und ist somit ausgebildet, ein Abfließen des Wärmeleitmittels zu verhindern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls ein Kühlkörper. Vorzugsweise ist der Kühlkörper dabei als Kühlplatte ausgebildet. Die Kühlplatte kann dabei insbesondere Schichtflächen und/oder Flachrohre umfassen. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Körper gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung von einem Kühlmittel durchströmt wird, welches zur Verbesserung des Austausches von thermischer Energie zwischen dem Körper und dem Batteriemodul dient. Als Kühlmittel können beispielsweise Wasser und Glykol enthaltende Flüssigkeiten oder das Kältemittel R1234yf vorgesehen werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktfläche des Körpers derart ausgebildet ist, dass auf der Kontaktfläche wenigstens ein Batteriemodul anordbar ist. Vorteilhafterweise bildet die Kontaktfläche des Körpers dabei quasi die Trägerfläche für das wenigstens eine Batteriemodul. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Körper als Kühlplatte ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Batteriemodul auf der Kühlplatte montiert beziehungsweise angeordnet wird. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen der Kontaktfläche und dem wenigstens einen Batteriemodul wird dabei ein Wärmeleitmittel auf die Kontaktfläche aufgebracht, vorzugsweise eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitgel, wobei der sich an die äußere Begrenzung der Kontaktfläche anschließende erhöhte Rand sowie der sich zwischen dem Rand und dem Batteriemodul ausgebildete Volumenraum ein Austreten des Wärmeleitmittels und somit eine Verunreinigung von anderen Komponenten, insbesondere von anderen Batteriekomponenten, verhindert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Körper zur Temperierung einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriemodulen ausgebildet ist, wobei die Kontaktfläche des Körpers zumindest jeweils zwischen zwei nebeneinander angeordneten Batteriemodulen eine Kavität aufweist. Diese Kavität zwischen benachbarten Modulen ist vorzugsweise nach Art eines Kanals oder nach Art einer Rinne ausgestaltet, welche vorteilhafterweise entlang des Übergangsbereiches zweier benachbarter Module verläuft. Die jeweilige Kavität verhindert dabei vorteilhafterweise, dass bei thermischer Kontaktierung der Batteriemodule mit der Kontaktfläche des Körpers Wärmeleitmittel zwischen benachbarte Module verdrängt wird. Die Kavität beziehungsweise die Kavitäten können beispielsweise durch Prägung oder Fräsen in die Kontaktfläche des Körpers eingebracht werden. Ist der Körper zumindest im Bereich der Kontaktfläche aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Abdeckblechen gebildet, so kann die jeweilige Kavität insbesondere auch durch eine Unterbrechung eines Abdeckblechs, insbesondere durch herausschneiden eines entsprechenden Flächenelementes aus dem Abdeckblech, gebildet werden. Einzeln oder in Kombination mit der wenigstens einen Kavität ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zwischen zwei nebeneinander angeordneten Batteriemodulen jeweils im unteren Bereich ein Abdichtelement vorgesehen, welches ebenfalls verhindert, dass Wärmeleitmittel aus dem Zwischenraum zwischen der Kontaktfläche des Körpers und der Mehrzahl von Batteriemodulen in Spalte zwischen nebeneinander angeordneten Batteriemodulen verdrängt wird.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Körper in einem Übergangsbereich der Kontaktfläche zu dem Rand wenigstens eine Kavität aufweist. Die wenigstens eine Kavität bildet vorteilhafterweise quasi einen sich an die Kontaktfläche anschließenden Volumenraum, welcher vorteilhafterweise ausgebildet ist, bei thermischer Kontaktierung der Kontaktfläche des Körpers mit dem wenigstens einen Batteriemodul austretendes Wärmeleitmittel aufzufangen beziehungsweise aufzunehmen und somit eine Verunreinigung durch austretendes Wärmeleitmittel zu verhindern. Vorteilhafterweise ist die wenigstens eine Kavität derart ausgestaltet, dass der erhöhte Rand zumindest teilweise unterschnitten ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass der erhöhte Rand derart ausgestaltet ist, dass das wenigstens eine Batteriemodul zur thermischen Kontaktierung mit der Kontaktfläche des Körpers derart an bzw. auf der Kontaktfläche angeordnet werden kann, dass der Rand zu seinem oberen Ende hin an dem wenigstens einen Batteriemodul anliegt, wobei in dem Bereich des unteren Randes, der sich an die äußere Begrenzung der Kontaktfläche anschließt, eine Kavität ausgebildet ist, welche ausgebildet ist, austretende Wärmeleitmittel aufzunehmen. Vorteilhafterweise weist der Rand ein Abdichtmittel zur Abdichtung eines bei thermischer Kontaktierung des wenigstens einen Batteriemoduls mit der Kontaktfläche des Körpers zwischen dem wenigstens einen Batteriemodul und dem Rand ausgebildeten Spaltes auf. Vorzugsweise ist das Abdichtmittel am oberen Ende des Randes angeordnet. Durch das Abdichtmittel wird vorteilhafterweise noch besser ein Austreten von Wärmeleitmittel verhindert. Vorteilhafterweise verhindert die Kombination aus Rand und Abdichtmittel, dass zwischen der Kontaktfläche des Körpers und dem wenigstens einen Batteriemodul aufgebrachtes Wärmeleitmittel, beispielsweise durch Vibrationen und/oder thermische Einflüsse, abfließt. Die Menge an zwischen der Kontaktfläche des Körpers und dem wenigstens einen Batteriemodul aufgebrachten Wärmeleitmittel bleibt somit vorteilhafterweise konstant, wodurch vorteilhafterweise auch der Wärmeleitwiderstand zwischen dem wenigstens einen Batteriemodul und dem Körper konstant bleibt.
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Der gegenüber der Kontaktfläche oder zumindest gegenüber der äußeren Begrenzung der Kontaktfläche erhöhte Rand kann durch ein an dem Körper angeordnetes entsprechend ausgebildetes Element gebildet werden, beispielsweise durch eine metallische Leiste. Das Element kann dabei beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben oder Verschweißen mit dem Körper verbunden werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist aber vorgesehen, dass der Rand ein Fortsatz der Kontaktfläche ist, wobei der Rand durch Materialumformung des Fortsatzes gebildet ist. Insbesondere ist die Verwendung von Körpern vorgesehen, die zumindest im Bereich der zu kontaktierenden Fläche aus mehreren Lagen von Kühlblechen gebildet sind, wobei vorteilhafterweise zumindest eines der Bleche, vorzugsweise durch Bördeln, zu einem erfindungsgemäßen Rand ausgeformt wird. Durch diese quasi einteilige Ausbildung von Kontaktfläche und Rand ist vorteilhafterweise ein weiter verbesserter Schutz gegen ein Austreten von Wärmeleitmitteln bereitgestellt.
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Mit der Erfindung wird ferner eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche zu wenigstens einem Batteriemodul verschaltet sind, und mit einem Körper zur Temperierung des wenigstens einen Batteriemoduls, welcher zur thermischen Kontaktierung mit dem wenigstens einen Batteriemodul eine Kontaktfläche aufweist, über welche der Körper mit dem wenigstens einen Batteriemodul verbunden ist, wobei zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen dem wenigstens einen Batteriemodul und dem Körper auf die Kontaktfläche ein Wärmeleitmittel aufgebracht ist, vorgeschlagen, wobei der Körper ein erfindungsgemäßer Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Köper zur Temperierung des wenigstens einen Batteriemoduls bei der erfindungsgemäßen Batterie die vorgenannten Merkmale einzeln oder in Kombination aufweist. So ist insbesondere vorgesehen, dass die Kontaktfläche des Körpers im Anschluss an deren äußere Begrenzung einen zumindest gegenüber der äußeren Begrenzung der Kontaktfläche erhöhten Rand aufweist. Dieser Rand ist derart ausgebildet, dass ein Austreten bzw. Abfließen eines Wärmeleitmittels, wie beispielsweise einer Wärmeleitpaste oder eines Wärmeleitgels, verhindert wird. Insbesondere ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Batterie vorgesehen, dass der Körper in einem Übergangsbereich von der Kontaktfläche zu dem Rand wenigstens eine Kavität aufweist, welche ausgebildet ist, austretendes Wärmeleitmittel aufzunehmen. Die Kavität bildet dabei vorteilhafterweise einen Volumenraum, welcher zumindest durch den unteren Bereich des Randes sowie das wenigstens eine Batteriemodul und einen sich an die äußere Begrenzung der Kontaktfläche anschließenden Übergangsbereich begrenzt wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Batterie sieht vor, dass ein zwischen dem wenigstens einen Batteriemodul und dem Rand der Kontaktfläche ausgebildeter Spalt mittels eines Abdichtmittels abgedichtet ist. Das Abdichtmittel kann vorteilhafterweise vor oder nach Anordnung des wenigstens einen Batteriemoduls auf bzw. an der Kontaktfläche des Körpers angebracht werden. Vorzugsweise besteht das Abdichtmittel zumindest teilweise aus wenigstens einem Elastomer. Als Ausgestaltungsvarianten sind insbesondere Abdichtungen durch Verguss oder Verkleben vorgesehen.
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Die Batterie ist insbesondere eine als Energiequelle für den Antrieb von Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugen ausgebildete Batterie. Vorzugsweise ist die Batterie eine nachladbare Lithium-Ionen-Batterie.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls;
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2 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls;
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3 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls;
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4 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls;
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5 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls;
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6 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Körper zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls; und
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7 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Batterie.
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In 1 ist ein Ausschnitt eines Körpers 1 zur Temperierung eines Batteriemoduls 2 einer Batterie 6 dargestellt. Der Körper 1 zur Temperierung des Batteriemoduls 2 ist vorliegend eine Kühlplatte, welche von einem Kühlmittel, beispielsweise R1234yf, durchströmt wird (in 1 nicht explizit dargestellt). Der Körper 1 weist eine Kontaktfläche 3 zur thermischen Kontaktierung des Körpers 1 mit dem Batteriemodul 2 auf, wobei die Kontaktfläche 3 derart ausgebildet ist, dass auf der Kontaktfläche 3 wenigstens ein Batteriemodul 2 anordbar ist und die Kontaktfläche 3 quasi die Trägerfläche für das Batteriemodul 2 ist. Zwischen die ebenflächig ausgebildete Kontaktfläche 3 des Körpers 1 und das Batteriemodul 2 ist eine Wärmeleitpaste 7 als Wärmeleitmittel aufgebracht. Im Anschluss an die äußere Begrenzung 4 der Kontaktfläche 3 weist die Kontaktfläche 3 einen gegenüber der Kontaktfläche 3 erhöhten Rand 5 auf. Zwischen dem Rand 5 und dem Batteriemodul 2 ist dabei ein Spalt 15 ausgebildet, in welchem sich aus dem Zwischenraum zwischen Kontaktfläche 3 und Batteriemodul 2 verdrängte Wärmeleitpaste 7 sammelt.
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In 2 ist ein Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Körper 1 dargestellt. Der Körper 1 weist dabei in einem Übergangsbereich 9 zwischen der äußeren Begrenzung 4 der Kontaktfläche 3 und dem Rand 5 eine Kavität 8 auf. Vorteilhafterweise wird durch die Kavität 8 der durch den Spalt 15 gebildete Volumenraum zwischen dem Modul 2 und dem Rand 5 vergrößert, wodurch ein Austreten von Wärmeleitpaste 7 noch besser verhindert wird.
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In 3 ist ein Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Körper 1 dargestellt. Hier ist der Rand 5 durch Umformung des Fortsatzes der Kontaktfläche 3, d.h. des Bereiches, der sich in 3 rechts von der äußeren Begrenzung 4 der Kontaktfläche 3 befindet, gebildet. Vorteilhafterweise ist der Bereich derart umgeformt, dass in dem Bereich des unteren Randes 12, der sich an die äußere Begrenzung 4 der Kontaktfläche 3 anschließt, eine Kavität 8 ausgebildet ist. Ein zwischen dem oberen Ende 11 des Randes 5 und dem Batteriemodul 2 befindlicher Spalt 15, wird vorteilhafterweise durch ein an dem oberen Bereich 11 des Randes 5 angeordnetes Abdichtmittel 10 abgedichtet. Das Abdichtmittel 10 verhindert dabei ein Austreten von Wärmeleitmittel 7, beispielsweise von Wärmeleitpaste, sodass die zwischen der Kontaktfläche 3 und dem Batteriemodul 2 aufgebrachte Menge von Wärmeleitmittel 7 konstant bleibt und somit der Wärmeleitübergangswiderstand hinsichtlich der Übertragung thermischer Energie von dem Batteriemodul 2 zu dem Körper 1 beziehungsweise von dem Körper 1 zu dem Batteriemodul 2 konstant bleibt.
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In 4 ist ein Ausschnitt einer Ausgestaltungsvariante für einen erfindungsgemäßen Körper 1 dargestellt, bei der der Körper 1 mit dem Rand 5 derart ausgebildet ist, dass das Batteriemodul 2 passgenau auf dem Körper 1 angeordnet ist, so dass das obere Ende 11 des Randes 5 direkt mit dem Batteriemodul 2 abschließt. Das obere Ende 11 des Randes 5 verhindert hierbei ein Austreten von Wärmeleitmittel 7, beispielsweise einem Wärmeleitgel, wodurch die Menge von Wärmeleitmittel 7 konstant gehalten wird. Da somit keine Abtragung von Wärmeleitmittel 7 erfolgt, bleibt der Wärmeleitwiderstand zwischen dem Körper 1 und dem Batteriemodul 2 selbst bei Vibrationen und/oder thermischen Einflüssen im Wesentlichen unverändert.
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5 zeigt einen weiteren Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Körper 1, wobei der Körper 1 in diesem Ausführungsbeispiel auf dem Batteriemodul 2 angeordnet ist. Der Rand 5 verhindert durch das nachträglich zwischen dem oberen Ende 11 des Randes 5 und dem Batteriemodul 2 angeordnete Abdichtmittel 10 ein Abfließen der Wärmeleitpaste 7. Zudem verhindert der Rand 5 ein Abfließen von Wärmeleitpaste 7, indem überschüssige Wärmeleitpaste 7 von der Kavität 8, welche in dem Bereich des unteren Randes 12, der sich an die äußere Begrenzung 4 der Kontaktfläche 3 anschließt, ausgebildet ist, aufgenommen wird.
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In 6 ist ein weiterer Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Körpers 1 zur Temperierung wenigstens eines Batteriemoduls 2 dargestellt. Der Körper 1 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Temperierung einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriemodulen 2 einer Batterie 6 ausgebildet. Die Kontaktfläche 3 des Körpers 1 weist dabei zwischen zwei nebeneinander angeordneten Batteriemodulen 2 jeweils eine entlang des Übergangsbereiches zweier benachbarter Batteriemodule verlaufende kanalartige Kavität 8 auf. Diese Kavität 8 ist derart ausgebildet, dass eine Verdrängung von Wärmeleitpaste 7 in den Spalt 14 zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen 2 verhindert wird. Zur weiteren Verhinderung, dass Wärmeleitpaste 7 in den Spalt 14 verdrängt wird, ist vorliegend eine Dichtung in den Spalt 14 zwischen den Batteriemodulen 2 eingesetzt (in 6 durch den waagerechten Strich in dem Spalt 14 symbolisch dargestellt).
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In 7 ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Batterie 6 dargestellt. Batteriezellen 13 sind dabei zu zwei Batteriemodulen 2 zusammengeschaltet. Die Batteriemodule 2 sind auf einem Kühlkörper 1 mit einer Kontaktfläche 3 derart angeordnet, dass thermische Energie von den Batteriezellen 13 bzw. den Batteriemodulen 2 über den Kühlkörper 1 abgeführt werden kann. Zur Verbesserung des Wärmeleitwiderstandes zwischen den Batteriemodulen 2 und dem Körper 1 ist zwischen den Batteriemodulen 2 und der Kontaktfläche 3 eine Wärmeleitpaste 7 aufgebracht. Eine in die Kontaktfläche 3 eingefräste rinnenartige Kavität 82 kann überschüssige Wärmeleitpaste 7 aufnehmen und verhindert so, dass die Wärmeleitpaste 7 zwischen die Batteriemodule 2 gedrängt wird. Der gegenüber der Kontaktfläche 3 erhöhte Rand 5 des Körpers 1 verhindert ein Austreten von Wärmeleitpaste 7. Der für eine gute thermische Kontaktierung zwischen den Batteriemodulen 2 und der Kontaktfläche 3 des Körpers 1 vor Anordnung der Batteriemodule 2 auf der Kontaktfläche 3 auf der Kontaktfläche 3 aufgebrachte Überschuss an Wärmeleitpaste 7 wird bei Anordnung der Batteriemodule 2 auf der Kontaktfläche 3 des Körpers 1 zu dem Rand 5 hin verdrängt. Der Körper 1 weist in einem Übergangsbereich von der Kontaktfläche 3 zu dem Rand 5 eine Kavität 8 auf, in welcher sich die verdrängte Wärmeleitpaste 7 sammelt. Der zwischen dem oberen Ende 11 des Randes 5 und dem Batteriemodul 2 ausgebildete Spalt wird schließlich mittels eines Abdichtmittels 10 abgedichtet. Durch die Abdichtung 10 wird verhindert, dass Wärmeleitpaste 7, beispielsweise aufgrund von Vibrationen im Betrieb, aus dem Zwischenraum zwischen der Kontaktfläche 3 und dem Batteriemodulen 2 austritt. Verunreinigungen durch austretende Wärmeleitpaste 7 wird hierdurch vermieden. Ferner kann ein Abdichtmittel in dem unteren Bereich des Spaltes 14 zwischen den Batteriemodulen 2 vorgesehen werden (in 7 nicht dargestellt), welches ausgebildet ist, zusätzlich oder anstelle der Kavität 82 ein Eindringen von Wärmeleitmittel, wie Wärmeleitpaste 7, zwischen benachbart nebeneinander angeordnete Batteriemodule 2 zu verhindern.
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Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung und sind für diese nicht beschränkend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010028194 A1 [0005]
