DE102013005475A1

DE102013005475A1 - Batterie mit einer Temperiereinrichtung

Info

Publication number: DE102013005475A1
Application number: DE201310005475
Authority: DE
Inventors: Torsten Klemm; Christian Zahn
Original assignee: Li Tec Battery GmbH
Current assignee: Li Tec Battery GmbH
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-02

Abstract

Batterie (21) mit wenigstens zwei elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) und wenigstens einer Temperiereinrichtung (1), wobei die Temperiereinrichtung (1) zur wärmeleitenden Verbindung mit wenigstens einer dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) ausgestaltet ist, wobei die Temperiereinrichtung (1) wenigstens aufweist: einen Fluidkanal (11), welcher zur Führung eines Temperierfluids, insbesondere mit einer Hauptströmungsrichtungausgestaltet ist, welcher sich wenigstens abschnittsweise durch die Temperiereinrichtung (1) erstreckt, einen ersten Wandabschnitt (12), welcher ausgestaltet ist, einen Wärmestrom Q· zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung (22, 22a) und dem Temperierfluid zu leiten, welcher mit, insbesondere einer ersten Mantelfläche (23, 23a), der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung (22, 22a) wärmeleitend, vorzugsweise kraftschlüssig, verbindbar ist, eine Fluidführungseinrichtung (3), welche in dem Fluidkanal (11) angeordnet und ausgestaltet ist, den Fluidkanal (11) in einen ersten Kanalabschnitt (9a) und einen zweiten Kanalabschnitt (9b) zu unterteilen, welche ausgestaltet ist, eine erste Hauptströmungsrichtungdes Temperierfluids (11) im ersten Kanalabschnitt (9a) in eine zweite Hauptströmungsrichtungim zweiten Kanalabschnitt (9b) umzulenken, wobei vorzugsweise die erste Hauptströmungsrichtungsich von der zweiten Hauptströmungsrichtungum einen vorbestimmten ersten Winkel α1, besonders bevorzugt größer als 30°, unterscheidet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Temperiereinrichtung und mit wenigstens zwei elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen sowie mehreren Herstellverfahren für die Temperiereinrichtung. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von KFZ-Antrieben beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Batterie, der Chemie der elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen oder unabhängig von der Art des versorgten Antriebs Verwendung finden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Batterien mit mehreren elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen insbesondere zur Versorgung von KFZ-Antrieben bekannt.
Die unzureichende Lebensdauer einiger Bauarten von Batterien wird mitunter als problematisch empfunden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Batterien mit erhöhter Lebensdauer zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird durch eine Batterie gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herstellverfahren gemäß Anspruch 12. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Batterie weist wenigstens zwei elektrochemische Energiespeichereinrichtungen und wenigstens eine Temperiereinrichtung auf. Die Temperiereinrichtung ist zur wärmeleitenden Verbindung mit wenigstens einer dieser Energiespeichereinrichtungen ausgestaltet.
Die Temperiereinrichtung weist wenigstens einen oder mehrere Fluidkanäle auf, welcher zur Führung eines Temperierfluids, insbesondere mit einer Hauptströmungsrichtung
ausgestaltet ist. Der wenigstens eine Fluidkanal erstreckt sich wenigstens abschnittsweise durch die Temperiereinrichtung.
Die Temperiereinrichtung weist weiter wenigstens einen oder mehrere erste Wandabschnitte auf, welcher jeweils ausgestaltet sind, einen Wärmestrom Q · [J/s] zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung und dem Temperierfluid zu leiten. Der wenigstens eine erste Wandabschnitt ist mit, insbesondere einer ersten Mantelfläche, der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung wärmeleitend, vorzugsweise kraftschlüssig, verbindbar. Vorzugsweise ist der wenigstens eine erste Wandabschnitt zur unmittelbaren, wärmeleitenden Berührung einer dieser Energiespeichereinrichtungen ausgestaltet.
Weiter weist die Temperiereinrichtung wenigstens eine oder mehrere Fluidführungseinrichtungen auf, welche jeweils ausgestaltet sind, den wenigstens einen Fluidkanal in einen ersten Kanalabschnitt und in einen zweiten Kanalabschnitt zu unterteilen. Die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung ist ausgestaltet, eine erste Hauptströmungsrichtung
des Temperierfluids im ersten Kanalabschnitt in eine zweite Hauptströmungsrichtung
im zweiten Kanalabschnitt umzulenken. Vorzugsweise unterscheidet die erste Hauptströmungsrichtung
sich von der zweiten Hauptströmungsrichtung
um einen vorbestimmten ersten Winkel α₁, wobei der vorbestimmte erste Winkel α₁ besonders bevorzugt größer als 30° ist. Vorzugsweise ist das Temperierfluid von der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung mit einem vorbestimmten zweiten Winkel α₂ in Richtung des ersten Wandabschnitts lenkbar, besonders bevorzugt für einen vorbestimmten Druckverlust Δp entlang des Fluidkanals. Vorzugsweise ist α₂ größer als 15” weiter bevorzugt größer als 30°, weiter bevorzugt größer als 45°, weiter bevorzugt größer als 60°, weiter bevorzugt größer als 75°, weiter bevorzugt im Wesentlichen 90°.
Vorzugsweise weist die Batterie ein Batteriegehäuse auf, welches ausgestaltet ist, wenigstens zwei oder mehrere dieser Energiespeichereinrichtungen und wenigstens eine oder mehrere dieser Temperiereinrichtungen aufzunehmen. Vorzugsweise können wenigstens eine, zwei oder mehrere dieser Energiespeichereinrichtungen jeweils einen dieser ersten Wandabschnitte wärmeleitend berühren. Besonders bevorzugt ist jeweils eine dieser Temperiereinrichtungen zwischen zwei dieser Energiespeichereinrichtungen angeordnet und, insbesondere unmittelbar, wärmeleitend, insbesondere kraftschlüssig, mit diesen Energiespeichereinrichtungen verbunden. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass ein größerer Wärmestrom Q · zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung und dem Temperierfluid ausgetauscht werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der thermische Widerstand zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung und dem Temperierfluid verringert sein kann, insbesondere durch die unmittelbare, wärmeleitende Verbindung zwischen der Energiespeichereinrichtung und der Temperiereinrichtung.
Bei erhöhten Temperaturen während des Betriebs der Batterie können innerhalb einer dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtung vermehrt unumkehrbare chemische Reaktionen ablaufen, welche zu einer beschleunigten Alterung der Energiespeichereinrichtung und insbesondere einer unerwünschten Verringerung der Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung führen können.
Bei Ausstattung der Batterie mit wenigstens einer dieser Temperiereinrichtungen kann insbesondere bei Bedarf Wärmeenergie aus der Energiespeichereinrichtung abgeführt werden. So kann einer erhöhten Temperatur der Energiespeichereinrichtung entgegengewirkt werden. So können unumkehrbare chemische Reaktionen in der Energiespeichereinrichtung verringert werden. So kann einer unerwünschten Verringerung der Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung begegnet werden. So wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
Teile der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung, insbesondere der Elektrolyt, zeigen oberhalb einer Grenztemperatur ein unerwünschtes bzw. gefährdendes Verhalten, insbesondere Verdampfen oder Entzünden, worauf die Umgebung durch die elektrochemische Energiespeichereinrichtung gefährdet werden kann. Wenn aber bei der erfindungsgemäßen Gestaltung der Batterie aus deren Energiespeichereinrichtungen mittels der Temperiereinrichtung Wärmeenergie abgeführt werden kann, kann die Temperatur der Energiespeichereinrichtung begrenzt oder gesenkt werden. Dadurch wird die Gefährdung der Umgebung durch die elektrochemische Energiespeichereinrichtung verringert.
Unter einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Bereitstellung elektrischer Energie dient, welche insbesondere zum Abspeichern elektrischer Energie dient. Dazu weist die Energiespeichereinrichtung eine Elektrodenbaugruppe und zwei Stromableiter auf. Diese Stromableiter sind elektrisch und wärmeleitend mit der Elektrodenbaugruppe verbunden und weisen unterschiedliche elektrische Polarität auf. Die Energiespeichereinrichtung weist eine Umhüllung auf, welche zur Begrenzung der Elektrodenbaugruppe gegenüber der Umgebung der Energiespeichereinrichtung dient. Vorzugsweise ist die Umhüllung mit einer Verbundfolie, mit einem Metallblech, mit einem schalenförmigen Abschnitt, mit einem Deckel und/oder mit einem dünnwandigen Polymer ausgebildet.
Unter einer Temperiereinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zur wärmeleitenden Verbindung mit wenigstens einer, zweier oder mehrerer dieser Energiespeichereinrichtungen ausgestaltet ist. Die Temperiereinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, einer mit der Temperiereinrichtung wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtung einen Wärmestrom Q ·[J/s] zuzuführen. Die Temperiereinrichtung insbesondere ausgestaltet, einen Wärmestrom Q ·[J/s] aus einer mit der Temperiereinrichtung wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtung abzuführen.
Unter ”temperieren” im Sinne der Erfindung ist insbesondere zu verstehen, dass Wärmeenergie bzw. ein Wärmestrom aus dem Temperierfluid in eine dieser Energiespeichereinrichtungen zugeführt wird oder in umgekehrter Richtung.
Unter einem Fluidkanal im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zur Führung eines Temperierfluids dient. Durch seine Gestalt gibt der Fluidkanal dem Temperierfluid eine Hauptströmungsrichtung
vor. Wenigstens abschnittsweise erstreckt sich der Fluidkanal durch die Temperiereinrichtung. Abschnittsweise, d. h. in verschiedenen Abschnitten des Fluidkanals, können sich die Hauptströmungsrichtungen
unterscheiden. Vorzugsweise weist der Fluidkanal eine fluiddurchlässige, im wesentlichen rechteckige, zylindrische oder elliptische, Querschnittsfläche auf.
Unter einem Temperierfluid im Sinne der Erfindung ist ein Fluid zu verstehen, welches insbesondere der konvektiven Zufuhr und/oder Abfuhr von Wärmeenergie in bzw. aus einer dieser Energiespeichereinrichtungen dient. Vorzugsweise ist das Temperierfluid wenigstens zeitweise, insbesondere innerhalb des Betriebsbereichs der Batterie, flüssig.
Unter einem ersten Wandabschnitt im Sinne der Erfindung ist ein Abschnitt einer Wandung der Temperiereinrichtung zu verstehen, welcher insbesondere der Wärmeleitung zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung und dem Temperierfluid dient. Der erste Wandabschnitt dient insbesondere der Wärmeleitung zwischen einer ersten Mantelfläche der Energiespeichereinrichtung und dem Temperierfluid. Der erste Wandabschnitt dient insbesondere zur Leitung eines Wärmestroms Q · zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung und dem Temperierfluid. Der erste Wandabschnitt ist mit der Energiespeichereinrichtung, insbesondere mit ihrer Mantelflächen, wärmeleitend, vorzugsweise kraftschlüssig, verbindbar. Vorzugsweise bildete der erste Wandabschnitt eine Begrenzungsfläche des Fluidkanals.
Vorzugsweise ist der erste Wandabschnitt abschnittweise elektrisch isolierend beschichtet, insbesondere dort, wo einer der Stromableiter der benachbarten Energiespeichereinrichtung diesen ersten Wandabschnitt wärmeleitend berühren kann, insbesondere mit einem Polymerwerkstoff. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass einem unerwünschten Kurzschluss zwischen zwei Stromableitern unterschiedlicher elektrischer Polarität begegnet werden kann.
Vorzugsweise weist der erste Wandabschnitt abschnittweise einen Vorsprung auf, insbesondere dort, wo einer der Stromableiter der benachbarten Energiespeichereinrichtung diesen ersten Wandabschnitt wärmeleitend berühren kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die wärmeleitende Verbindung zwischen diesem Stromableiter und dem ersten Wandabschnitt verbessert ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass dieser Stromableiter besser abgestützt werden kann.
Unter einer Hauptströmungsrichtung
eines Temperierfluids im Sinne der Erfindung ist insbesondere die zeitlich gemittelte Strömungsgeschwindigkeit des Temperierfluids zu verstehen, insbesondere unter Vernachlässigung lokaler und zeitlich veränderlicher turbulenter Anteile. In verschiedenen Kanalabschnitten, d. h. Abschnitten des Fluidkanals, kann das Temperierfluid entlang unterschiedlicher Hauptströmungsrichtungen strömen.
Unter einer Fluidführungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Umlenkung des Temperierfluids innerhalb des Fluidkanals dient. Die Fluidführungseinrichtung kann in dem Fluidkanal angeordnet werden. Die Fluidführungseinrichtung ist ausgestaltet, den Fluidkanal in einen ersten Kanalabschnitt und einen zweiten Kanalabschnitt zu unterteilen. Die Fluidführungseinrichtung ist ausgestaltet, eine erste Hauptströmungsrichtung
des Temperierfluids im ersten Kanalabschnitt in eine zweite Hauptströmungsrichtung
im zweiten Kanalabschnitt umzulenken. Vorzugsweise unterscheidet die erste Hauptströmungsrichtung
sich von der zweiten Hauptströmungsrichtung
um einen vorbestimmten ersten Winkel α₁, wobei der vorbestimmte erste Winkel α₁ besonders bevorzugt größer als 30° ist. Dazu ist der erste Winkel α₁ im Schnittpunkt zwischen der ersten Hauptströmungsrichtung
und der zweiten Hauptströmungsrichtung
zu messen. Vorzugsweise ist die erste Hauptströmungsrichtung
im ersten Kanalabschnitt im wesentlichen parallel zu dem den Fluidkanal begrenzenden ersten Wandabschnitt ausgerichtet. Vorzugsweise bildet die zweite Hauptströmungsrichtung
im zweiten Kanalabschnitt einen spitzen Winkel (kleiner gleich 90° mit diesem ersten Wandabschnitt.
Vorzugsweise ist das Temperierfluid von der Fluidführungseinrichtung mit einem vorbestimmten zweiten Winkel α₂ in Richtung des ersten Wandabschnitts lenkbar. Dazu ist der zweite Winkel α₂ im Schnittpunkt zwischen der zweiten Hauptströmungsrichtung
und der Oberfläche des ersten Wandabschnitts zu messen. Vorzugsweise bildet die zweite Hauptströmungsrichtung
im zweiten Kanalabschnitt einen spitzen Winkel (kleiner gleich 90° mit diesem ersten Wandabschnitts. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Wärmeübertragung zwischen dem Temperierfluid und dem ersten Wandabschnitt verbessert ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Turbulenz des Temperierfluids lokal, insbesondere in den Bereich, in welchem das Temperierfluid auf den ersten Wandabschnitt trifft, Vergrößert ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass mit spitzeren bzw. kleineren zweiten Winkeln α₂ der Druckverlust Δp entlang des Fluidkanals verringert ist.
Unter einem Batteriegehäuse im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Aufnahme von wenigstens zwei oder mehreren dieser Energiespeichereinrichtungen und wenigstens einer oder mehreren dieser Temperiereinrichtungen dient, welche insbesondere der kraftschlüssigen Verbindung wenigstens einer oder zwei dieser Energiespeichereinrichtungen mit wenigstens einer dieser Temperiereinrichtungen dient. Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse ausgestaltet, eine Kraft auf die aufgenommenen Energiespeichereinrichtungen und Temperiereinrichtungen derart auszuüben, dass eine Reibkraft zwischen wenigstens einer dieser Energiespeichereinrichtungen und wenigstens einer dieser Temperiereinrichtungen deren unerwünschten Relativbewegung entgegenwirkt. Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse ausgestaltet, eine Kraft, insbesondere Normalkraft, auf die aufgenommenen Energiespeichereinrichtungen und Temperiereinrichtungen derart auszuüben, dass die Wärmeleitung zwischen wenigstens einer dieser Energiespeichereinrichtungen und wenigstens einer dieser Temperiereinrichtungen verbessert ist.
Nachfolgend werden zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weisen wenigstens eine oder mehrere dieser Energiespeichereinrichtungen jeweils wenigstens eine erste Mantelfläche auf, welche zur wärmeleitenden, insbesondere unmittelbaren, Berührung des wenigstens einen ersten Wandabschnitts ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die erste Mantelfläche zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem wenigstens einen ersten Wandabschnitt ausgestaltet. Vorzugsweise ist die erste Mantelfläche durch eine Umhüllung einer dieser Energiespeichereinrichtungen gebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass mit der wärmeleitenden und insbesondere unmittelbaren Berührung zwischen einem dieser ersten Wandabschnitte und der ersten Mantelfläche bzw. der Umhüllung einer dieser Energiespeichereinrichtungen der thermische Widerstand, welcher einen Wärmestrom in bzw. aus der Energiespeichereinrichtung begrenzt, verringerbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Temperiereinrichtung wenigstens eine erste Grundplatte und wenigstens eine zweite Grundplatte auf. Wenigstens eine, insbesondere plattenförmige, dieser Fluidführungseinrichtungen kann zwischen der ersten Grundplatte und der zweiten Grundplatte angeordnet werden. Die zweite Grundplatte dient der unmittelbaren, wärmeleitenden Verbindung mit, insbesondere einer ersten Mantelfläche, einer dieser Energiespeichereinrichtungen. Vorzugsweise ist die zweite Grundplatte mit einem Metall, besonders bevorzugt mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet, insbesondere für geringeren thermischen Widerstand. Wenigstens einer dieser ersten Wandabschnitte ist Teil der zweiten Grundplatte bzw. ist einstückig mit der zweiten Grundplatte ausgebildet. Der wenigstens eine Fluidkanal erstreckt sich zwischen der ersten Grundplatte und der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung sowie zwischen der zweiten Grundplatte und der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung. Vorzugsweise weist die erste und/oder die zweite Grundplatte abschnittsweise einen hochgestellten Rand auf, insbesondere zur Begrenzung des Fluidkanals, insbesondere zur Verbindung mit der Fluidführungseinrichtung und/oder der anderen dieser Grundplatten. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Herstellung der Temperiereinrichtung vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass, insbesondere durch Verwendung unterschiedlicher Fluidführungseinrichtungen, bedarfsgerechte Temperiereinrichtungen hergestellt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung wenigstens eine Teilkanalanordnung mit mehreren Teilkanälen auf. Die Teilkanäle sind für das Temperierfluid durchlässig. Das Temperierfluid kann im Wesentlichen zeitgleich durch mehrere dieser Teilkanäle strömen. Vorzugsweise weist die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung ein vorbestimmtes Öffnungsverhältnis q, besonders bevorzugt größer als 0,3, auf. Das Öffnungsverhältnis q wird bestimmt als die summierte fluiddurchlässige Querschnittsfläche der Teilkanäle geteilt durch eine die Teilkanäle, insbesondere deren Öffnungen bzw. Eintrittsflächen, aufweisende Mantelfläche der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung: summierte fluiddurchlässige Querschnittsfläche der Teilkanäle q = summierte fluiddurchlässige Querschnittsfläche der Teilkanäle / Mantelfläche der Fluidführungseinrichtung, welche die Fluidkanäle aufweist
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass mit dem Öffnungsverhältnis Einfluss auf die Größe des übertragbaren Wärmestroms genommen werden kann. Mit größerem Öffnungsverhältnis steigt der übertragbare Wärmestrom. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass mit dem Öffnungsverhältnis Einfluss auf den Druckverlust im Temperierfluid entlang des Fluidkanals bzw. beim Durchtritt durch die Fluidführungseinrichtung genommen werden kann. Mit größerem Öffnungsverhältnis sinkt dieser Druckverlust.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Temperiereinrichtung zwei dieser Fluidführungseinrichtungen sowie eine zweite Grundplatte auf. Eine erste dieser Fluidführungseinrichtungen weist ein größeres Öffnungsverhältnis auf als die zweite dieser Fluidführungseinrichtungen. Vorzugsweise ist die Fluidführungseinrichtung mit größerem Öffnungsverhältnis benachbart zu wenigstens einem der Stromableiter der mit der zweiten Grundplatte wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtung angeordnet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass ein größerer Wärmestrom mit der Energiespeichereinrichtung insbesondere über deren Stromableiter ausgetauscht werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil eines verringerten Druckverlusts entlang des Fluidkanals bzw. beim Durchtritt durch die Fluidführungseinrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist wenigstens eine der Fluidführungseinrichtungen wenigstens eine oder mehrere Fluidleitflächen auf. Die wenigstens eine Fluidleitfläche ist zur Lenkung des Temperierfluids mit dem zweiten Winkel α₂ in Richtung des wenigstens einen ersten Wandabschnitts ausgestaltet. Die wenigstens eine Fluidleitfläche dient der Führung des Temperierfluids. Vorzugsweise begrenzt die wenigstens eine Fluidleitfläche einen dieser Teilkanäle. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Fluidleitfläche entsprechend im Wesentlichen der Innenfläche eines Hohlzylinders ausgebildet. Besonders bevorzugt verläuft die Längsachse dieses Hohlzylinders entlang des zweiten Winkels α₂. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Fluidleitfläche entsprechend im Wesentlichen der Innenfläche eines Krümmers bzw. Ellenbogens ausgebildet. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Fluidleitfläche entsprechend im Wesentlichen der Innenfläche eines Abschnitts eines hohlen Torus ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Druckverlust im Temperierfluid entlang des Fluidkanals bzw. beim Durchtritt durch die Fluidführungseinrichtung verringert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Batterie bzw. deren Temperiereinrichtung eine erste Kanalanschlusseinrichtung auf, welche ausgestaltet ist, mit dem wenigstens einen Fluidkanal bzw. der Temperiereinrichtung verbunden zu werden und das Temperierfluid dem wenigstens einen Fluidkanal zuzuführen. Die erste Kanalanschlusseinrichtung ist ausgestaltet, dass zugeführte Temperierfluid entlang des zweiten Wandabschnitts auszubreiten. Vorzugsweise weist die erste Kanalanschlusseinrichtung eine im Wesentlichen zylindrische Eintrittsfläche auf. Vorzugsweise weist die erste Kanalanschlusseinrichtung wenigstens eine im Wesentlichen rechteckige, zylindrische oder elliptische Austrittsfläche auf, welche insbesondere an den Eintritt des Fluidkanals angepasst ist. Besonders bevorzugt ist die Eintrittsfläche im Wesentlichen senkrecht zur wenigstens einen Austrittsfläche angeordnet. Vorzugsweise weist die erste Kanalanschlusseinrichtung wenigstens zwei dieser Austrittsflächen auf, welche insbesondere der Aufteilung des zugeführten Temperierfluids auf wenigstens zwei dieser Fluidkanäle dienen. Vorzugsweise weist die erste Kanalanschlusseinrichtung, insbesondere benachbart zur Eintrittsfläche, einen Schnellverschluss für eine Zuleitung auf. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Versorgung der Temperiereinrichtung mit dem Temperierfluid vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Montage der Batterie vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Ersatz der zugehörigen Temperiereinrichtung vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Aufteilung des zugeführten Temperierfluids auf wenigstens zwei dieser Fluidkanäle möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Batterie bzw. deren Temperiereinrichtung eine zweite Kanalanschlusseinrichtung auf, welche ausgestaltet ist, mit dem wenigstens einen Fluidkanal bzw. der Temperiereinrichtung verbunden zu werden und das Temperierfluids aus dem wenigstens einen Fluidkanal abzuführen. Die zweite Kanalanschlusseinrichtung ist ausgestaltet, das abzuführende Temperierfluid aus dem, insbesondere quaderförmigen, Fluidkanal zu sammeln und in eine, insbesondere im Wesentlichen zylindrische, Rückleitung zu führen. Vorzugsweise weist die zweite Kanalanschlusseinrichtung wenigstens eine im Wesentlichen rechteckige, zylindrische oder elliptische Eintrittsfläche auf, welche insbesondere an den Auslass des Fluidkanals angepasst ist. Vorzugsweise weist die zweite Kanalanschlusseinrichtung eine im Wesentlichen zylindrischen Austrittsfläche auf. Besonders bevorzugt ist die wenigstens eine Eintrittsfläche im Wesentlichen senkrecht zur Austrittsfläche angeordnet. Vorzugsweise weist die zweite Kanalanschlusseinrichtung wenigstens zwei Eintrittsflächen auf, welche insbesondere der Sammlung des zugeführten Temperierfluids aus zwei Fluidkanälen dienen. Vorzugsweise weist die zweite Kanalanschlusseinrichtung, benachbart zur Eintrittsfläche, einen Schnellverschluss für eine Rückleitung auf. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Versorgung der Temperiereinrichtung mit dem Temperierfluid vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Montage der Batterie vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Ersatz der zugehörigen Temperiereinrichtung vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Sammlung des abzuführenden Temperierfluids aus wenigstens zwei dieser Fluidkanäle möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung eine erste dieser Teilkanalanordnungen und eine zweite dieser Teilkanalanordnungen auf. Vorzugsweise kann eine dieser Teilkanalanordnungen, besonders bevorzugt die zweite Teilkanalanordnung, innerhalb der Temperiereinrichtung benachbart zu wenigstens einem der Stromableiter der mit der zweiten Grundplatte wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtungen angeordnet werden. Vorzugsweise sind die vorbestimmten Öffnungsverhältnisse q der beiden Teilkanalanordnungen unterschiedlich. Besonders bevorzugt ist das Öffnungsverhältnis der Teilkanalanordnung, welche benachbart zu wenigstens einem der Stromableiter der mit der zweiten Grundplatte wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtung angeordnet ist, größer als Öffnungsverhältnis der anderen dieser Teilkanalanordnungen. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Betrag des Fluidstroms proportional zu dem mit der Energiespeichereinrichtung, insbesondere abschnittsweise, auszutauschenden Wärmestrom gewählt werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass im Bereich der Stromableiter ein größerer Wärmestrom übertragen werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Temperiereinrichtung zwei, insbesondere gegenüberliegende, insbesondere zueinander parallel angeordnete, dieser ersten Wandabschnitte auf. Weiter weist die Temperiereinrichtung zwei dieser Fluidführungseinrichtungen auf. Durch die beiden Fluidführungseinrichtungen ist der zugeführte Fluidstrom bzw. der Fluidkanal teilbar, wobei ein erster Teil des Fluidstroms in Richtung des ersten dieser ersten Wandabschnitte und ein zweiter Teil des Fluidstroms in Richtung des zweiten dieser ersten Wandabschnitte lenkbar ist. Vorzugsweise weist die Temperiereinrichtung zwei dieser zweiten Kanalanschlusseinrichtungen auf. Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung ausgestaltet, zwischen zwei dieser Energiespeichereinrichtungen angeordnet zu werden. Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung ausgestaltet, wärmeleitend, besonders bevorzugt kraftschlüssig, mit zwei dieser Energiespeichereinrichtungen verbunden zu werden. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung zeitgleich zum Austausch von Wärmeenergie mit zwei dieser Energiespeichereinrichtungen in der Lage ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass innerhalb einer Batterie die Energiespeichereinrichtungen mit weniger Temperiereinrichtungen temperiert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Temperiereinrichtung wenigstens zwei dieser Fluidkanäle auf. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Fluidkanäle mit derselben ersten Kanalanschlusseinrichtung oder derselben zweiten Kanalanschlusseinrichtung verbunden. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Fluidkanäle wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander durch die Temperiereinrichtung geführt. Vorzugsweise weisen die wenigstens zwei Fluidkanäle jeweils eine fluiddurchlässige, im Wesentlichen rechteckige, zylindrische oder elliptische Querschnittsfläche auf. Vorzugsweise sind die Querschnittsflächen dieser wenigstens zwei Fluidkanäle unterschiedlich bemessen. Besonders bevorzugt ist die Querschnittsfläche eines dieser Fluidkanäle, welcher benachbart zu wenigstens einem der Stromableiter der mit der Temperiereinrichtung wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtung angeordnet ist, größer als die Querschnittsflächen der übrigen Fluidkanäle. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Fluidkanäle, mit jeweils im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsflächen, durch einen Steg getrennt, welcher, insbesondere stoffschlüssig, mit der zweiten Grundplatte verbunden ist. Alternativ erstrecken sich die wenigstens zwei Fluidkanäle, mit jeweils im Wesentlichen rechteckigen, zylindrische oder elliptischen Querschnittflächen, wenigstens abschnittsweise zueinander parallel und im Wesentlichen geradlinig zwischen zwei dieser Kanalanschlusseinrichtungen durch die Temperiereinrichtung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Betrag des Fluidstroms proportional zu dem mit der Energiespeichereinrichtung, insbesondere abschnittsweise, auszutauschenden Wärmestrom gewählt werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass im Bereich der Stromableiter ein größerer Wärmestrom übertragen werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Batterie wenigstens eine oder mehrere Anordnungen aus zwei Energiespeichereinrichtungen und einer dieser Temperiereinrichtung auf, wobei die Temperiereinrichtung zwischen den beiden Energiespeichereinrichtungen angeordnet und wärmeleitend, insbesondere kraftschlüssig, mit jeweils einer ersten Mantelfläche der Energiespeichereinrichtungen verbindbar ist. Diese Temperiereinrichtung weist zwei dieser ersten Wandabschnitte und zwei dieser Fluidführungseinrichtungen auf. Die beiden Energiespeichereinrichtungen sind wärmeleitend, insbesondere kraftschlüssig, mit je einem dieser ersten Wandabschnitte verbindbar. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung zeitgleich zum Austausch von Wärmeenergie mit zwei dieser Energiespeichereinrichtungen in der Lage ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass innerhalb einer Batterie die Energiespeichereinrichtungen mit weniger Temperiereinrichtungen temperiert werden können.
Ein erfindungsgemäßes erstes Herstellverfahren für eine dieser Fluidführungseinrichtungen, insbesondere für eine dieser Temperiereinrichtungen, weist wenigstens einen der folgenden Schritte auf:

S1 Bearbeiten eines dünnwandigen Rohlings, insbesondere eines Metallblechs, mit einem Umformverfahren und/oder Trennverfahren, insbesondere Stanzen, insbesondere Tiefziehen, wobei die wenigstens eine Teilkanalanordnung mit wenigstens einem Teilkanal erzeugt wird, und/oder
S2 Bearbeiten eines dünnwandigen Rohlings, insbesondere eines Metallblechs, mit einem abtragenden Fertigungsverfahren, insbesondere einem Erodierverfahren, wobei die wenigstens eine Teilkanalanordnung mit wenigstens einem Teilkanal erzeugt wird, und/oder
S3 Bearbeiten eines dünnwandigen Rohlings, insbesondere eines Metallblechs, wobei wenigstens eine erste dieser Teilkanalanordnungen und eine zweite dieser Teilkanalanordnungen erzeugt werden, wobei vorzugsweise die vorbestimmten Öffnungsverhältnisse q unterschiedlich sind,

q = summierte fluiddurchlässige Querschnittsfläche der Teilkanäle / Mantelfläche der Fluidführungseinrichtung, welche die Fluidkanäle aufweist

Mit Schritt S1 kann eine dieser Fluidführungseinrichtungen, insbesondere aus einem Metallblech, vorzugsweise aus einem Aluminiumblech, zugeschnitten und/oder dessen Rand zumindest abschnittsweise hochgestellt werden. Mit Schritt S1 können Ausnehmungen, insbesondere Löcher gewünschter Geometrie, in den Körper der Fluidführungseinrichtung eingebracht, insbesondere gestanzt, werden.
Mit Schritt S2 können Ausnehmungen, insbesondere Löcher gewünschter Geometrie, in den Körper der Fluidführungseinrichtung eingebracht werden. Gegenüber Schritt S1 kann das Entfernen von Schnittgraten an den Ausnehmungen eingespart werden.
Mit Schritt S3 kann die Fluidführungseinrichtung bzw. die Temperiereinrichtung für den Austausch eines größeren Wärmestroms mit einem der Stromableiter einer dieser Energiespeichereinrichtungen vorbereitet werden.
Vorzugsweise wird Schritt S3 mit Schritt S1 und/oder S2 kombiniert. Vorzugsweise wird Schritt S1 mit Schritt S2 kombiniert.
Im Anschluss an das erste Herstellverfahren ist die Fluidführungseinrichtung zum Einbringen in einen Fluidkanal, insbesondere einer dieser Temperiereinrichtungen, vorbereitet.
Bei erhöhten Temperaturen während des Betriebs der Batterie können innerhalb einer dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtung vermehrt unumkehrbare chemische Reaktionen ablaufen, welche zu einer beschleunigten Alterung der Energiespeichereinrichtung und insbesondere einer unerwünschten Verringerung der Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung führen können.
Bei Ausstattung der Batterie mit wenigstens einer dieser Temperiereinrichtungen kann insbesondere bei Bedarf Wärmeenergie aus der Energiespeichereinrichtung abgeführt werden. So kann einer erhöhten Temperatur der Energiespeichereinrichtung entgegengewirkt werden. So können unumkehrbare chemische Reaktionen in der Energiespeichereinrichtung verringert werden. So kann einer unerwünschten Verringerung der Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung begegnet werden. So wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
Teile der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung, insbesondere der Elektrolyt, zeigen oberhalb einer Grenztemperatur ein unerwünschtes bzw. gefährdendes Verhalten, insbesondere Verdampfen oder Entzünden, worauf die Umgebung durch die elektrochemische Energiespeichereinrichtung gefährdet werden kann. Wenn aber bei der erfindungsgemäßen Gestaltung der Batterie aus deren Energiespeichereinrichtungen mittels der Temperiereinrichtung Wärmeenergie abgeführt werden kann, kann die Temperatur der Energiespeichereinrichtung begrenzt oder gesenkt werden. Dadurch wird die Gefährdung der Umgebung durch die elektrochemische Energiespeichereinrichtung verringert.
Ein zweites Herstellverfahren für eine dieser Temperiereinrichtungen, insbesondere im Anschluss an das vorgenannte Verfahren zum Herstellen einer dieser Fluidführungseinrichtungen, weist die folgenden Schritte auf:

S4 Anordnen wenigstens einer dieser Fluidführungseinrichtungen zwischen zwei, insbesondere plattenförmigen, Rohlingen, insbesondere zwischen einer dieser ersten Grundplatten und einer dieser zweiten Grundplatten,
S5 Verbinden, insbesondere kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, insbesondere Fügen, wenigstens eines der Rohlinge, insbesondere der ersten Grundplatte (4) und/oder der zweiten Grundplatte, mit der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung, insbesondere nach Schritt S4.

Vorzugsweise erfolgt Schritt S5 nach Schritt S4. Während S4 werden Bauteile der Temperiereinrichtung zueinander angeordnet zum anschließenden Verbinden gemäß Schritt S5.
Alternativ erfolgt Schritt S5 vor Schritt S4. Dabei wird die Fluidführungseinrichtung zunächst mit lediglich einem der Rohlinge bzw. einer der Grundplatten verbunden. Vorzugsweise folgt nach Schritt S4 ein weiterer Schritt S5 zur Verbindung eines weiteren Rohlings bzw. einer weiteren Grundplatte.
Das zweite Herstellverfahren bietet den Vorteil, dass insbesondere plattenförmige und kostengünstiger Rohlinge bzw. Grundplatten für die Temperiereinrichtung verwendet werden können.
Vorzugsweise weist das zweite Herstellverfahren wenigstens einen der folgenden Schritte auf:

S6 Verbinden, insbesondere kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, wenigstens einer dieser ersten Kanalanschlusseinrichtungen und/oder einer dieser zweiten Kanalanschlusseinrichtungen mit wenigstens einem dieser Rohlinge, insbesondere einer dieser Grundplatten, insbesondere vor Schritt S4, insbesondere nach Schritt S5, und/oder
S7 Beaufschlagen wenigstens eines dieser Rohlinge, insbesondere der ersten Grundplatte und/oder der zweiten Grundplatte, mit einem Druck, insbesondere mit einem Fluid, vorzugsweise mittels Hydroforming, in Richtung einer Formgebungseinheit, worauf sich der Rohling, insbesondere die Grundplatte, abschnittsweise verformt, insbesondere zur Ausbildung wenigstens eines dieser Fluidkanäle, insbesondere zur Ausbildung wenigstens eines dieser ersten Wandabschnitte, insbesondere vor Schritt S4, insbesondere nach Schritt S5.

Schritt S6 kann bereits mit lediglich einer der Grundplatten bzw. einem Rohling durchgeführt werden, bevor eine der Fluidführungseinrichtungen in einen der Fluidkanäle eingesetzt wird. Alternativ wird Schritt S6 mit der weitgehend fertiggestellten Temperiereinrichtung, d. h. mit eingesetzten Fluidführungseinrichtungen durchgeführt. Die Ausgestaltung des Verfahrens mit Schritt S6 bietet den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung für den vereinfachten Anschluss von Versorgungsleitungen für das Temperierfluid vorbereitet werden kann.
Mit Schritt S7 kann wenigstens einer dieser Fluidkanäle, einer dieser Rohlinge bzw. eine dieser Grundplatten die gewünschte Form bzw. Gestalt überführt werden. Mit Schritt S7 wenigstens eine dieser Rohlinge bzw. wenigstens eine dieser Grundplatten mit einem Metallblech ausgebildet werden. Die Ausgestaltung des Verfahrens mit Schritt S7 bietet den Vorteil geringerer Materialkosten.
Dieses Herstellverfahren bietet den Vorteil, dass mehrere Fluidkanäle mit unterschiedlich bemessenen Querschnittsflächen hergestellt werden können. Dieses Herstellverfahren bietet den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung kostengünstig mit im Wesentlichen plattenförmigen Bauteilen hergestellt werden kann.
Bei einem alternativen dritten Herstellverfahren kann die Temperiereinrichtung aus einem einzelnen plattenförmigen Rohling hergestellt werden, mit den Schritten:

S8 Bearbeiten eines, insbesondere im Wesentlichen plattenförmigen, Rohlings mit einem spanenden und/oder abtragenden Fertigungsverfahren zur Ausbildung wenigstens eines oder mehrerer dieser Fluidkanäle, insbesondere mittels Fräsen, Räumen, Hobeln, Schleifen und/oder Erodieren,
S9 Einsetzen wenigstens einer dieser Fluidführungseinrichtungen (3) in einen dieser Fluidkanäle (11), nach Schritt S8.

Dieses Herstellverfahren bietet den Vorteil, dass auf Formen zur Erzeugung der Fluidkanäle verzichtet werden kann. Dieses Herstellverfahren bietet den Vorteil, dass mehrere Fluidkanäle mit unterschiedlich bemessenen Querschnittsflächen hergestellt werden können.
Vorzugsweise weist dieses Herstellverfahren auch den Schritt S6 auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung für den vereinfachten Anschluss von Versorgungsleitungen für das Temperierfluid vorbereitet werden kann.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Batterie weist wenigstens eine der vorgenannten Temperiereinrichtungen auf, wobei vorzugsweise die Temperiereinrichtung bzw. wenigstens eine ihre Fluidführungseinrichtungen gemäß einem der vorgenannten Herstellverfahren hergestellt ist. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass insbesondere bei Bedarf Wärmeenergie aus der Energiespeichereinrichtung abgeführt werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass einer erhöhten Temperatur der Energiespeichereinrichtung entgegengewirkt werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass unumkehrbare chemische Reaktionen in der Energiespeichereinrichtung verringert werden können. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass einer unerwünschten Verringerung der Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung begegnet werden kann.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Batterie weist, zusätzlich zu den wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen und der wenigstens einen Temperiereinrichtung, zwei Kanalanschlusseinrichtungen auf. Die Temperiereinrichtung weist zwei Fluidkanäle auf. Diese Temperiereinrichtung ist mit mehreren Grundplatten, insbesondere mit einer zweiten Grundplatte und zwei ersten Grundplatten ausgebildet, welche die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung umschließen.
Die erste Kanalanschlusseinrichtung ist fluidisch mit den beiden Fluidkanälen verbunden, d. h. das Temperierfluid kann aus der ersten Kanalanschlusseinrichtung in die beiden Fluidkanäle überführt werden, und, insbesondere stoffschlüssig, mit der Temperiereinrichtung. Die erste Kanalanschlusseinrichtung ist ausgestaltet, das Temperierfluid den beiden Fluidkanälen zuzuführen, das Temperierfluid auf die Fluidkanäle zu verteilen und entlang des ersten Wandabschnitts der Temperiereinrichtung auszubreiten. Vorzugsweise weist die Eintrittsfläche in die erste Kanalanschlusseinrichtung einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf.
Eine zweite Kanalanschlusseinrichtung ist ebenfalls fluidisch mit den Fluidkanälen verbunden und, insbesondere stoffschlüssig, mit der Temperiereinrichtung. Die zweite Kanalanschlusseinrichtung ist ausgestaltet, das Temperierfluid aus den Fluidkanälen abzuführen, das Temperierfluid zu sammeln und in eine nicht dargestellte Rückleitung zu führen. Vorzugsweise weist der Auslass der zweiten Kanalanschlusseinrichtung einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf.
Die zweite Grundplatte weist abschnittsweise zwei separate zweite Kanalabschnitte auf. Die zweite Grundplatte ist bevorzugt mit Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung für verringerten thermischen Widerstand ausgebildet. Die zweite Grundplatte weist hochgestellte bzw. vorspringende Randabschnitte auf, welche zur Führung des Temperierfluids und/oder der Verbindung mit der nicht dargestellten ersten Grundplatte dienen. Die hochgestellten Randabschnitte sind benachbart zu der zweiten Kanalanschlusseinrichtungen unterbrochen für den Durchtritt des Temperierfluids. Vorzugsweise ist die zweite Grundplatte mittels Tiefziehen oder spanend aus einer Metallplatte gefertigt.
Die ersten Grundplatten sind bevorzugt mit Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Vorzugsweise weisen die ersten Grundplatten hochgestellte bzw. vorspringende Randabschnitte auf, welche zur Führung des Temperierfluids und/oder der Verbindung mit der zweiten Grundplatte bzw. der nicht dargestellten Fluidführungseinrichtung dienen.
Vorzugsweise ist die Unterbrechung der hochgestellten Randabschnitte benachbart zu der zweiten Kanalanschlusseinrichtung ebenso breit wie die summierte Breite der Unterbrechungen der hochgestellten Randabschnitte benachbart zu der ersten Kanalanschlusseinrichtung. Vorzugsweise entspricht die Summe der zwei im Wesentlichen rechteckigen Austrittsflächen der ersten Kanalanschlusseinrichtung der im wesentlichen rechteckigen Eintrittsfläche der zweiten Kanalanschlusseinrichtung.
Die Fluidführungseinrichtungen sind aus rechteckigen Blechen gefertigt. Die Fluidführungseinrichtungen weisen Teilkanalanordnungen mit zahlreichen, für das Temperierfluid durchlässigen, Löchern bzw. Teilkanälen auf. Die Fluidführungseinrichtungen unterteilen die beiden Fluidkanäle in jeweils einen ersten Kanalabschnitt und einen zweiten Kanalabschnitt. Die ersten Kanalabschnitte erstrecken sich oberhalb der Fluidführungseinrichtungen und werden aus der ersten Kanalanschlusseinrichtung mit dem Temperierfluid versorgt. Durch die Teilkanalanordnungen tritt das Temperierfluid in die zweiten Kanalabschnitte. Die zweiten Kanalabschnitte erstrecken sich unterhalb der Fluidführungseinrichtungen und münden in die zweite Kanalanschlusseinrichtung.
Vorzugsweise sin die zweiten Kanalabschnitte durch einen Steg getrennt, welcher sich besonders bevorzugt abschnittsweise aus der zweiten Grundplatte in Richtung der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung erstreckt. Besonders bevorzugt endet der Steg vor dem Eintritt in die zweite Kanalanschlusseinrichtung, sodass insbesondere die zweiten Kanalabschnitte vor dem Eintritt in die zweite Kanalanschlusseinrichtung zusammengeführt sind.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung aus einem Metallblechen gestanzt. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinrichtung, welche vorgesehen ist, benachbart zu den Stromableitern der mit der Temperiereinrichtung wärmeleitend verbindbaren Energiespeichereinrichtung angeordnet zu werden, ein größeres Öffnungsverhältnis q auf, als eine weitere dieser Fluidführungseinrichtungen.
Im Betrieb strömt das Temperierfluid von der ersten Kanalanschlusseinrichtung in die ersten Kanalabschnitte der beiden Fluidkanäle, durch die Teilkanalanordnungen bzw. deren Löcher in die zweiten Kanalabschnitte in Richtung der unteren Grundplatte bzw. des ersten Wandabschnitts und anschließend in die zweite Kanalanschlusseinrichtung.
Das Temperierfluid wird von der ersten Kanalanschlusseinrichtung in zwei Fluidströme aufgeteilt und in die beiden Fluidkanäle geführt. Die beiden Fluidströme treten durch jeweils eine dieser Fluidführungseinrichtungen in die zweiten Kanalabschnitte in Richtung des ersten Wandabschnitts und strömen entlang der zweiten Grundplatte bzw. des ersten Wandabschnitts in Richtung der zweiten Kanalanschlusseinrichtung. Die zweiten Kanalabschnitte sind vorzugsweise durch einen Steg, welcher sich aus der zweiten Grundplatte erstreckt, zunächst getrennt. Bevor die Fluidströme in die zweite Kanalanschlusseinrichtung eintreten, werden sie am Ende des Stegs zusammengeführt.
Bei erhöhten Temperaturen während des Betriebs der Batterie können innerhalb einer dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtung vermehrt unumkehrbare chemische Reaktionen ablaufen, welche zu einer beschleunigten Alterung der Energiespeichereinrichtung und insbesondere einer unerwünschten Verringerung der Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung führen können.
Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass insbesondere bei Bedarf Wärmeenergie aus der Energiespeichereinrichtung abgeführt werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass einer erhöhten Temperatur der Energiespeichereinrichtung entgegengewirkt werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass unumkehrbare chemische Reaktionen in der Energiespeichereinrichtung verringert werden können. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass einer unerwünschten Verringerung der Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung begegnet werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:
1 schematisch eine Temperiereinrichtung, welche wärmeleitend mit einer Energiespeichereinrichtung verbunden ist,
2 schematisch eine Ausgestaltung der Temperiereinrichtung mit einer Teilkanalanordnung sowie den Wärmestrom von der wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtung zum Temperierfluid,
3 schematisch eine Batterie mit zwei Energiespeichereinrichtungen und einer bevorzugten Ausgestaltung der Temperiereinrichtung,
4 schematisch eine Batterie mit mehreren Energiespeichereinrichtungen und mehreren Temperiereinrichtungen,
5 schematisch einen Teilschnitt durch eine Ausgestaltung der Temperiereinrichtung mit zweiter Grundplatte, wobei die zweite Grundplatte mit einer Energiespeichereinrichtung (gestrichelt) wärmeleitend verbunden ist,
6 perspektivisch eine Temperiereinrichtung mit zwei Kanalanschlusseinrichtungen,
7 einen Teilschnitt durch die Temperiereinrichtung gemäß 6,
8 einen weiteren Teilschnitt durch die Temperiereinrichtung gemäß 6,
9 eine Schnittansicht in Strömungsrichtung durch die Temperiereinrichtung gemäß 6,
10 eine Schnittansicht senkrecht zur Strömungsrichtung durch die Temperiereinrichtung gemäß 6,
11 schematisch Schnitte durch zwei Temperiereinrichtungen.
1 zeigt schematisch eine Temperiereinrichtung 1, welche wärmeleitend mit einer Energiespeichereinrichtung 22 verbunden ist. Die Temperiereinrichtung 1 weist einen Fluidkanal 11 zur Führung des Temperierfluids auf, wobei der Fluidkanal 11 sich abschnittsweise durch die Temperiereinrichtung 1 erstreckt. Die Temperiereinrichtung 1 weist einen ersten Wandabschnitt 12 auf, welcher ausgestaltet ist, einen Wärmestrom zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung 22 und dem Temperierfluid zu leiten. Die Temperiereinrichtung 1 weist eine Fluidführungseinrichtung 3 auf, welche in dem Fluidkanal 11 angeordnet ist, welche den Fluidkanal 11 in einen ersten Kanalabschnitt 9a und einen zweiten Kanalabschnitt 9b unterteilt, welche ausgestaltet ist, das Temperierfluid aus seiner ersten Hauptströmungsrichtung
in seine zweite Hauptströmungsrichtung
umzulenken.
Ausgewählte Geschwindigkeitsvektoren des Temperierfluids sind durch Pfeile dargestellt.
Im oberen Teil der 1 sind der erste Winkel α₁ zwischen erster Hauptströmungsrichtung
und zweiter Hauptströmungsrichtung
sowie der zweite Winkel α₂ zwischen zweiter Hauptströmungsrichtung
und erstem Wandabschnitt 12 dargestellt. Die Energiespeichereinrichtung 22, insbesondere deren erste Mantelfläche 23, ist wärmeleitend mit dem ersten Wandabschnitt 12 verbunden.
Im unteren Teil der 1 ist dargestellt, dass die Fluidführungseinrichtung 3 mit einer Fluidleitfläche 15 das Temperierfluid mit dem zweiten Winkel α₂ in Richtung des ersten Wandabschnitt 12 lenken kann.
2 zeigt schematisch eine Ausgestaltung der Temperiereinrichtung 1 mit einer Teilkanalanordnung 13 sowie den Wärmestrom Q · von bzw. aus der wärmeleitend verbundenen Energiespeichereinrichtung 22 zum Temperierfluid.
Das Temperierfluid wird durch zwei Teilkanäle 8, 8a aus dem ersten Kanalabschnitt 9a in den zweiten Kanalabschnitt 9b umgelenkt wird.
Im Übrigen gelten auch die Erläuterungen zur 1.
3 zeigt schematisch eine Batterie 21 mit zwei Energiespeichereinrichtungen 22, 22a und einer bevorzugten Ausgestaltung der Temperiereinrichtung 1. Die Energiespeichereinrichtungen 22, 22a sind wärmeleitend mit den ersten Wandabschnitten 12, 12a verbunden. Mit zwei Fluidführungseinrichtungen 3, 3a, welche den Fluidkanal 11 in drei Kanalabschnitte 9, 9a, 9b unterteilen wird das Temperierfluid in Richtung der Wandabschnitte 12, 12a umgelenkt.
Im Übrigen gelten die Erläuterungen zu den vorherigen Figuren.
4 zeigt schematisch eine Batterie 21 mit mehreren Energiespeichereinrichtungen 22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, und mehreren Temperiereinrichtungen 1, 1a, 1b. Die Temperiereinrichtungen 1, 1a, 1b sind jeweils zwischen zwei dieser Energiespeichereinrichtungen 22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e angeordnet und wärmeleitend mit dem benachbarten Energiespeichereinrichtungen 22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e verbunden.
Im Übrigen gelten auch die Erläuterungen zu den vorherigen Figuren.
5 zeigt schematisch einen Teilschnitt durch eine Ausgestaltung der Temperiereinrichtung 1 mit zweiter Grundplatte 2, wobei die zweite Grundplatte 2 mit einer Energiespeichereinrichtung 22, gestrichelt dargestellt, wärmeleitend verbunden ist.
Die Energiespeichereinrichtung 22 ist vorliegend durch die Temperiereinrichtung 1 verdeckt und deswegen gestrichelt dargestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Temperiereinrichtung 1 bzw. können die Kanalanschlusseinrichtungen 5, 6 so bemessen sein, dass sich die Energiespeichereinrichtung 22 wenigstens abschnittsweise über die Temperiereinrichtung 1 und/oder über die Kanalanschlusseinrichtungen 5, 6 hinaus erstreckt.
Auch die Stromableiter 25, 25a sind wärmeleitend mit der zweiten Grundplatte 2 verbunden, wozu die zweite Grundplatte 2 entsprechend ausgebildet ist. Insbesondere ist die zweite Grundplatte 2 abschnittsweise elektrisch isolierend beschichtet, insbesondere zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschluss zwischen den Stromableitern 25, 25a.
In der zweiten Grundplatte 2 sind mehrere Fluidkanäle 11, 11a, 11b, insbesondere mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitten, ausgebildet. Der Fluidkanal 11, welcher vorgesehen ist, benachbart zu den Stromableitern 25, 25a angeordnet zu werden, ist abschnittsweise mit größerer Breite als die Fluidkanäle 11a, 11b ausgebildet und dient insbesondere der Erhöhung des Wärmestroms zwischen der Energiespeichereinrichtung 22 und dem Temperierfluid. Derart ausgebildet kann der Fluidkanal 11 den Wärmestrom zwischen dem Temperierfluid und der Energiespeichereinrichtung 22 verbessern. Bevorzugt sind Eingänge, Übergänge und Auslässe der Fluidkanäle 11, 11a, 11b abgerundet für verringerten Druckverlust Δp im Temperierfluid.
Eine erste Kanalanschlusseinrichtung 5 ist fluidisch mit den Fluidkanälen 11, 11a, 11b verbunden. Die erste Kanalanschlusseinrichtung 5 dient dazu, das Temperierfluid den Fluidkanälen 11, 11a, 11b zuzuführen, das Temperierfluid auf die Fluidkanäle 11, 11a, 11b zu verteilen und entlang des ersten Wandabschnitts der Temperiereinrichtung auszubreiten. Durch eine dünne gestrichelte Linie ist der kreisförmige Querschnitt des Eintritts der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5 dargestellt.
Eine zweite Kanalanschlusseinrichtung 6 ist ebenfalls fluidisch mit den Fluidkanälen 11, 11a, 11b verbunden. Die zweite Kanalanschlusseinrichtung 6 dient dazu, das Temperierfluid aus den Fluidkanälen 11, 11a, 11b abzuführen, das Temperierfluid zu sammeln und in eine nicht dargestellte Rückleitung zu führen. Durch eine dünne gestrichelte Linie ist der kreisförmige Querschnitt des Auslasses der zweiten Kanalanschlusseinrichtung 6 dargestellt.
Im Übrigen gelten auch die Erläuterungen zu den vorherigen Figuren.
6 zeigt perspektivisch eine Temperiereinrichtung 1 mit zwei Kanalanschlusseinrichtungen 5, 6. Die Kanalanschlusseinrichtungen 5, 6 entsprechen im wesentlichen denen der 5. Auch die zweite Grundplatte 2 ist im wesentlichen entsprechend der 5 ausgebildet. Nachfolgend wird auf die Besonderheiten dieser Ausgestaltung der Temperiereinrichtung eingegangen.
Diese Temperiereinrichtung 1 ist mit mehreren Grundplatten 2, 4, 4a ausgebildet, welche die Fluidführungseinrichtung(en) umschließen. Die zweite Grundplatte 2 weist zwei separate Fluidkanäle bzw. Kanalabschnitte auf. Beide Fluidkanäle werden aus der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5 mit dem Temperierfluid versorgt. Die zweite Kanalanschlusseinrichtung 6 sammelt das Temperierfluid aus beiden Fluidkanälen. Die Kanalanschlusseinrichtungen 5, 6 sind insbesondere stoffschlüssig mit der Temperiereinrichtung 1 verbunden. Die zweite Grundplatte 2 ist bevorzugt mit Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung für verringerten thermischen Widerstand ausgebildet.
Die Temperiereinrichtung 1 weist zwei erste Grundplatten 4, 4a auf, welche darunter liegende, plattenförmige Fluidführungseinrichtungen überdecken. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass nach Entfernen einer der ersten Grundplatten 4, 4a eine der Fluidführungseinrichtungen ausgetauscht werden kann.
Vorzugsweise weisen die ersten Grundplatten 4, 4a hochgestellte bzw. vorspringende Randabschnitte auf, welche zur Führung des Temperierfluids und/oder der Verbindung mit der zweiten Grundplatte bzw. der nicht dargestellten Fluidführungseinrichtung dienen.
Im Übrigen gelten auch die Erläuterungen zu den vorherigen Figuren.
7 zeigt einen Teilschnitt durch die Temperiereinrichtung 1 gemäß 6, insbesondere durch die Kanalanschlusseinrichtung 5, 6. Nachfolgend wird auf die Besonderheiten dieser Ausgestaltung der Temperiereinrichtung 1 eingegangen, welche in dieser Figur erkennbar sind.
Die ersten Grundplatten sind abgenommen und die darunter liegenden Fluidführungseinrichtungen 3, 3a sind zugänglich.
Die Fluidführungseinrichtungen 3, 3a sind aus rechteckigen Blechen gefertigt. Die Fluidführungseinrichtungen 3, 3a weisen Teilkanalanordnungen 13, 13a mit zahlreichen, für das Temperierfluid durchlässigen, Löchern bzw. Teilkanälen auf. Vorzugsweise sind die Fluidführungseinrichtungen 3, 3a aus jeweils einem Metallblech gestanzt.
Vorzugsweise weist die Fluidführungseinrichtung 3a, welche vorgesehen ist, benachbart zu den Stromableitern 25, 25a der mit der Temperiereinrichtung wärmeleitend verbindbaren Energiespeichereinrichtung angeordnet zu werden, ein größeres Öffnungsverhältnis q auf, als die andere der Fluidführungseinrichtungen 3. Das Öffnungsverhältnis q einer dieser Fluidführungseinrichtung 3, 3a wird berechnet als die Summe der Querschnittsflächen der fluiddurchlässigen Teilkanäle 8, 8a, geteilt durch die Mantelfläche der Fluidführungseinrichtung, welche die Öffnung bzw. Eintrittsflächen der Teilkanäle aufweist.
Die Fluidführungseinrichtungen 3, 3a unterteilen die beiden Fluidkanäle in jeweils einen ersten Kanalabschnitt und einen zweiten Kanalabschnitt. Die ersten Kanalabschnitte erstrecken sich oberhalb der Fluidführungseinrichtungen 3, 3a und werden aus der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5 mit dem Temperierfluid versorgt. Durch die Teilkanalanordnungen 13, 13a tritt das Temperierfluid in die zweiten Kanalabschnitte. Die zweiten Kanalabschnitte erstrecken sich unterhalb der Fluidführungseinrichtungen 3, 3a und münden in die zweite Kanalanschlusseinrichtung 6.
Die erste Kanalanschlusseinrichtung 5 weist eine im wesentlichen zylindrische Eintrittsfläche und zwei im wesentlichen rechteckige Austrittsflächen auf. Mit der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5 kann das Temperierfluid entlang des ersten Wandabschnitts ausgebreitet werden. Die zweite Kanalanschlusseinrichtung 6 weist zwei im wesentlichen rechteckige Eintrittsflächen und eine im wesentlichen zylindrische Austrittsfläche auf. Mit der zweiten Kanalanschlusseinrichtung 6 kann das Temperierfluid aus dem Fluidkanäle gesammelt und in die nicht dargestellte Rückleitung geführt werden.
Im Betrieb strömt das Temperierfluid von der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5 in die ersten Kanalabschnitte der beiden Fluidkanäle, durch die Teilkanalanordnungen 13, 13a bzw. deren Löcher in die zweiten Kanalabschnitte in Richtung der unteren Grundplatte bzw. des ersten Wandabschnitts und anschließend in die zweite Kanalanschlusseinrichtung 6.
Im Übrigen gelten die Erläuterungen zu 6.
8 zeigt einen weiteren Teilschnitt durch die Temperiereinrichtung gemäß 6 und 7. Nachfolgend wird auf die Besonderheiten dieser Ausgestaltung der Temperiereinrichtung 1 eingegangen, welche in dieser Figur dargestellt sind.
Die Fluidführungseinrichtungen sind abgenommen, so dass Details der zweiten Grundplatte 2 erkennbar sind. Das Temperierfluid wird von der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5 in zwei Fluidströme aufgeteilt und in zwei Fluidkanäle geführt. Die beiden Fluidströme treten durch jeweils eine dieser Fluidführungseinrichtungen in die zweiten Kanalabschnitte 11, 11a in Richtung des ersten Wandabschnitts 12 und strömen entlang der zweiten Grundplatte 2 bzw. des ersten Wandabschnitts 12 in Richtung der zweiten Kanalanschlusseinrichtung 6. Die zweiten Kanalabschnitte 11, 11a sind durch einen Steg 7, welcher sich aus der zweiten Grundplatte 2 erstreckt, zunächst getrennt. Bevor die Fluidströme in die zweite Kanalanschlusseinrichtung 6 eintreten, werden sie am Ende des Stegs 7 zusammengeführt.
Die zweite Grundplatte 2 weist hochgestellte bzw. vorspringende Randabschnitte auf, welche zur Führung des Temperierfluids und/oder der Verbindung mit der nicht dargestellten ersten Grundplatte dienen. Die hochgestellten Randabschnitte sind benachbart zu der zweiten Kanalanschlusseinrichtungen 6 unterbrochen für den Durchtritt des Temperierfluids.
Vorzugsweise ist die Unterbrechung der hochgestellten Randabschnitte benachbart zu der zweiten Kanalanschlusseinrichtung 6 ebenso breit wie die summierte Breite der Unterbrechungen der hochgestellten Randabschnitte benachbart zu der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5. Vorzugsweise entspricht die Summe der zwei im wesentlichen rechteckigen Austrittsflächen der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5 der im wesentlichen rechteckigen Eintrittsfläche der zweiten Kanalanschlusseinrichtung 6. Vorzugsweise ist die zweite Grundplatte 2 mittels Tiefziehen oder spanend aus einer Metallplatte gefertigt.
Im Übrigen gelten die Erläuterungen zu 6.
9 zeigt eine Schnittansicht in Strömungsrichtung des Temperierfluids durch die Temperiereinrichtung 1 gemäß 6, 7 und 8. Nachfolgend wird auf die Besonderheiten dieser Ausgestaltung der Temperiereinrichtung 1 eingegangen, welche in dieser Figur dargestellt sind.
Die Fluidführungseinrichtung 3 ist zwischen der ersten Grundplatte 4 und der zweiten Grundplatte 2 angeordnet. Die zweite Grundplatte 2 weist den ersten Wandabschnitt 12 der Temperiereinrichtung 1 auf. Die Fluidführungseinrichtung 3 unterteilt den Fluidkanal in den ersten Kanalabschnitt 9a und den zweiten Kanalabschnitt 9b, wobei der zweite Kanalabschnitt 9b sich im wesentlichen entlang des ersten Wandabschnitts 12 erstreckt. Die Fluidführungseinrichtung 3 weist eine Teilkanalanordnung 13 mit zahlreichen Teilkanälen 8, 8a bzw. Löchern auf.
Das Temperierfluid strömt durch die Teilkanäle 8, 8a bzw. Löcher aus dem ersten Kanalabschnitt 9a in den zweiten Kanalabschnitt 9b, vorliegend von oben nach unten, prallt auf die zweite Gehäuseplatte 2 und sorgt dabei für einen verbesserten Wärmeübergang.
Im Übrigen gelten die Erläuterungen zu 6.
10 zeigt eine Schnittansicht senkrecht zur Strömungsrichtung des Temperierfluids durch die Temperiereinrichtung 1 gemäß 6, 7, 8 und 9. Nachfolgend wird auf die Besonderheiten dieser Ausgestaltung der Temperiereinrichtung 1 eingegangen, welche in dieser Figur dargestellt sind.
In der Figur erkennbar ist der beabsichtigte Verlauf des Temperierfluids aus der ersten Kanalanschlusseinrichtung 5, in den Fluidkanal 11 bzw. den ersten Kanalabschnitt 9a zwischen der ersten Grundplatte 4 und der Fluidführungseinrichtung 3, durch die Teilkanalanordnung 13 bzw. deren Teilkanäle 8, 8a in den zweiten Kanalabschnitt 9b mit Umlenkung des Temperierfluids in Richtung des ersten Wandabschnitts 12 bzw. die zweite Grundplatte 2.
Nicht dargestellt ist der Übergang aus dem zweiten Kanalabschnitt 9b in die zweite Kanalanschlusseinrichtung.
Im Übrigen gelten die Erläuterungen zu 6.
11 zeigt schematisch Schnitte durch zwei Temperiereinrichtungen 1, welche jeweils erste Grundplatten 4 und zweite Grundplatten 2 aufweisen.
Der beiden Temperiereinrichtungen 1 sind die Fluidführungseinrichtungen 3 zwischen den ersten Grundplatten 4 und den zweiten Grundplatten 2 angeordnet. Die zweiten Grundplatten 2 weisen die ersten Wandabschnitte 12 auf.
Die untere Temperiereinrichtung weist zwei erste Grundplatten 4, 4a auf, welche zur Überdeckung der nicht dargestellten Teilkanalanordnungen der Fluidführungseinrichtung 3 dienen. Die einzelne Fluidführungseinrichtung 3 weist zwei dieser Teilkanalanordnungen auf, welche in dieser Figur aber nicht dargestellt sind.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Temperiereinrichtung (Kühlplatte)
2: zweite Grundplatte (untere Teilplatte, Prallplatte)
3, 3a: Fluidführungseinrichtung (Zwischenblech)
4, 4a: erste Grundplatte (obere Teilplatte)
5, 6: Kanalanschlusseinrichtung (Sammler Auslass, Sammler Einlass)
7: Steg
8, 8a: Teilkanal (Loch)
9a, 9b: Kanalabschnitt
11, 11a: Fluidkanal
12, 12a: erster Wandabschnitt der Temperiereinrichtung
13, 13a: Teilkanalanordnung
15, 15a: Fluidleitfläche
21: Batterie
22, 22a: Energiespeichereinrichtung
23, 23a: erste Mantelfläche der Energiespeichereinrichtung
24: Batteriegehäuse
25, 25a: Stromableiter

Hauptströmungsrichtung des Temperierfluids
α₁ erster Winkel, zwischen erster Hauptströmungsrichtung
und zweiter Hauptströmungsrichtung
α₂ zweiter Winkel, zwischen zweiter Hauptströmungsrichtung
und erstem Wandabschnitt

Claims

Batterie (21) mit wenigstens zwei elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) und wenigstens einer Temperiereinrichtung (1), wobei die Temperiereinrichtung (1) zur wärmeleitenden Verbindung mit wenigstens einer dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) ausgestaltet ist, und wobei die Temperiereinrichtung (1) wenigstens aufweist: – einen Fluidkanal (11), welcher zur Führung eines Temperierfluids, insbesondere mit einer Hauptströmungsrichtung
ausgestaltet ist, und welcher sich wenigstens abschnittsweise durch die Temperiereinrichtung (1) erstreckt, – einen ersten Wandabschnitt (12), welcher ausgestaltet ist, einen Wärmestrom Q · zwischen der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung (22, 22a) und dem Temperierfluid zu leiten, welcher mit, insbesondere einer ersten Mantelfläche (23, 23a), der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung (22, 22a) wärmeleitend, vorzugsweise kraftschlüssig, verbindbar ist, – eine Fluidführungseinrichtung (3), welche in dem Fluidkanal (11) angeordnet und ausgestaltet ist, den Fluidkanal (11) in einen ersten Kanalabschnitt (9a) und einen zweiten Kanalabschnitt (9b) zu unterteilen, und welche ausgestaltet ist, eine erste Hauptströmungsrichtung
des Temperierfluids (11) im ersten Kanalabschnitt (9a) in eine zweite Hauptströmungsrichtung
im zweiten Kanalabschnitt (9b) umzulenken, wobei vorzugsweise die erste Hauptströmungsrichtung
sich von der zweiten Hauptströmungsrichtung
um einen vorbestimmten ersten Winkel α₁, besonders bevorzugt größer als 30°, unterscheidet, und wobei vorzugsweise das Temperierfluid von der Fluidführungseinrichtung (3) mit einem vorbestimmten zweiten Winkel α₂ in Richtung des ersten Wandabschnitts (12) lenkbar ist, besonders bevorzugt für einen vorbestimmten Druckverlust Δp entlang des Fluidkanals (11), und wobei vorzugsweise die Batterie (21) ein Batteriegehäuse (24) aufweist, welches ausgestaltet ist, die wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) und die wenigstens eine Temperiereinrichtung (1) aufzunehmen, wobei vorzugsweise wenigstens eine dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) den ersten Wandabschnitt (12) wärmeleitend berührt.
Batterie (21) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens eine dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) eine erste Mantelfläche (23, 23a) aufweist, wobei die erste Mantelfläche (23, 23a) zur wärmeleitenden und unmittelbaren Berührung des wenigstens eines ersten Wandabschnitts (12) ausgestaltet ist, wobei vorzugsweise die erste Mantelfläche (23, 23a) zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem wenigstens einen ersten Wandabschnitt (12) ausgestaltet ist, wobei vorzugsweise die erste Mantelfläche (23, 23a) durch eine Umhüllung der wenigstens einen dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) gebildet sein kann und die Umhüllung eine Elektrodenbaugruppe der wenigstens einen dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) wenigstens abschnittsweise gegenüber der Umgebung der wenigstens einen dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a) begrenzen kann.
Batterie (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperiereinrichtung (1) eine erste Grundplatte (4) und eine zweite Grundplatte (2) aufweist, wobei die wenigstens eine, insbesondere plattenförmige, Fluidführungseinrichtung (3) zwischen der ersten Grundplatte (4) und der zweiten Grundplatte (2) angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine erste Wandabschnitt (12) Teil der zweiten Grundplatte (2) ist, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (11) sich zwischen der ersten Grundplatte (4) und der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung (3) sowie zwischen der zweiten Grundplatte (2) und der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung (3) erstreckt.
Batterie (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung (3) wenigstens eine Teilkanalanordnung (13) mit mehreren Teilkanälen (8, 8a) aufweist, wobei die Teilkanäle (8, 8a) für das Temperierfluid durchlässig sind, wobei vorzugsweise die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung (3) ein vorbestimmtes Öffnungsverhältnis q, besonders bevorzugt größer als 0,3, aufweist, wobei das Öffnungsverhältnis q bestimmt wird als die summierte fluiddurchlässige Querschnittsfläche der Teilkanäle (8, 8a) geteilt durch eine die Teilkanäle (8, 8a) aufweisende Mantelfläche der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung (3).
Batterie (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung (3) wenigstens eine Fluidleitfläche (15, 15a) aufweist, wobei die wenigstens eine Fluidleitfläche (15, 15a) zur Lenkung des Temperierfluids mit einem vorbestimmten zweiten Winkel α₂ in Richtung des wenigstens einen ersten Wandabschnitts (12) ausgestaltet ist, wobei vorzugweise die wenigstens eine Fluidleitfläche (15, 15a) einen dieser Teilkanäle (14, 14a) begrenzen kann.
Batterie (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit – einer ersten Kanalanschlusseinrichtung (6), welche ausgestaltet ist, mit dem wenigstens einen Fluidkanal (11) verbunden zu werden und das Temperierfluid dem wenigstens einen Fluidkanal (11) zuzuführen, und – einer zweiten Kanalanschlusseinrichtung (5), welche ausgestaltet ist, mit dem wenigstens einen Fluidkanal (11) verbunden zu werden und das Temperierfluid aus dem wenigstens einen Fluidkanal (11) abzuführen.
Batterie (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung (3) eine erste dieser Teilkanalanordnungen (13) und eine zweite dieser Teilkanalanordnungen (13a) aufweist, wobei vorzugsweise die vorbestimmten Öffnungsverhältnisse q der beiden Teilkanalanordnungen (13, 13a) unterschiedlich sind.
Batterie (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperiereinrichtung (1) zwei dieser ersten Wandabschnitte (12, 12a) und zwei dieser Fluidführungseinrichtungen (3, 3a) aufweist, vorzugsweise drei dieser Kanalanschlusseinrichtungen aufweist.
Batterie (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei dieser Fluidkanäle (11, 11a), welche vorzugsweise mit derselben ersten Kanalanschlusseinrichtung (6) oder derselben zweiten Kanalanschlusseinrichtung (5) verbunden sind, wobei vorzugsweise deren Fluidführungseinrichtungen (3, 3a), insbesondere deren Teilkanalanordnungen (13, 13a), unterschiedliche vorbestimmte Öffnungsverhältnisse q aufweisen.
Batterie (21) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, mit wenigstens zwei dieser Energiespeichereinrichtungen (22, 22a), mit wenigstens einer Temperiereinrichtung (1) gemäß Anspruch 8, wobei vorzugsweise die erste der wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen (22) den ersten dieser ersten Wandabschnitte (12) und die zweite der wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen (22a) den zweiten dieser ersten Wandabschnitte (12a) wärmeleitend berühren kann.
Verfahren zum Herstellen einer Fluidführungseinrichtung (3), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für eine dieser Temperiereinrichtungen, mit wenigstens einem der folgenden Schritte S1 Bearbeiten eines dünnwandigen Rohlings, insbesondere eines Metallblechs, mit einem Umformverfahren und/oder Trennverfahren, wobei die wenigstens eine Teilkanalanordnung (13) mit wenigstens einem Teilkanal (8, 8a) erzeugt wird, und/oder S2 Bearbeiten eines dünnwandigen Rohlings, insbesondere eines Metallblechs, mit einem abtragenden Fertigungsverfahren, wobei wenigstens einer oder mehrere dieser Teilkanäle (8, 8a) erzeugt werden, und/oder S3 Bearbeiten eines dünnwandigen Rohlings, insbesondere eines Metallblechs, wobei wenigstens eine erste dieser Teilkanalanordnungen (13) und eine zweite dieser Teilkanalanordnungen (13a) erzeugt werden, wobei vorzugsweise die vorbestimmten Öffnungsverhältnisse q der beiden Teilkanalanordnungen (13, 13a) unterschiedlich sind.
Verfahren zum Herstellen einer Temperiereinrichtung (1), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere gemäß Anspruch 3, insbesondere gemäß Anspruch 11, mit den Schritten S4 Anordnen wenigstens einer dieser Fluidführungseinrichtungen (3) zwischen zwei, insbesondere plattenförmigen, Rohlingen, insbesondere zwischen einer dieser ersten Grundplatten (4) und einer dieser zweiten Grundplatten (2), S5 Verbinden, insbesondere kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, insbesondere Fügen, wenigsten eines der Rohlinge, insbesondere der ersten Grundplatte (4) und/oder der zweiten Grundplatte (2), mit der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung (3), insbesondere nach Schritt S4, vorzugsweise mit wenigstens einem der Schritte S6 Verbinden, insbesondere kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, wenigstens einer dieser ersten Kanalanschlusseinrichtungen (6) und/oder einer dieser zweiten Kanalanschlusseinrichtungen (5) mit wenigstens einem dieser Rohlinge, insbesondere einer dieser Grundplatten (2, 4), insbesondere vor Schritt S4, insbesondere nach Schritt S5, und/oder S7 Beaufschlagen wenigstens eines dieser Rohlinge, insbesondere der ersten Grundplatte (4) und/oder der zweiten Grundplatte (2), mit einem Druck, insbesondere mit einem Fluid, vorzugsweise mittels Hydroforming, in Richtung einer Formgebungseinheit, worauf sich der Rohling, insbesondere die Grundplatte (2, 4), abschnittsweise verformt, insbesondere zur Ausbildung wenigstens eines dieser Fluidkanäle (3), insbesondere zur Ausbildung wenigstens eines dieser ersten Wandabschnitte (12, 12a), insbesondere vor Schritt S4, insbesondere nach Schritt S5.
Verfahren zum Herstellen einer Temperiereinrichtung (1), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere gemäß Anspruch 8, insbesondere gemäß Anspruch 11, mit den Schritten S8 Bearbeiten eines, insbesondere im Wesentlichen plattenförmigen, Rohlings mit einem spanenden und/oder abtragenden Fertigungsverfahren zur Ausbildung wenigstens eines dieser Fluidkanäle (11), S9 Einsetzen wenigstens einer dieser Fluidführungseinrichtungen (3) in einen dieser Fluidkanäle (11), nach Schritt S8, vorzugsweise mit Schritt S6.
Batterie (21), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, mit wenigstens einer Temperiereinrichtung (1), welche gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 hergestellt ist.