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Diese Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines modularen Batteriepacks mit mehreren elektrischen Zellen, Rippen und Rohren, um ein Temperatursteuersystem mit geschlossenem Kreislauf für das Batteriepack bereitzustellen.
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Batterien für Fahrzeuge, die einen elektrisch angetriebenen Fahrmotor aufweisen, sind im Allgemeinen nicht mit einem Temperatursteuersystem zur optimalen Aufladung und Bereitstellung maximaler nutzbarer Energie ausgestattet. Einige Batterien sind luftgekühlt und sind auf Luft angewiesen, die durch Kanäle oder Leitungen strömt, die benachbart den elektrischen Zellen der Batterie liegen. Luftgekühlte Systeme sind schwer zu steuern, weil sich Variationen hinsichtlich der Umgebungstemperatur auf die Fähigkeit solcher Systeme auswirken, die Temperatur der Luft, die der Batterie zugeführt wird, zu steuern. Es ist schwierig, luftgekühlte Batterien kompakt zu verpacken und gleichzeitig eine effiziente Temperatursteuerung bereitzustellen.
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Temperatursteuersysteme mit geschlossenem Kreislauf für Batterien bieten das Potential für effizientere und kompaktere Temperatursteuersysteme. Eine Herausforderung im Zusammenhang mit einem flüssigen Temperatursteuersystem sind die Herstellungskosten eines solchen Systems. Eine andere Herausforderung besteht darin, dass es schwierig ist, eine gleichmäßige Steuerung der Temperatur in den einzelnen elektrischen Zellen in dem gesamten Batteriepack in wirksamer Weise bereitzustellen.
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In der US 2008 / 0 305 388 A1 wird ein Batterieanordnung beschrieben, die von einem Fluid-Kühlsystem eingehüllt ist, umfassend mehrere elektrische Zellen, die jeweils eine äußere Kante auf mindestens einer Seite aufweisen, ein Fluidspiralrohr, das benachbart der äußeren Kante eines ersten Satzes elektrischer Zellen angeordnet ist, und eine erste Rippe und eine zweite Rippe, die zwischen jeder der elektrischen Zellen angeordnet ist, wobei die ersten Rippe einen ersten gegenläufigen Bogen aufweist, der um einen äußeren Abschnitt des Fluidrohre gewunden ist, der sich von der äußeren Kante der elektrischen Zellen auf der gegenüberliegenden Seite des Fluidrohres befindet, und wobei die zweite Rippe einen zweiten gegenläufigen Bogen aufweist, der zwischen dem Fluidrohr und jeder des ersten Satzes elektrischer Zellen angeordnet ist.
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Das hierin offenbarte Herstellungsverfahren und die Vorrichtung sollen die oben genannten Probleme lösen und die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Temperatursystemen mit geschlossenem Kreislauf für Fahrzeugbatteriepacks in Angriff nehmen.
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Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung wird eine Batterieanordnung bereitgestellt, die von einem Fluidumlauf-Kühlsystem eingehüllt ist. Mehrere elektrische Zellen weisen jeweils eine äußere Kante auf mindestens einer Seite auf. Ein Fluidspiralrohr ist benachbart der äußeren Kante eines ersten Satzes elektrischer Zellen angeordnet. Eine erste Rippe und eine zweite Rippe sind zwischen jeder der elektrischen Zellen angeordnet. Die erste Rippe weist einen gegenläufigen Bogen auf, der um einen äußeren Abschnitt des Fluidrohrs gewunden ist, der sich von der äußeren Kante der elektrischen Zellen auf der gegenüberliegenden Seite des Fluidrohrs befindet. Die zweite Rippe weist einen gegenläufigen Bogen auf, der zwischen dem Fluidrohr und jeder des ersten Satzes elektrischer Zellen angeordnet ist.
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Dabei umfasst das Fluidspiralrohr der Batterieanordnung ferner mehrere erste Segmente, die benachbart einer ersten äußeren Kante eines ersten Satzes elektrischer Zellen angeordnet sind, und mehrere zweite Segmente, die benachbart einer zweiten äußeren Kante eines zweiten Satzes elektrischer Zellen angeordnet sind. Der erste und der zweite Satz elektrischer Zellen sind in einer abwechselnden Anordnung mit der ersten und zweiten äußeren Kante angeordnet, die auf gegenüberliegenden Kanten der elektrischen Zellen angeordnet sind. Die erste Rippe weist einen ersten gegenläufigen Bogen auf, der um den äußeren Abschnitt der ersten Segmente gewunden ist. Die zweite Rippe weist einen zweiten gegenläufigen Bogen auf, der um den äußeren Abschnitt der zweiten Segmente gewunden ist. Die zweite Rippe weist ein erstes inneres Ende auf, das zwischen den elektrischen Zellen und den ersten Segmenten angeordnet ist, und die erste Rippe weist ein zweites inneres Ende auf, das zwischen den elektrischen Zellen und den zweiten Segmenten angeordnet ist.
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Gemäß anderen Aspekten der Offenbarung kann die Batterieanordnung ferner eine Wärmeleitpaste umfassen, die zwischen der ersten Rippe, den ersten Segmenten und dem ersten inneren Ende bereitgestellt ist. Die Wärmeleitpaste kann auch zwischen der zweiten Rippe, den zweiten Segmenten und dem zweiten inneren Ende bereitgestellt sein.
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Die erste Rippe kann kontinuierlich sein und kann sich zwischen einer ersten Zelle und einer zweiten Zelle, die zu der ersten Zelle benachbart ist, um die ersten Segmente und zwischen der zweiten Zelle und einer dritten Zelle, die zu der zweiten Zelle benachbart ist, zu dem zweiten inneren Ende erstrecken. Die zweite Rippe kann kontinuierlich sein und kann sich zwischen einer ersten Zelle und einer zweiten Zelle, die zu der ersten Zelle benachbart ist, um die zweiten Segmente und zwischen der zweiten Zelle und einer dritten Zelle, die zu der zweiten Zelle benachbart ist, zu dem zweiten inneren Ende erstrecken.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird eine Batterieanordnung offenbart, die ein Fluidumlauf-Kühlsystem aufweist, das an mehreren elektrischen Zellen montiert ist. Die mehrere elektrische Zellen weisen jeweils eine erste äußere Kante auf einer ersten Seite und eine zweite äußere Kante auf einer zweiten Seite auf, die zu der ersten Seite entgegengesetzt ausgerichtet ist. Mindestens ein Fluidspiralrohr kann benachbart der ersten Kante eines ersten Satzes elektrischer Zellen und der zweiten Kante eines zweiten Satzes elektrischer Zellen angeordnet sein. Jede von mehreren gefalteten Platten weist eine erste Rippe und eine zweite Rippe auf, die durch einen gegenläufig gebogenen Abschnitt verbunden sind. Ein erster Satz der gefalteten Platten ist über dem Fluidrohr und der ersten Kante des ersten Satzes elektrischer Zellen montiert und ein zweiter Satz der gefalteten Platten ist über dem Fluidrohr und der zweiten Kante des ersten Satzes elektrischer Zellen montiert. Die ersten Rippen und die zweiten Rippen des ersten und des zweiten Satzes gefalteter Platten sind zwischen den elektrischen Zellen und miteinander verschachtelt.
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Gemäß anderen Aspekten dieser Ausführungsform weist der erste Satz der gefalteten Platten einen U-förmigen Querschnitt auf. Das erste Blatt und ein zweites Blatt erstrecken sich von dem gegenläufigen Bogen des ersten Satzes gefalteter Platten in einer beabstandeten Beziehung. Der zweite Satz der gefalteten Platten weist einen U-förmigen Querschnitt auf. Das erste Blatt und das zweite Blatt erstrecken sich von dem gegenläufigen Bogen des zweiten Satzes gefalteter Platten in einer beabstandeten Beziehung. Das erste und das zweite Blatt des ersten Satzes gefalteter Platten sind zwischen einer Zelle und einem des ersten und des zweiten Blattes des zweiten Satzes gefalteter Platten eingefügt. Die ersten und zweiten Blätter des ersten Satzes gefalteter Platten können sich jeweils zu einem ersten inneren Ende erstrecken und die ersten und zweiten Blätter des zweiten Satzes gefalteter Platten können sich zu einem zweiten inneren Ende erstrecken. Die ersten und zweiten Blätter des ersten Satzes gefalteter Platten können an dem ersten inneren Ende eine Naht bilden und die ersten und zweiten Blätter des zweiten Satzes gefalteter Platten können an dem zweiten inneren Ende eine Naht bilden.
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Gemäß anderen Aspekten dieser Ausführungsform der Batterieanordnung kann die erste Rippe ein erstes Oberflächenmerkmal aufweisen, das eine Bewegung einer der elektrischen Zellen zu dem zweiten inneren Ende einschränkt, und die zweite Rippe kann ein zweites Oberflächenmerkmal aufweisen, das eine Bewegung einer anderen der elektrischen Zellen zu dem ersten inneren Ende einschränkt. Das erste und das zweite Arretieroberflächenmerkmal können Vertiefungen sein, die eine äußere Umfangskante der Zelle in Eingriff bringen. Die Batterieanordnung kann ferner eine erste elektrisch isolierende Schicht aufweisen, die zwischen den elektrischen Zellen und den ersten und zweiten Rippen bereitstellt ist, um die elektrischen Zellen von den ersten und zweiten Rippen elektrisch zu isolieren.
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Die Batterieanordnung weist eine Flüssigkeit auf, die von einem Fluidumlaufsystem durch das Fluidrohr und zurück zu dem Fluidumlaufsystem geleitet wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird ein Zickzackfaltverfahren zum Herstellen einer Batterie für ein Elektrofahrzeug offenbart, wobei eine erste und eine zweite Rippe in einer Zickzackfaltanordnung gefaltet werden und wobei mehrere parallele Rippen an mehreren gegenläufig gebogenen Enden verbunden werden. Mehrere elektrische Zellen werden mit den ersten und zweiten Rippen eingehüllt, wobei eine Zelle zwischen zwei benachbarten parallelen Rippen angeordnet wird. Ein Fluidrohr wird zwischen den ersten und zweiten Rippen an den gegenläufig gebogenen Enden montiert.
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Gemäß anderen Aspekten des Zickzackfaltverfahren kann der Schritt des Montierens des Fluidrohrs ferner das Einhüllen der ersten Rippe um das Fluidrohr an einem ersten gegenläufig gebogenen Ende und Überlappen einer Außenseite der zweiten Rippe umfassen, die eine der elektrischen Zellen an einer Innenseite der zweiten Rippe umschließt. Der Schritt des Montierens des Fluidrohrs kann ferner das Einhüllen der zweiten Rippe um das Fluidrohr an einem zweiten gegenläufig gebogenen Ende und Überlappen einer Außenseite der ersten Rippe umfassen, die eine andere der elektrischen Zellen an einer Innenseite der ersten Rippe umschließt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Verschachteln einer Anordnung zur Herstellung einer Batterie bereitgestellt. Mehrere elektrische Zellen und ein Fluidspiralrohr werden bereitgestellt, das mehrere erste Segmente aufweist, die sich entlang einer ersten Kante einiger der elektrischen Zellen erstrecken, und mehrere zweite Segmente aufweist, die sich entlang einer zweiten Kante einiger der elektrischen Zellen erstrecken. Mehrere U-förmige Elemente, die zwei Blätter aufweisen, die durch einen gegenläufig gebogenen Abschnitt verbunden sind, werden jeweils an einen der Segmente des Fluidrohrs montiert, wobei jedes der Blätter zwischen zwei benachbarte elektrische Zellen eingefügt wird.
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Gemäß anderen Aspekten des Verfahrens zum Verschachteln der Anordnung können die mehreren U-förmigen Elemente ferner mehrere erste U-förmige Elemente und mehrere zweite U-förmige Elemente umfassen. Der Montageschritt kann ferner das Montieren der ersten U-förmigen Elemente an den ersten Segmenten des Fluidrohrs und das Montieren der zweiten U-förmigen Elemente an den zweiten Segmenten des Fluidrohrs umfassen. Der Schritt des Montierens der mehreren U-förmigen Elemente kann ferner das Montieren der ersten U-förmigen Elemente über einer Zelle und einem Blatt zwei benachbarter zweiter U-förmiger Elemente und das Montieren der zweiten U-förmigen Elemente über einer benachbarten Zelle und einem Blatt zwei benachbarter erster U-förmiger Elemente umfassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird eine Batterieanordnung durch ein Fluidumlauf-Kühlsystem sequentiell gekühlt. Das Batteriesystem umfasst mehrere elektrische Stapelzellen, die in einer Stapelrichtung angeordnet sind. Jede elektrische Zelle weist eine erste äußere Kante und eine zweite äußere Kante auf gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Zellen auf. Mindestens ein Fluidumlaufrohr nimmt ein Fluid aus einer Zufuhröffnung auf, wälzt das Fluid um die elektrischen Zellen in einer Sequenz um und gibt das Fluid in eine Ablassöffnung ab. Das Fluidumlaufrohr weist einen ersten Satz von Segmenten auf, von denen jedes eine der äußeren Kanten der elektrischen Zelle berührt. Das Fluid überträgt Wärmeenergie von den elektrischen Zellen in sequentieller Weise, während das Fluid durch einen ersten Satz von Segmenten in der Stapelrichtung fließt und während das Fluid durch einen zweiten Satz von Segmenten entgegen der Stapelrichtung fließt.
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Gemäß anderen Aspekten der Offenbarung, die die sequentielle Übertragung von Wärmeenergie betreffen, kann das mindestens eine Fluidumlaufrohr ein Fluidumlaufrohr aufweisen, wobei der erste Satz von Segmenten die ersten äußeren Kanten berührt und der zweite Satz von Segmenten die zweiten äußeren Kanten berührt. Alternativ kann das mindestens eine Fluidumlaufrohr ein erstes Fluidumlaufrohr aufweisen, das den ersten Satz von Segmenten aufweist, die die ersten äußeren Kanten berühren, und ein zweites Fluidumlaufrohr aufweisen, das den zweiten Satz von Segmenten aufweist, die die zweiten äußeren Kanten berühren.
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Die obigen und andere Aspekte der Offenbarung sind angesichts der beiliegenden Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen besser verständlich.
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- Es zeigen: 1 eine perspektivische Teilansicht des Rücksitzes in einem Fahrzeug und ein Batteriemodul in einem Batteriestaufach;
- 2 die Ansicht eines Schaubilds eines Fluidumlaufrohrs, das über zwei gegenüberliegende Seiten des Batteriemoduls verlegt ist und mit einem Fluidumlaufsystem in Fluidaustausch steht;
- 3 die Ansicht eines Schaubilds von zwei Fluidumlaufrohren, die jeweils über eine Seite des Batteriemoduls verlegt sind und beide mit einem Fluidumlaufsystem in Fluidaustausch stehen;
- 4 eine Teilansicht im Querschnitt einer Ausführungsform einer Batterieanordnung, die mit einem Fluidumlaufrohr und mehreren wärmeleitenden Rippen und elektrischen Zellen bereitgestellt ist; und
- 5 eine Teilansicht im Querschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Batterieanordnung, die mit einem Fluidumlaufrohr und mehreren wärmeleitenden Rippen und elektrischen Zellen bereitgestellt ist.
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Nachstehend wird eine ausführliche Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Die offenbarten Ausführungsformen sind Beispiele der Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu dargestellt. Einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten darzustellen. Die in dieser Anmeldung offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Details sind nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann verschiedene Anwendungen der vorliegenden Erfindung lehren.
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In Bezug auf 1 ist ein Sitz 10 für ein Fahrzeug 12 in Verbindung mit einer Batterieanordnung 14 eines Batterie-Elektrofahrzeugs (BEV) oder eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) dargestellt. Die Batterieanordnung 14 ist in einem Batteriefach 16 angeordnet, das sich hinter dem Sitz 10 des Fahrzeugs 12 befindet. Der Sitz 10 ist der hinterste Sitz eines Fahrzeugs, der in einem Fahrzeug mit nur einer Sitzreihe der Vordersitz sein könnte. Das Batteriefach 16 des Fahrzeugs 12 ist von den Fahrgästen und dem Sitzbereich durch einen Rückwand 18 getrennt. Die Batterieanordnung 14 weist ein Gehäuse 20 ein, das einen ersten oder oberen Batteriestapel 22 und einen zweiten oder unteren Batteriestapel 26 umschließt. Man wird verstehen, dass ein einziger Batteriestapel anstatt eines ersten Batteriestapels 22 und eines zweiten Batteriestapels 26 bereitgestellt werden könnte. Die Batterieanordnung 14 könnte auch eine andere Ausrichtung haben als die nebeneinander angeordnete Ausrichtung. Ein Fluidzufuhrrohr 28 stellt Fluid, vorzugsweise ein flüssiges Kühlmittel bereit, das durch die Batterieanordnung 14 zu einem Fluidrücklaufrohr 30 geleitet wird.
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Wie in der gesamten Spezifikation und den Ansprüchen dieser Offenbarung verwendet, werden die Ausdrücke „oberer“ und „unterer“ in Bezug auf die dargestellten Ausführungsformen verwendet. Man wird verstehen, dass die Batterieanordnung in einem Fahrzeug installiert sein kann, wobei die Anordnung bei einem bestimmten Winkel angeordnet ist, zum Beispiel mit den oberen Abschnitten vor den unteren Abschnitten oder in einer beliebigen anderen Winkelausrichtung. Im Allgemeinen befinden sich die oberen und unteren Abschnitte eines Teils oder einer Vormontage auf gegenüberliegenden Seiten des Teils.
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In Bezug auf 2 ist ein Fluidumlaufrohr 32 dargestellt, das flüssiges Fluid um die Batterieanordnung 14 (dargestellt in 1) leitetet, um die Batterieanordnung 14 zu kühlen. Das Fluidumlaufrohr 32 entfernt je nach Bedarf für einen optimalen Batteriebetrieb Wärme oder kann Wärme zu der Batterieanordnung 14 leiten, wobei Fluid aus dem Fluidzufuhrrohr 28 (dargestellt in 1) entnommen und die Flüssigkeit in das Fluidrücklaufrohr 30 (dargestellt in 1) entleert wird. Das Fluidumlaufrohr 32 weist einen Einlass 33 und einen Auslass 34 auf, der mit einem Fluidumlaufsystem 35 verbunden ist. Fluid wird von dem Fluidumlaufsystem 35 durch den Einlass 33 bereitgestellt und folgt dann einem spiralförmigen Weg um die Oberseite und Unterseite jeder des oberen und des unteren Batteriestapels 22, 26 (wie in 1 dargestellt). Das Fluidumlaufrohr 32 könnte auch einem spiralförmigen Weg um die Vorder- und Rückseite oder die linke und rechte Seite der Batterieanordnung 14 folgen.
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In der dargestellten Ausführungsform leitet das Fluidumlaufrohr 32 ein flüssiges Kühlmittel um mehrere Batteriestapel 22, 26 (dargestellt in 1), bevor es zu dem Fluidrücklaufrohr 30 zurückgeleitet wird. Das Fluidumlaufrohr 32 kann um die Oberseite und Unterseite mehrerer der elektrischen Zellen 38 (dargestellt in 4 und 5) verlaufen. Die Temperatur der Batterieanordnung 14 ist in der Ausführungsform aus 2 ausgeglichen, da das Fluid, das durch das Fluidumlaufrohr 32 zirkuliert, erwärmt wird, während es sequentiell durch die oberen Segmente 32a bis 32e fließt, und weiter erwärmt wird, während das Fluid durch die unteren Segmente 32f bis 32j fließt. In einem Kühlmodus wird eine elektrische Zelle 38, die zwischen den Segmenten 32a und 32j angeordnet ist, dem kühlsten Segment und dem wärmsten Segment ausgesetzt. Eine elektrische Zelle 38, die neben den Segmenten 32e und 32f angeordnet ist, wird Segmenten mit mittlerer Temperatur ausgesetzt. Daher ist die Kühlwirkung in dem gesamten Modul ausgeglichen.
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In der Ausführungsform aus 2 sind weniger Verbindungsstücke erforderlich, um das Rohr mit dem Kühlmittelzufuhrsystem zu verbinden. Das Rohr kann einen Schlauch 41 aufweisen, der zwischen den oberen und unteren Abschnitten des Rohrs in gestrichelten Linien dargestellt ist.
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In Bezug auf 3 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, die auf einer Seite, das heißt einer Oberseite, ein spiralförmiges röhrenförmiges Element 37 und auf der anderen Seite, das heißt einer unteren Seite, ein Spiralrohrelement 39 aufweist. Kühlmittel wird den röhrenförmigen Elementen 37 bzw. 39 aus dem Kühlmittelumlaufsystem 35 durch die Einlässe 33a und 33b bereitgestellt. Kühlmittel wird dem Kühlmittelumlaufsystem 35 durch die Auslässe 34a bzw. 34b bereitgestellt. In dieser Ausführungsform wird Kühlmittel nur um eine Seite der mehreren elektrischen Zellen 38 (dargestellt in 4 und 5) in einem spiralförmigen Fluidumlaufrohr 37 geleitet, wobei ein zweites Fluidumlaufrohr 39 nur um die andere Seite der mehreren elektrischen Zellen 38 in einem spiralförmigen Weg verläuft. Zum Ausgleich der Kühlung in dem Modul verläuft die Fluidströmungsrichtung in dem röhrenförmigen Element 37 von links nach rechts, wie in 3 dargestellt, und die Fluidströmung durch das röhrenförmige Element 39 verläuft von rechts nach links, wie in 3 dargestellt.
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In der Ausführungsform aus 2 oder 3 stellt die umgekehrt symmetrische Rohranordnung in allen Zellen eines Moduls eine gleichmäßigere Temperatur bereit, selbst wenn sich das Kühlmittel erwärmt, während es durch die röhrenförmigen Elemente fließt.
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Wärme, die beim Aufladen der elektrischen Zellen 38 erzeugt wird, kann durch das Fluid in dem Fluidumlaufrohr 32 entfernt und an ein Fluidumlaufsystem 35 übertragen werden. Durch Entfernen der Wärme von den elektrischen Zellen 38 während des Aufladens kann die Batterieanordnung 14 effizienter aufgeladen werden. Folglich kann eine kalte Batterie durch Leiten von warmem Fluid durch das Fluidumlaufrohr 32 erwärmt werden. Eine effizientere Entladung der elektrischen Zellen 38 kann ebenfalls erzielt werden, indem die Batterieanordnung 14 auf einen bevorzugten Temperaturbereich erwärmt wird, indem das warme Fluid durch das Fluidumlaufrohr 32 und das Fluidumlaufsystem 35 geleitet wird.
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In Bezug auf 4 ist eine Ausführungsform eines Batteriepacks 36 dargestellt, in der mehrere elektrische Zellen 38 zwischen einer ersten Rippenschicht 42 und einer zweiten Rippenschicht 44 eingehüllt sind. Eine Länge eines Fluidumlaufrohrs 32 ist zwischen der ersten und der zweiten Rippenschicht 42 und 44 angeordnet. Ein Leerraum 48 ist zwischen der ersten Rippenschicht 42, der zweiten Rippenschicht 44 und dem Fluidumlaufrohr 32 ausgebildet. Der Leerraum 48 kann mit einer Wärmeleitpaste 50 gefüllt sein. Die elektrischen Zellen 38 weisen eine Rippe 52 auf, die um ihren äußeren Umfang ausgebildet ist. Die erste Rippenschicht 42 weist einen äußeren gegenläufigen Bogen 54 auf, der um und in engem Kontakt mit dem Fluidumlaufrohr 32 in dem Abschnitt des Batteriepacks unten in 4 ausgebildet ist. Ein innerer gegenläufiger Bogen 56 ist in der zweiten Rippenschicht 44 ausgebildet. Der innere gegenläufige Bogen 56 ist an das Fluidumlaufrohr 32 angrenzend dargestellt und ist auch in der ersten Rippenschicht 42 aufgenommen. Die zweite Rippenschicht 44 in der Schleife, die in 4 ganz links dargestellt ist, ist in Kontakt mit einer der elektrischen Zellen 38 dargestellt.
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In dem oberen Abschnitt von 4 ist die Ausrichtung der ersten und der zweiten Rippenschicht 42 und 44 umgekehrt, sodass sich die zweite Rippenschicht 44 um die Außenseite des Fluidumlaufrohrs 32 erstreckt und die erste Rippenschicht 42 umschließt. Die zweite Rippenschicht 44 ist in dem äußeren gegenläufigen Bogen 58 ausgebildet. Die erste Rippenschicht 42 weist einen inneren gegenläufigen Bogen 57 auf, der mit dem Fluidumlaufrohr 32 in Kontakt dargestellt ist. Die erste Rippenschicht 42 berührt die zweite elektrische Zelle 38 von links, wie in 4 dargestellt.
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Die zweite Rippenschicht 44 in der ersten Schleife auf der linken Seite von 4 weist eine eingerückte Rippe 59 auf, die die Bewegung der Zelle 38 zu dem inneren gegenläufigen Bogen 56 einschränkt. Die erste Rippenschicht 42 und die zweite Zelle von der linken Seite in 4 weisen eine eingerückte Rippe 59 auf, die die Bewegung der Zelle in der zweiten Zelle von der linken Seite in 4 in ähnlicher Weise einschränkt.
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Eine erste Oberfläche 60 der ersten Rippenschicht 42 berührt eine der elektrischen Zellen 38. Eine zweite Oberfläche 62 der ersten Rippenschicht 42 ist auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Rippenschicht 42 von der äußeren Oberfläche 60 bereitgestellt. In ähnlicher Weise berührt eine erste Oberfläche 64 der zweiten Rippenschicht 44 eine der elektrischen Zellen 38 in alternierender Weise, während die zweite Oberfläche 66 der zweiten Rippenschicht 44 mit der zweiten Oberfläche 62 der ersten Rippenschicht 42 in direktem Kontakt steht.
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Um einen Kurzschluss durch die Rippen zu vermeiden, sollte zwischen der ersten Oberfläche 60 der ersten Rippenschicht 42 und zwischen der ersten Oberfläche 64 der zweiten Rippenschicht 44 eine elektrisch isolierende Schicht 68 bereitgestellt sein. Die elektrisch isolierende Schicht 68 kann als eine äußere Abdeckung der elektrischen Zellen 38 integriert sein. Die elektrisch isolierende Schicht kann, wenngleich sie in 4 nicht dargestellt ist, alternativ eine dünne Schicht aus Kunststoff oder einem anderen Isoliermaterial sein, die in den Bereichen bereitgestellt wird, die auf beiden Seiten der elektrischen Zellen 38 mit dem Bezugszeichen 68 gekennzeichnet sind.
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Gemäß dem Verfahren für eine kontinuierliche automatisierte Montage können gerade Längen des röhrenförmigen Elements 32, die mit 32a bis j gekennzeichnet sind, und die gebogenen Abschnitte des Rohrs kontinuierlich gebildet werden, während die Rippen in eine Position um die Rohrsegmente 32a bis j gefaltet werden. Die elektrischen Zellen 38 werden positioniert, während jede Schicht des Rohrs 32 und die Rippen 42 und 44 in ihren Positionen gebildet werden. Die Rippen 42 und 44 werden mit dem röhrenförmigen Element 32 in Presspassung gefaltet, um die Wärmeübertragung zu erleichtern.
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In Bezug auf 5 ist eine alternative Ausführungsform des Batteriepacks im Allgemeinen mit dem Bezugzeichen 70 angegeben. In der Beschreibung von 5 sind Komponenten, die den in 4 dargestellten ähnlich sind, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Mehrere gefaltete Platten 71 sind einfache vorgeformte Elemente, die mit den elektrischen Zellen 38 verschachtelt sind. Eine erste Kühlrippe 72 und eine zweite Kühlrippe 74 sind als eine duale Blattstruktur von entgegengesetzten Richtungen montiert. Die Kühlrippen 72 und 74 weisen jeweils eine Zwischenbiegung 76 auf, die an einer Länge des Fluidumlaufrohrs 32 montiert ist. Ein Endflansch 78 ist auf jeder der planaren Rippen 72 und 74 bereitgestellt. Zwei benachbarte Kühlrippen 72 sind von der gleichen Seite eingefügt, wobei ein Blatt jeder Rippe 72 in eine der Rippen 74 aufgenommen ist. Ein Blatt jeder Rippe 72 ist zwischen den elektrischen Zellen 38 und einem Blatt der Rippe 74 eingefügt. Eine Naht 80 ist an der Verbindungsstelle der Endflansche 78 ausgebildet. Die elektrischen Zellen 38 sind zwischen jedem Paar Kühlrippen 72 und 74 eingefangen, wobei die elektrischen Zellen 38 mit der Naht 80 ausgerichtet sind. Ein Leerraum 48 ist zwischen dem Fluidumlaufrohr 32 und den Endflanschen 78 der Kühlrippen 72 und 74 ausgebildet. Die Rippenausführung ermöglicht die Bildung der Rippen 72 und 74 in Presspassung, um die Wärmeübertragung zu erleichtern. Das Verfahren zum Montieren der Rippen 72 und 74 an den elektrischen Zellen 38 kann automatisiert sein.
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Das Batteriepack 70, das in 5 dargestellt ist, kann durch Stapeln mehrerer gefalteter Platten 71 montiert werden, wobei die planaren Kühlrippen 72 und 74 mit zwei Blättern von gegenüberliegenden Seiten montiert werden. Die planaren Kühlrippen 72 und 74 mit zwei Blättern können mit einem Blatt auf jeder Seite des Fluidumlaufrohrs 32 und auf der Außenseite des entgegensetzt ausgerichteten planaren Blattes montiert werden. Die elektrischen Zellen 38, die zwischen benachbarten Kühlrippen angeordnet sind, werden von den Seiten der Anordnung eingefügt, die in 5 in Phantomlinien dargestellt sind. Eine elektrisch isolierende Schicht (in 5 nicht dargestellt) kann (entweder auf den elektrischen Zellen 38 oder den Rippen 72 und 74) zwischen den elektrischen Zellen 38 und den Kühlrippen 72 und 74 mit zwei Blättern bereitgestellt werden, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Kühlrippen 72, 74 und den elektrischen Zellen 38 zu verhindern.
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Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die Begriffe, die in der Spezifikation verwendet werden, beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, wobei es sich versteht, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen zur Bildung weiterer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden.
