DE102014215611A1

DE102014215611A1 - Device for power supply, in particular of a motor vehicle, and method for its production

Info

Publication number: DE102014215611A1
Application number: DE102014215611.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Kohnhaeuser; Johannes Thannheuser; Daniel Scherer; Matthias Frahm
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse, in dem ein Energiemodul, insbesondere ein Hochvoltenergiemodul für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, und ein Kühlelement zur Kühlung des Energiemoduls aufgenommen sind, und ein Federelement umfasst, das dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf eines ausgewählt aus dem Energiemodul und dem Kühlelement in Richtung des anderen ausgewählt aus dem Energiemodul und dem Kühlelement auszuüben, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Energiemodul und dem Kühlelement herzustellen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Federelement einen faserverstärkten Kunststoff, der eine mit Fasern verstärkte Kunststoffmatrix aufweist, umfasst.The invention relates to a device for power supply, in particular a motor vehicle, wherein the device comprises a housing in which a power module, in particular a high-voltage module for a hybrid or electric vehicle, and a cooling element for cooling the power module are accommodated, and a spring element, the thereto is arranged to exert a force on one selected from the energy module and the cooling element in the direction of the other selected from the energy module and the cooling element, to establish a thermal contact between the power module and the cooling element.
According to the invention, it is provided that the spring element comprises a fiber-reinforced plastic which has a fiber-reinforced plastic matrix.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, und insbesondere eine Vorrichtung mit zumindest einem Hochvolt-Energiemodul für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug.The present invention relates to a device for power supply, for example of a motor vehicle, and more particularly to a device with at least one high-voltage power module for a hybrid or electric vehicle.

Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.Furthermore, the invention relates to a vehicle with such a device.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.Furthermore, the invention relates to a method for producing such a device.

Derartige Vorrichtungen zur Energieversorgung eines Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren Energiemodulen, wie beispielsweise Energiespeichermodule oder Energiewandlermodule, sind im fertig im Kraftfahrzeug montierten Zustand weitläufig als Energiespeicher bzw. Energiespeichervorrichtungen bekannt.Such devices for powering a motor vehicle with one or more energy modules, such as energy storage modules or energy converter modules, are widely known in the vehicle mounted state as energy storage or energy storage devices.

Die Energiemodule werden üblicherweise als kleinste tauschbare Einheit der Energieversorgungs- bzw. speichervorrichtung verbaut und umfassen jeweils mehrere Energie- bzw. Batteriezellen. Die Energie- bzw. Batteriezellen werden im Fertigungsprozess verpresst und durch einen umlaufenden Rahmen verspannt, um das Energiemodul zu bilden.The energy modules are usually installed as the smallest exchangeable unit of the energy supply or storage device and each comprise a plurality of energy or battery cells. The energy or battery cells are pressed in the manufacturing process and clamped by a circumferential frame to form the energy module.

Beispiele für als Energiespeichermodule ausgebildete Energiemodule können Anordnungen aus mehreren Batteriezellen sein, zum Beispiel elektrische Batterien aus elektrochemischen Speicherzellen, wie etwa Lithiumionenspeicherzellen, Doppelschichtkondensatoren, etc. Ein Beispiel für ein als Energiewandlermodul ausgebildetes Energiemodul ist ein Brennstoffzellenstapel, welcher eine Reihe von miteinander gekoppelten Brennstoffzellen aufweist. Die einzelnen Brennstoffzellen können beispielsweise zu Modulen verpresst werden, welche an einem Gehäuse der Vorrichtung befestigt werden können.Examples of energy modules formed as energy storage modules may be arrays of multiple battery cells, for example, electric batteries of electrochemical storage cells, such as lithium ion storage cells, double layer capacitors, etc. One example of a power module configured as an energy converter module is a fuel cell stack having a series of fuel cells coupled together. The individual fuel cells can be pressed for example into modules, which can be attached to a housing of the device.

Um eine erforderliche Betriebstemperatur der Energiemodule sicherzustellen bzw. zu verhindern, dass eine vorgegebene Temperatur der Energiemodule überschritten wird, umfasst die Vorrichtung zur Energieversorgung des Kraftfahrzeugs üblicherweise ferner ein Kühlelement, welches in thermischem Kontakt mit dem Energiemodul gehalten wird, und dadurch für eine ausreichende Wärme- bzw. Energieabfuhr von dem Energiemodul sorgt.In order to ensure a required operating temperature of the energy modules or to prevent a predetermined temperature of the energy modules from being exceeded, the device for supplying power to the motor vehicle usually also comprises a cooling element which is kept in thermal contact with the energy module and thereby ensures adequate heat dissipation. or energy removal from the power module provides.

Zur Gewährleistung des thermischen Kontakts zwischen dem Kühlelement und dem Energiemodul kann zwischen einer Seitenwand oder einem Boden des Gehäuses der Vorrichtung und dem Kühlelement ein Federelement, welches beispielsweise als Federschiene ausgebildet ist, vorgesehen sein, und welches eine Kraft auf das Kühlelement in Richtung des Energiemoduls bewirkt, um das Kühlelement gegen das Energiemodul zu pressen. Typischerweise sind derartige Federelemente aus Metallblechen gefertigt, wobei die Masse des Federelements zum Gesamtgewicht der Vorrichtung, und im eingebauten Zustand somit zum Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs beiträgt.To ensure the thermal contact between the cooling element and the energy module can be provided between a side wall or a bottom of the housing of the device and the cooling element, a spring element, which is for example designed as a spring rail, and which causes a force on the cooling element in the direction of the energy module to press the cooling element against the power module. Typically, such spring elements are made of metal sheets, wherein the mass of the spring element contributes to the total weight of the device, and thus in the installed state to the total weight of the motor vehicle.

Im Falle eines hohen Gesamtgewichts der Vorrichtung wird jedoch die Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs verringert und der Energiebedarf des Kraftfahrzeugs erhöht.In the case of a high overall weight of the device, however, the performance of the motor vehicle is reduced and the energy requirement of the motor vehicle is increased.

Des Weiteren ist die Fertigung des Federelements aus einem Metallmaterial mit hohen Kosten verbunden.Furthermore, the production of the spring element made of a metal material is associated with high costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Energieversorgung eines Kraftfahrzeugs mit ausreichender Wärmeabfuhr von dem Energiemodul zu schaffen, bei der gleichzeitig eine Gewichtsersparnis und eine Reduzierung der Herstellungskosten erzielt werden kann. Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung bereitzustellen.The invention is therefore based on the object to provide a device for powering a motor vehicle with sufficient heat dissipation from the power module, in which at the same time a weight saving and a reduction in manufacturing costs can be achieved. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing such a device.

Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.These objects are achieved by a device for supplying energy, in particular a motor vehicle, with the features of patent claim 1 or by a method for producing a device for supplying energy, in particular a motor vehicle, having the features of patent claim 10.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeug, umfasst ein Gehäuse, in dem ein Energiemodul, insbesondere ein Hochvoltenergiemodul für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, und ein Kühlelement zur Kühlung des Energiemoduls aufgenommen bzw. angeordnet sind, und ein Federelement, das dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf eines ausgewählt aus dem Energiemodul und dem Kühlelement in Richtung des anderen ausgewählt aus dem Energiemodul und dem Kühlelement auszuüben, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Energiemodul und dem Kühlelement herzustellen, wobei das Federelement einen faserverstärkten Kunststoff, der eine mit Fasern verstärkte Kunststoffmatrix aufweist, umfasst.The device according to the invention for power supply, in particular of a motor vehicle, comprises a housing in which a power module, in particular a high-voltage module for a hybrid or electric vehicle, and a cooling element for cooling the power module are received or arranged, and a spring element which is adapted thereto to apply a force to one of the power module and the cooling element toward the other selected from the power module and the cooling element to establish thermal contact between the power module and the cooling element, the spring element comprising a fiber reinforced plastic comprising a fiber reinforced plastic matrix comprises.

Das den faserverstärkten Kunststoff umfassende Federelement weist ein erheblich geringeres Gewicht auf als ein aus dem Stand der Technik bekanntes, aus einem metallischen Werkstoff gefertigtes Federelement, und trägt damit zur Verringerung des Gesamtgewichts der Vorrichtung bei. Daher kann in einem eingebauten Zustand der Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug dessen Gesamtgewicht und somit auch dessen Energieverbrauch verringert werden.The fiber-reinforced plastic comprehensive spring element has a significantly lower weight than a known from the prior art, made of a metallic material spring element, and thus contributes to the reduction the total weight of the device. Therefore, in a built-in state of the device in a motor vehicle, its total weight and thus its power consumption can be reduced.

Des Weiteren ist das den faserverstärkten Kunststoff umfassende Federelement kostengünstiger herzustellen als das aus dem metallischen Werkstoff bestehende Federelement, mit der Folge, dass auch die Kosten zur Herstellung eines mit der Vorrichtung versehenen Fahrzeugs verringert werden können.Furthermore, the spring element comprising the fiber-reinforced plastic is less expensive to produce than the spring element made of the metallic material, with the result that the costs for producing a vehicle provided with the device can also be reduced.

Hinsichtlich der Anordnung des Federelements, des Energiemoduls und dem Kühlelement in dem Gehäuse sind mehrere Ausführungsformen möglich, solange eine durch eine elastische Verformung des Federelements bewirkte Kraft einen unmittelbaren oder mittelbaren thermischen Kontakt zwischen dem Energiemodul und dem Kühlelement bewirkt.With regard to the arrangement of the spring element, the energy module and the cooling element in the housing, several embodiments are possible, as long as caused by an elastic deformation of the spring element force causes a direct or indirect thermal contact between the power module and the cooling element.

Beispielsweise kann das Energiemodul zwischen dem Kühlelement und dem Federelement angeordnet sein, wobei die Position des Kühlelements in dem Gehäuse fixiert ist, um der durch das Federelement bewirkten Kraft entgegenzuwirken.For example, the energy module between the cooling element and the spring element may be arranged, wherein the position of the cooling element is fixed in the housing in order to counteract the force caused by the spring element.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Kühlelement zwischen dem Federelement und dem Energiemodul angeordnet sein, wobei die Position des Energiemoduls in dem Gehäuse fixiert ist, um der durch das Federelement bewirkten Kraft entgegenzuwirken.In another embodiment, the cooling element may be arranged between the spring element and the energy module, wherein the position of the energy module is fixed in the housing in order to counteract the force caused by the spring element.

Bei diesen beiden Ausführungsformen kann das Federelement, insbesondere ein gebogener Abschnitt des Federelements, unmittelbar an dem Energiemodul bzw. an dem Kühlelement anliegen, oder es kann ein weiteres Material bzw. Bauteil zwischen dem Federelement und dem Energiemodul bzw. dem Kühlelement angeordnet sein, an welchem sowohl das Federelement, insbesondere ein gebogener Abschnitt des Federelements, als auch das Energiemodul bzw. das Kühlelement anliegt. in diesem Fall wird die durch die elastische Verformung des Federelements bewirkte Kraft über das weitere Material bzw. Bauteil auf das Energiemodul bzw. auf das Kühlelement übertragen, um den thermischen Kontakt zwischen dem Energiemodul und dem Kühlelement zu bewirken.In these two embodiments, the spring element, in particular a bent portion of the spring element, abut directly on the power module or on the cooling element, or it may be another material or component between the spring element and the power module or the cooling element arranged on which both the spring element, in particular a bent portion of the spring element, as well as the energy module or the cooling element is present. In this case, the force caused by the elastic deformation of the spring element is transmitted via the further material or component to the energy module or to the cooling element in order to bring about the thermal contact between the energy module and the cooling element.

Ferner kann das Kühlelement zwischen einem ersten Energiemodul und einem zweiten Energiemodul angeordnet sein, wobei ein erstes Federelement vorgesehen ist, das dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf das erste Energiemodul in Richtung des Kühlelements bzw. in Richtung des zweiten Energiemoduls auszuüben, und ein zweites Federelement vorgesehen ist, das dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf das zweite Energiemodul in Richtung des Kühlelements bzw. in Richtung des ersten Energiemoduls auszuüben. In diesem Fall werden durch die elastischen Verformungen des ersten Federelements und des zweiten Federelements Kräfte bewirkt, welche einen unmittelbaren oder mittelbaren thermischen Kontakt sowohl zwischen dem Kühlelement und dem ersten Energiemodul als auch zwischen dem Kühlelement und dem zweiten Kühlelement bewirken.Furthermore, the cooling element can be arranged between a first energy module and a second energy module, wherein a first spring element is provided which is adapted to exert a force on the first energy module in the direction of the cooling element or in the direction of the second energy module, and a second spring element is provided, which is adapted to exert a force on the second energy module in the direction of the cooling element or in the direction of the first energy module. In this case, forces are caused by the elastic deformations of the first spring element and the second spring element, which cause a direct or indirect thermal contact both between the cooling element and the first energy module and between the cooling element and the second cooling element.

Des Weiteren kann zwischen dem Energiemodul und dem Kühlelement zusätzlich ein elastisches, wärmeleitendes Material, beispielsweise in Form einer Beschichtung auf einem dem Energiemodul zugewandten Abschnitt des Kühlmoduls oder einer Beschichtung auf einem dem Kühlelement zugewandten Abschnitt des Energiemoduls, vorgesehen sein, um die Wärmeübertragung von dem Energiemodul an das Kühlelement zu verbessern, und Materialtoleranzen auszugleichen.Furthermore, an elastic, heat-conducting material, for example in the form of a coating on a section of the cooling module facing the energy module or of a coating on a section of the energy module facing the cooling element, can additionally be provided between the energy module and the cooling element in order to transfer heat from the energy module to improve the cooling element, and to compensate for material tolerances.

Das Federelement kann als Profilteil mit einem gebogenen Querschnitt oder einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein.The spring element may be formed as a profile part with a curved cross section or a semicircular cross section.

Bevorzugt ist das Federelement durch ein ein Wickelverfahren umfassendes Herstellungsverfahren hergestellt, wobei einzelne der Fasern im fertiggestellten Federelement schräg oder zumindest Abschnittsweise senkrecht zu einer Längsrichtung des Federelements angeordnet sein können bzw. verlaufen können. Fertigungsbedingt kann der Winkel, den die einzelnen Fasern mit der Längsrichtung des Federelements einschließen, bezüglich der senkrechten Ausrichtung gegenüber der Längsrichtung des Federelements um +/–80° variieren. Die senkrechte bzw. nahezu senkrechte Ausrichtung der Fasern gegenüber der Längsrichtung des Federelements ist vorteilhaft, da die auf das Federelement durch das Energiemodul bzw. durch das Kühlelement bewirkte Kraft senkrecht zu der Längsrichtung des Federelements wirkt.Preferably, the spring element is produced by a manufacturing process comprising a winding process, wherein individual fibers in the finished spring element can be arranged obliquely or at least in sections perpendicular to a longitudinal direction of the spring element or can run. For manufacturing reasons, the angle which the individual fibers include with the longitudinal direction of the spring element can vary by +/- 80 ° relative to the vertical alignment with respect to the longitudinal direction of the spring element. The vertical or nearly vertical alignment of the fibers with respect to the longitudinal direction of the spring element is advantageous, since the force exerted on the spring element by the energy module or by the cooling element acts perpendicular to the longitudinal direction of the spring element.

Bei einer Ausführungsform ist das Federelement derart angeordnet, dass es am Gehäuse, beispielsweise an einem Boden oder einer Seitenwand des Gehäuses, abgestützt ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Federelement auch an einer zusätzlichen Platte oder Ähnlichem, welche zwischen dem Gehäuse und dem Kühlelement bzw. dem Energiemodul vorgesehen ist, insbesondere mit den Beinen bzw. freien Enden des Federelements abgestützt sein. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn mehrere der Energiemodule und der Kühlelemente in dem Gehäuse übereinander bzw. nebeneinander angeordnet sind.In one embodiment, the spring element is arranged such that it is supported on the housing, for example on a bottom or a side wall of the housing. In another embodiment, the spring element may also be supported on an additional plate or the like which is provided between the housing and the cooling element or the energy module, in particular with the legs or free ends of the spring element. This is the case, for example, when a plurality of the energy modules and the cooling elements in the housing are arranged one above the other or next to each other.

Bevorzugt sind die Fasern derart in der Kunststoffmatrix eingebettet, dass durch die Fasern eine Eigenspannung in dem Federelement erzeugt wird, wodurch bei geeigneter Auswahl des Fasertyps, der Wickeldichte und der Ausrichtung der Fasern eine vorgegebene Festigkeit des Federelements bzw. eine über die Länge des Federelements variierende Festigkeit in Abhängigkeit von entsprechenden Anforderungen eingestellt werden kann, und das Feder-, Kriech-, und Setzverhalten des Federelements verbessert werden kann.Preferably, the fibers are embedded in the plastic matrix such that through the fibers an inherent stress is generated in the spring element, whereby with a suitable selection of the type of fiber, the winding density and the orientation of the fibers, a predetermined strength of the spring element or a varying over the length of the spring element strength depending on the requirements can be adjusted, and the spring , Creep, and setting behavior of the spring element can be improved.

Die Kunststoffmatrix kann beispielsweise eine duroplastische Kunststoffmatrix oder eine thermoplastische Kunststoffmatrix umfassen.The plastic matrix may comprise, for example, a thermosetting plastic matrix or a thermoplastic polymer matrix.

Die Fasern können, insbesondere durch Verwendung des Wickelverfahrens zur Herstellung des Federelements, derart in dem Federelement angeordnet sein, dass sie durchgängig von einem Ende des Federelements zu einem anderen Ende des Federelements verlaufen.The fibers may, in particular by using the winding method for producing the spring element, be arranged in the spring element such that they run continuously from one end of the spring element to another end of the spring element.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeug, umfasst ein Bereitstellen eines Kerns, ein Umwickeln oder Umflechten des Kerns mit einer Faser, insbesondere mit einer Endlosfaser, ein Tränken der Faser mit einem Kunststoffmaterial, ein Aushärten des Kunststoffmaterials, ein Entfernen des Kerns, um ein faserverstärktes Kunststoffrohr zu erhalten, ein Durchtrennen des faserverstärkten Kunststoffrohrs entlang einer Längsrichtung des faserverstärkten Kunststoffrohrs, um ein Federelement zu erhalten, das einen faserverstärkten Kunststoff umfasst, der eine mit Fasern verstärkte Kunststoffmatrix aufweist, ein Bereitstellen eines Gehäuses, ein Anordnen des Federelements, eines Kühlelements und eines Energiemoduls, insbesondere eines Hochvoltenergiemoduls für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, derart in dem Gehäuse, dass durch das Federelement eine Kraft auf eines ausgewählt aus dem Energiemodul und dem Kühlelement in Richtung des anderen ausgewählt aus dem Energiemodul und dem Kühlelement ausgeübt wird, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Energiemodul und dem Kühlelement herzustellen.A method for producing a device for power supply, in particular of a motor vehicle, comprises providing a core, wrapping or braiding the core with a fiber, in particular with an endless fiber, impregnating the fiber with a plastic material, curing the plastic material, removing the core In order to obtain a fiber reinforced plastic tube, severing the fiber reinforced plastic tube along a longitudinal direction of the fiber reinforced plastic tube to obtain a spring element comprising a fiber reinforced plastic having a fiber reinforced plastic matrix, providing a housing, disposing the spring element , a cooling element and a power module, in particular a high-voltage power module for a hybrid or electric vehicle, in such a way in the housing, that by the spring element, a force on one of the energy module and the cooling element in Richtun g of the other selected from the power module and the cooling element is applied to establish a thermal contact between the power module and the cooling element.

Das Tränken der Faser mit dem Kunststoffmaterial kann vor dem Umwickeln oder Umflechten des Kerns mit der Faser erfolgen. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Tränken der Faser mit dem Kunststoffmaterial nach dem Umwickeln oder Umflechten des Kerns mit der Faser erfolgen.The impregnation of the fiber with the plastic material may be done prior to wrapping or braiding the core with the fiber. In another embodiment, the impregnation of the fiber with the plastic material may occur after wrapping or braiding the core with the fiber.

Bevorzugt erfolgt das Umwickeln oder Umflechten des Kerns mit der Faser schräg zu einer Längsrichtung des Kerns, und zumindest Abschnittsweise senkrecht zu der Längsrichtung des Kerns.Preferably, the wrapping or braiding of the core with the fiber is made oblique to a longitudinal direction of the core, and at least in sections perpendicular to the longitudinal direction of the core.

Das Bereitstellen des Kerns kann ein Bereitstellen eines Profilteils mit einem gebogenen Querschnitt oder insbesondere ein Bereitstellen eines Profilteils mit einem kreisförmigen Querschnitt umfassen.The provision of the core may comprise providing a profile part with a curved cross section or, in particular, providing a profile part with a circular cross section.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Federelement derart in dem Gehäuse angeordnet, dass es am Gehäuse, beispielsweise an einem Boden oder an einer Seitenwand des Gehäuses abgestützt wird.According to one embodiment, the spring element is arranged in the housing such that it is supported on the housing, for example on a bottom or on a side wall of the housing.

Bevorzugt erfolgt das Umwickeln oder Umflechten des Kerns unter Ausübung einer vorgegebenen Zugspannung auf die Faser. Auf diese Weise können bei geeigneter Auswahl des Fasertyps, der Wickeldichte und der Ausrichtung der Faser eine vorgegebene Festigkeit des fertiggestellten Federelements bzw. eine über die Länge des fertiggestellten Federelements variierende Festigkeit in Abhängigkeit von entsprechenden Anforderungen eingestellt werden kann, und Eigenspannungen in das fertiggestellte Federelement eingebracht werden können, durch welche das Feder-, Kriech-, und Setzverhalten des Federelements verbessert werden kann.Preferably, the wrapping or braiding of the core takes place while applying a predetermined tensile stress to the fiber. In this way, with a suitable selection of the fiber type, the winding density and the orientation of the fiber, a predetermined strength of the finished spring element or varying over the length of the finished spring element strength can be adjusted depending on requirements, and introduced residual stresses in the finished spring element can be, by which the spring, creeping, and setting behavior of the spring element can be improved.

Das Tränken der Faser umfasst vorzugsweise ein Tränken bzw. Imprägnieren der Faser mit einem flüssigen bzw. plastifizierten Thermoplast oder einem flüssigen bzw. plastifizierten Duroplast.The impregnation of the fiber preferably comprises impregnating the fiber with a liquid or plasticized thermoplastic or a liquid or plasticized thermoset.

Das erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorzugsweise Hybrid- oder Elektrofahrzeug, weist die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung auf.The vehicle according to the invention, in particular a motor vehicle, preferably a hybrid or electric vehicle, has the device according to the invention described above.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.Preferred embodiments of the invention are explained below by way of example with reference to FIGS.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs; 1 a schematic representation of a device according to the invention for power supply, in particular a motor vehicle;

2 eine schematische perspektivische Darstellung eines unteren Abschnitts einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und 2 a schematic perspective view of a lower portion of another embodiment of a device according to the invention for power supply, in particular of a motor vehicle, and

3 eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Teils der Verfahrensschritte zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 3 a representation for illustrating a part of the method steps for producing the device according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Energie für das Kraftfahrzeug (nicht gezeigt in 1) wird von Energiemodulen 2, beispielsweise Energiespeichermodulen und/oder Energiewandlermodulen bereitgestellt. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 11 auf, von dem in 1 lediglich ein Boden bzw. eine Seitenwand gezeigt ist, und das zur Aufnahme zumindest eines Energiemoduls 2 und zumindest eines Kühlelements 3 eingerichtet bzw. bestimmt ist. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention 1 for energy supply, in particular of a motor vehicle. The energy for the motor vehicle (not shown in 1 ) is powered by power modules 2 , For example, energy storage modules and / or energy converter modules provided. The device 1 has a housing 11 on, of which in 1 only a bottom or a side wall is shown, and that for receiving at least one energy module 2 and at least one cooling element 3 is set up or determined.

In 1 sind lediglich jeweils ein Energiemodul 2 und ein Kühlelement 3 dargestellt. Jedoch kann die Vorrichtung 1 zur Energieversorgung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, mehrere Energiemodule 2 und Kühlelemente 3, beispielsweise sechs Energiemodule 2, die jeweils durch Hochvolt-Energiemodule gebildet werden, und sechs Kühlelemente 3 umfassen. Dabei kann jedem einzelnen Energiemodul 2 ein separates Kühlelement 3 zugeordnet sein, jedoch ist es in anderen Ausführungsformen auch möglich, dass mehrere der Energiemodule 2 mittels eines einzelnen Kühlelements 3 gekühlt werden.In 1 are only one energy module each 2 and a cooling element 3 shown. However, the device can 1 to supply energy to a motor vehicle, in particular a hybrid or electric vehicle, several energy modules 2 and cooling elements 3 , for example six energy modules 2 , which are each formed by high-voltage power modules, and six cooling elements 3 include. It can each individual power module 2 a separate cooling element 3 However, it is also possible in other embodiments, that several of the energy modules 2 by means of a single cooling element 3 be cooled.

Zwischen einem Boden des Gehäuses 11 und dem Kühlelement 3 ist ein Federelement 4 vorgesehen, welches eine Kraft auf das Kühlelement 3 in Richtung des Energiemoduls 2 ausübt bzw. bewirkt, um das Kühlelement 3 in Richtung des Energiemoduls 2 zu drücken und somit einen Kontakt, insbesondere einen thermischen Kontakt, zwischen dem Kühlelement 3 und dem Energiemodul 2 herzustellen.Between a bottom of the case 11 and the cooling element 3 is a spring element 4 provided which a force on the cooling element 3 in the direction of the energy module 2 exerts or causes to the cooling element 3 in the direction of the energy module 2 to press and thus a contact, in particular a thermal contact, between the cooling element 3 and the power module 2 manufacture.

Das Kühlelement 3 kann beispielsweise ein flaches, in 1 nicht gezeigtes Rohr umfassen, das in einzelne, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Rohre unterteilt ist, welche in einem im Querschnitt rechteckigen Mantel eingefasst sind. Die Einzelrohre und der rechteckige Mantel eines jeweiligen Flachrohrs können beispielweise durch Verlöten miteinander verbunden werden. Weiterhin können die Einzelrohre eines jeweiligen Flachrohrs strömungstechnisch innerhalb des Mantels miteinander verbunden sein oder auch nicht. Bevorzugt besteht das Flachrohr aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere aus einem Metall, wie zum Beispiel Aluminium oder Stahl.The cooling element 3 For example, a flat, in 1 not shown tube, which is divided into individual, preferably mutually parallel tubes, which are enclosed in a rectangular in cross-section jacket. The individual tubes and the rectangular jacket of a respective flat tube can be connected to each other, for example by soldering. Furthermore, the individual tubes of a respective flat tube may or may not be fluidly interconnected within the shell. Preferably, the flat tube is made of a good heat-conducting material, in particular of a metal, such as aluminum or steel.

Durch das Flachrohr des Kühlelements 3 wird zur Kühlung der Energiemodule 2 ein Kühlmedium geleitet, welches über nicht dargestellte Anschlüsse des Kühlelements 3 zugeführt bzw. abgeführt wird. Als Kühlmedium können beispielsweise Kühlmittel oder Kältemittel verwendet werden.Through the flat tube of the cooling element 3 is used to cool the power modules 2 a cooling medium passed, which via not shown terminals of the cooling element 3 is supplied or removed. As a coolant, for example, coolant or refrigerant can be used.

Das Energiemodul 2, welches beispielsweise 16 Energie- bzw. Batteriezellen umfasst, die in einer Reihe angeordnet und miteinander mechanisch verbunden sein können, kann beispielsweise mittels Druckplatten, die an den beiden Enden der Reihe vorgesehen sind, am Gehäuse 11 der Vorrichtung 1 befestigt werden. Die Druckplatten können beispielsweise über nicht dargestellte Verbindungselemente, welche an dem Boden oder einer Seitenwand des Gehäuses 11 verschraubt sein können, am Gehäuse 11 befestigt sein, wodurch die Position des Energiemoduls 2 im Gehäuse 11 fixiert wird.The energy module 2 which comprises, for example, 16 energy or battery cells, which may be arranged in a row and mechanically connected to each other, may, for example, by means of pressure plates, which are provided at the two ends of the series, on the housing 11 the device 1 be attached. The pressure plates can, for example, via connecting elements, not shown, which on the bottom or a side wall of the housing 11 can be bolted to the housing 11 be attached, reducing the position of the power module 2 in the case 11 is fixed.

Aufgrund der Gewichtskraft des Energiemoduls 2 und/oder der Fixierung der Position des Energiemoduls 2 im Gehäuse 11 wird im eingebauten Zustand über das Kühlelement 3 eine Kraft auf das Federelement 4 entgegen der Federkraft des Federelements 4 ausgeübt, wodurch die Enden des Federelements 4 auseinandergespreizt werden bzw. das Federelement 4 elastisch verformt wird, und somit das Federelement 4 vorgespannt wird.Due to the weight of the energy module 2 and / or the fixation of the position of the energy module 2 in the case 11 is in the installed state via the cooling element 3 a force on the spring element 4 against the spring force of the spring element 4 exerted, whereby the ends of the spring element 4 be spread apart or the spring element 4 is elastically deformed, and thus the spring element 4 is biased.

Durch die elastische Verformung des Federelements 4 im eingebauten Zustand kann der Kontakt, insbesondere der thermische Kontakt, zwischen einander zugewandten Abschnitten einer Oberfläche des Energiemoduls 2 und einer Oberfläche des Kühlelements 3 gewährleistet werden. Mit anderen Worten bewirkt das Federelement 4, dass einander zugewandten Abschnitte einer Unterseite des Energiemoduls 2 und einer Oberseite des Kühlelements 3 aneinander anliegen.Due to the elastic deformation of the spring element 4 when installed, the contact, in particular the thermal contact, between facing portions of a surface of the energy module 2 and a surface of the cooling element 3 be guaranteed. In other words, the spring element causes 4 in that facing portions of a bottom surface of the power module 2 and an upper surface of the cooling element 3 abut each other.

Bei einer anderen Ausführungsform kann zwischen dem Energiemodul 2 und dem Kühlelement 3 zusätzlich auch ein elastisches, wärmeleitendes Material, beispielsweise in Form einer Beschichtung auf der Unterseite des Energiemoduls 2 oder auf der Oberseite des Kühlelements 3, vorgesehen sein, um die Wärmeübertragung von dem Energiemodul 2 an das Kühlelement 3 zu verbessern, und Materialtoleranzen auszugleichen.In another embodiment, between the power module 2 and the cooling element 3 in addition, an elastic, heat-conducting material, for example in the form of a coating on the underside of the energy module 2 or on top of the cooling element 3 be provided to the heat transfer from the power module 2 to the cooling element 3 improve and compensate for material tolerances.

Weiterhin kann im Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsform das Energiemodul 2 beispielsweise zwischen dem Kühlelement 3 und dem Federelement 4 angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Position des Kühlelements 3 mittels geeigneter Befestigungselemente gegenüber dem Gehäuse 11 fixiert ist, und die durch das Federelement 4 bewirkte Kraft das Energiemodul 2 in Richtung des Kühlelements 3 drückt. Ferner kann bei einer anderen Ausführungsform das Federelement 4 nicht zwischen dem Boden des Gehäuses 11 und dem Energiemodul 2 bzw. dem Kühlelement 3 vorgesehen sein, sondern zwischen einer Seitenwand des Gehäuses 11 und dem Energiemodul 2 bzw. dem Kühlelement 3.Furthermore, in contrast to the in 1 embodiment shown, the power module 2 for example, between the cooling element 3 and the spring element 4 be arranged, in which case the position of the cooling element 3 by means of suitable fastening elements relative to the housing 11 is fixed, and by the spring element 4 force caused the energy module 2 in the direction of the cooling element 3 suppressed. Furthermore, in another embodiment, the spring element 4 not between the bottom of the case 11 and the power module 2 or the cooling element 3 be provided, but between a side wall of the housing 11 and the power module 2 or the cooling element 3 ,

Das Federelement 4 kann beispielsweise als Federschiene ausgebildet sein, die sich senkrecht zur Zeichnungsebene der 1 erstreckt. Bevorzugt ist das Federelement 4 wie in 1 gezeigt als Profilteil mit einem gebogenen Querschnitt, insbesondere einem halbkreisförmigen Querschnitt, ausgebildet, wobei die freien Enden bzw. Beine des Federelements 4 dem Boden bzw. der Seitenwand des Gehäuses 11 zugewandt, und an dem Boden bzw. der Seitenwand anliegen können.The spring element 4 can be formed for example as a spring rail, which is perpendicular to the plane of the 1 extends. Preferably, the spring element 4 as in 1 shown as a profile part with a curved cross section, in particular a semicircular cross-section, formed, wherein the free ends or legs of the spring element 4 the bottom or the side wall of the housing 11 facing, and may rest against the floor or the side wall.

Bei einer anderen Ausführungsform kann zwischen dem Federelement 4 und dem Boden bzw. der Seitenwand des Gehäuses 11 eine zusätzliche Platte oder Ähnliches vorgesehen sein, an der das Federelement 4 vorzugsweise mit dessen Beinen abgestützt wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn mehrere der Energiemodule 2 und der Kühlelemente 3 in dem Gehäuse 11 übereinander bzw. nebeneinander angeordnet sind.In another embodiment, between the spring element 4 and the bottom or side wall of the housing 11 an additional plate or the like may be provided on which the spring element 4 is preferably supported by the legs. This is the case, for example, if several of the energy modules 2 and the cooling elements 3 in the case 11 are arranged one above the other or side by side.

Das Federelement 4 umfasst einen faserverstärkten Kunststoff, der eine mit Fasern 5 bzw. mit Faserbündeln 5 verstärkte Kunststoffmatrix aufweist. Gemäß einer Ausführungsform kann das Federelement 4 aus dem faserverstärkten Kunststoff bestehen, während das Federelement 4 gemäß einer anderen Ausführungsform zusätzlich zu dem faserverstärkten Kunststoff noch ein anderes Material umfassen kann.The spring element 4 includes a fiber reinforced plastic, the one with fibers 5 or with fiber bundles 5 reinforced plastic matrix has. According to one embodiment, the spring element 4 consist of the fiber-reinforced plastic, while the spring element 4 According to another embodiment, in addition to the fiber-reinforced plastic may still comprise another material.

Die Fasern 5 bzw. die Einzelfasern des Faserbündels 5 können beispielsweise als Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Naturfasern oder Kunststofffasern ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform können die die Einzelfasern des Faserbündels 5 aus Fasern unterschiedlichen Materials gebildet sein.The fibers 5 or the individual fibers of the fiber bundle 5 For example, they may be formed as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, natural fibers or plastic fibers. According to one embodiment, the individual fibers of the fiber bundle 5 be formed of fibers of different material.

Bevorzugt sind die einzelnen Fasern 5 bzw. die Einzelfasern des Faserbündels 5 schräg zu einer Längsrichtung des Federelements 4 bzw. zumindest Abschnittsweise senkrecht zu der Längsrichtung des Federelements 4 angeordnet bzw. ausgerichtet, wobei die Fasern 5 bzw. die Einzelfasern des Faserbündels sich ausgehend von einem Ende des Federelements 4 durchgängig zu einem anderen Ende des Federelements 4 erstrecken. Fertigungsbedingt kann der Winkel, den die einzelnen Fasern 5 mit der Längsrichtung des Federelements 4 einschließen, ausgehend von einer senkrechten Ausrichtung der Fasern 5 bezüglich der Längsrichtung des Federelements um +/–80° variieren.The individual fibers are preferred 5 or the individual fibers of the fiber bundle 5 obliquely to a longitudinal direction of the spring element 4 or at least partially perpendicular to the longitudinal direction of the spring element 4 arranged or aligned, wherein the fibers 5 or the individual fibers of the fiber bundle starting from one end of the spring element 4 continuously to another end of the spring element 4 extend. For manufacturing reasons, the angle that the individual fibers 5 with the longitudinal direction of the spring element 4 Include, starting from a vertical orientation of the fibers 5 vary with respect to the longitudinal direction of the spring element by +/- 80 °.

Dabei können die Fasern 5 bzw. die Einzelfasern des Faserbündels 5 derart in der Kunststoffmatrix eingebettet sein, dass durch die Fasern 5 bzw. das Faserbündel 5 eine Eigenspannung in dem Federelement 4 erzeugt wird, welche in Abhängigkeit von der auf das Federelement 4 durch die Fixierung bzw. durch das Eigengewicht des Energiemoduls 2 wirkenden Kraft eingestellt werden kann.The fibers can 5 or the individual fibers of the fiber bundle 5 be embedded in the plastic matrix such that through the fibers 5 or the fiber bundle 5 an internal stress in the spring element 4 is generated, which depends on the on the spring element 4 by the fixation or by the weight of the energy module 2 acting force can be adjusted.

Das Federelement 4 und insbesondere dessen Beine kann lediglich vom Boden des Gehäuses 11 abgestützt werden, so dass keine weitere mechanische Anbindung zwischen dem Federelement 3 und dem Gehäuse 11 erforderlich ist. Um ein Verrutschen der Federelemente 4 beim Einbringen des Energiemoduls 2 und des Kühlelements 3 in das Gehäuse 11 zu verhindern, können jedoch am Boden bzw. an der Seitenwand des Gehäuses 11 nicht gezeigte Führungselemente wie etwa Führungsschienen vorgesehen sein, die eine Bewegung des Federelements 4 entlang des Bodens bzw. der Seitenwand des Gehäuses bzw. eine Aufspreizung der freien Enden des Federelements 4 auf einen vorgegebenen Bereich beschränken.The spring element 4 and in particular its legs can only from the bottom of the housing 11 be supported so that no further mechanical connection between the spring element 3 and the housing 11 is required. To prevent the spring elements from slipping 4 when introducing the energy module 2 and the cooling element 3 in the case 11 However, to prevent, can on the bottom or on the side wall of the housing 11 not shown guide elements such as guide rails may be provided, which is a movement of the spring element 4 along the bottom or the side wall of the housing or a spreading of the free ends of the spring element 4 confine to a given range.

Das Federelement 4 kann durch ein ein Wickelverfahren umfassendes Herstellungsverfahren, welches nachfolgend mit Bezug auf 3 beschrieben wird, hergestellt werden.The spring element 4 can be obtained by a winding method comprising a winding method which will be described below with reference to 3 will be prepared.

2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Details einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energieversorgung. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform wird das Federelement 4 bei der in 2 gezeigten Ausführungsform nicht lediglich durch den Boden bzw. die Seitenwand des Gehäuses 11 abgestützt, sondern ein Ende bzw. Bein des Federelements 4 ist fest mit dem Boden bzw. der Seitenwand des Gehäuses 11 verbunden, während das andere Ende des Federelements 4 freiliegt bzw. nicht abgestützt wird. 2 shows a schematic perspective view of a detail of another embodiment of a device for power supply according to the invention. Unlike the in 1 illustrated embodiment, the spring element 4 at the in 2 embodiment shown not only through the bottom or the side wall of the housing 11 supported, but an end or leg of the spring element 4 is fixed to the bottom or the side wall of the housing 11 connected while the other end of the spring element 4 is exposed or not supported.

3 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Teils der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung zur Energieversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeug. Das Herstellungsverfahren umfasst ein Bereitstellen eines vorzugsweise als Profilelement ausgebildeten Kerns 8, beispielsweise eines Rohrs mit einem gebogenen Querschnitt und insbesondere eines Rohrs mit einem kreisförmigen Querschnitt, durch welchen eine Kontur einer konkaven bzw. nach innen gewölbten Oberfläche des herzustellenden Federelements 4 festgelegt wird. Der Kern 8 kann beispielsweise ein Metall oder ein anderes geeignetes Material umfassen. 3 shows a representation for explaining a part of the steps of the inventive method for producing a device for power supply, in particular a motor vehicle. The manufacturing method comprises providing a core, preferably formed as a profile element 8th , For example, a tube having a curved cross-section and in particular a tube having a circular cross section, through which a contour of a concave or inwardly curved surface of the spring element to be produced 4 is determined. The core 8th For example, it may comprise a metal or other suitable material.

Der Kern 8 bzw. die Mantelfläche des Kerns 8 wird mit einer Endlosfaser 6 bzw. einem Bündel aus Endlosfasern 6 umwickelt bzw. umflochten, wobei das Umwickeln bzw. Umflechten beispielsweise automatisch unter Verwendung einer Wickel- bzw. Flechtmaschine 7 erfolgt. Dabei werden vorzugsweise die Stirnflächen des Kerns 8 nicht mit der Endlosfaser 6 umwickelt bzw. umflochten, so dass diese nach dem Umwickeln bzw. Umflechten frei liegen.The core 8th or the lateral surface of the core 8th comes with an endless fiber 6 or a bundle of continuous fibers 6 wrapped or braided, for example, wherein the braiding or braiding, for example, automatically using a winding or braiding machine 7 he follows. In this case, preferably the end faces of the core 8th not with the endless fiber 6 wrapped or braided so that they are exposed after wrapping or braiding.

Die Endlosfaser 6 kann beispielsweise als Kohlenstofffaser, Glasfaser, Aramidfaser, Naturfaser oder Kunststofffaser ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform können die die Einzelfasern des Faserbündels 6 aus Fasern unterschiedlichen Materials gebildet sein.The endless fiber 6 may be formed for example as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, natural fiber or plastic fiber. According to one embodiment, the individual fibers of the fiber bundle 6 be formed of fibers of different material.

Durch geeignete Auswahl des Fasertyps, der Fasermengen pro Längeneinheit bzw. der Wickeldichte und der Ausrichtungen der einzelnen Wicklungen bzw. Geflechte der Endlosfaser 6 beim Umwickeln und/oder Umflechten, kann eine vorgegebene Festigkeit des Federelements 4 bzw. eine über die Länge des Federelements 4 vorgegebene variierende Festigkeit in Abhängigkeit von entsprechenden Anforderungen eingestellt werden.By appropriate selection of the type of fiber, the amount of fibers per unit length or the winding density and the orientations of the individual windings or braids of the continuous fiber 6 when wrapping and / or braiding, a predetermined strength of the spring element 4 or one over the length of the spring element 4 predetermined varying strength depending on the requirements to be set.

Weiterhin kann durch eine geeignete, an die Endlosfaser 8 angelegte Zugspannung während des Umwickelns bzw. Umflechtens erzielt werden, dass in dem fertiggestellten Federelement 4 Eigenspannungen vorliegen, durch welche das Feder-, Kriech- und Setzverhalten des Federelements 4 verbessert werden kann.Furthermore, by a suitable, to the continuous fiber 8th applied tension during the wrapping or be achieved that in the finished spring element 4 Internal stresses are present, by which the spring, creeping and setting behavior of the spring element 4 can be improved.

Die Endlosfaser 6 kann bereits vor dem Umwickeln bzw. Umflechten des Kernmaterials 8 mit einem Kunststoffmaterial, wie etwa einem flüssigen bzw. plastifizierten Duroplast oder einem flüssigen bzw. plastifizierten Thermoplast getränkt bzw. imprägniert werden, oder das flüssige bzw. plastifizierte Duroplast bzw. das flüssige bzw. plastifizierte Thermoplast kann nach dem Umwickeln bzw. Umflechten auf die Endlosfaser 6 und die Mantelfläche des Kerns 8 aufgebracht werden.The endless fiber 6 can already before wrapping or braiding the core material 8th impregnated with a plastic material, such as a liquid or plasticized thermoset or a liquid or plasticized thermoplastic, or the liquid or plasticized thermoset or the liquid or plasticized thermoplastic can after wrapping or braiding on the continuous fiber 6 and the lateral surface of the core 8th be applied.

Nachdem das Kunststoffmaterial, gegebenenfalls unter Zuführung von Wärme im Falle der Verwendung eines Duroplasts, ausgehärtet bzw. erstarrt ist, ist die Endlosfaser 6 in einer aus dem Kunststoffmaterial gebildeten Kunststoffmatrix eingebettet und an die Kunststoffmatrix gebunden, wodurch die Endlosfaser 6 räumlich fixiert wird.After the plastic material, optionally with the application of heat in the case of the use of a thermoset, hardened or solidified, is the continuous fiber 6 embedded in a plastic matrix formed from the plastic material and bonded to the plastic matrix, whereby the continuous fiber 6 is spatially fixed.

In diesem Zustand wird der Kern 8 entfernt, um ein faserverstärktes Kunststoffrohr zu erhalten, dessen Innenkontur durch die Oberfläche bzw. Mantelfläche des Kerns 8 bestimmt ist.In this state, the core becomes 8th removed to obtain a fiber-reinforced plastic tube whose inner contour through the surface or lateral surface of the core 8th is determined.

Anschließend wird das faserverstärkte Kunststoffrohr beispielsweise mittels eines ersten Schneidwerkzeugs 9 in einzelne Abschnitte unterteilt, die jeweils einer vorgegebenen Länge des herzustellenden Federelements 4 entsprechen. Die einzelnen Abschnitte des faserverstärkten Kunststoffrohrs werden dann mittels eines zweiten Schneidwerkzeugs 10 entlang einer Längsrichtung des jeweiligen Abschnitts des faserverstärkten Kunststoffrohrs durchtrennt, um zwei Federelemente 4 zu erhalten.Subsequently, the fiber-reinforced plastic pipe, for example, by means of a first cutting tool 9 divided into individual sections, each having a predetermined length of the spring element to be produced 4 correspond. The individual sections of the fiber reinforced plastic tube are then by means of a second cutting tool 10 cut along a longitudinal direction of the respective portion of the fiber reinforced plastic tube to two spring elements 4 to obtain.

In einem bereitgestellten Gehäuse 11 der Vorrichtung 1 werden ein Energiemodul 2, ein Kühlelement 3 und ein Federelement 4 derart angeordnet, dass durch das Federelement 4 eine Kraft auf eines ausgewählt aus dem Energiemodul 2 und dem Kühlelement 3 in Richtung des anderen ausgewählt aus dem Energiemodul 2 und dem Kühlelement 3 ausgeübt wird, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Energiemodul 2 und dem Kühlelement 3 herzustellen. Dabei kann die Anordnung des Federelements 4, des Energiemoduls 2 und des Kühlelements 3 innerhalb des Gehäuses 11 entsprechend den mit Bezug auf 1 beschriebenen Ausführungsformen der unterschiedlichen Anordnungen erfolgen.In a provided housing 11 the device 1 become an energy module 2 , a cooling element 3 and a spring element 4 arranged such that by the spring element 4 a force on one selected from the energy module 2 and the cooling element 3 in the direction of the other selected from the energy module 2 and the cooling element 3 is exercised to thermal contact between the power module 2 and the cooling element 3 manufacture. In this case, the arrangement of the spring element 4 , the energy module 2 and the cooling element 3 inside the case 11 according to with reference to 1 described embodiments of the different arrangements.

Claims

Contraption ( 1 ) for supplying energy, in particular a motor vehicle, comprising a housing ( 11 ), in which a power module ( 2 ), in particular a high-voltage module for a hybrid or electric vehicle, and a cooling element ( 3 ) for cooling the energy module ( 2 ), and a spring element ( 4 ) arranged to apply a force to a selected one of the energy module ( 2 ) and the cooling element ( 3 ) in the direction of the other selected from the energy module ( 2 ) and the cooling element ( 3 ) to cause thermal contact between the energy module ( 2 ) and the cooling element ( 3 ), wherein the spring element ( 4 ) a fiber-reinforced plastic, the one with fibers ( 5 ) comprises reinforced plastic matrix comprises.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein the spring element ( 4 ) is designed as a profile part with a curved cross-section.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the spring element ( 4 ) is designed as a profile part with a semicircular cross-section.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the spring element ( 4 ) is produced by a manufacturing process involving a winding process.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, in which individual ones of the fibers ( 5 ) obliquely or at least sectionwise perpendicular to a longitudinal direction of the spring element ( 4 ) are arranged.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the spring element ( 4 ) is supported on the housing.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, in which the fibers ( 5 ) are embedded in the plastic matrix such that through the fibers ( 5 ) an internal stress in the spring element ( 4 ) is produced.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the plastic matrix is a duroplastic Plastic matrix or a thermoplastic resin matrix comprises.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, in which the fibers ( 5 ) continuously from one end of the spring element ( 4 ) to another end of the spring element ( 4 ).

Method for producing a device ( 1 ) for supplying energy, in particular a motor vehicle, comprising providing a core ( 8th ), Wrapping or braiding the core ( 8th ) with a fiber ( 6 ), Soaking the fiber ( 6 ) with a plastic material, curing the plastic material, removing the core ( 8th ), to obtain a fiber-reinforced plastic pipe, and cutting the fiber-reinforced plastic pipe along a longitudinal direction of the fiber-reinforced plastic pipe to form a spring element (Fig. 4 ) comprising a fiber-reinforced plastic, one containing fibers ( 5 reinforced plastic matrix, providing a housing ( 11 ), Arranging the spring element ( 4 ), a cooling element ( 3 ) and an energy module ( 2 ), in particular a high-voltage power module for a hybrid or electric vehicle in such a way in the housing ( 11 ), that by the spring element ( 4 ) a force on one selected from the energy module ( 2 ) and the cooling element ( 3 ) in the direction of the other selected from the energy module ( 2 ) and the cooling element ( 3 ) is applied to a thermal contact between the energy module ( 2 ) and the cooling element ( 3 ).

Method for producing a device ( 1 ) according to claim 10, wherein the impregnation of the fiber ( 5 ) with the plastic material prior to wrapping or braiding the core ( 8th ) with the fiber ( 5 ) he follows.

Method for producing a device ( 1 ) according to claim 10, wherein the impregnation of the fiber ( 5 ) with the plastic material after wrapping or braiding the core ( 8th ) with the fiber ( 5 ) he follows.

Method for producing a device ( 1 ) according to any one of claims 10 to 12, wherein the wrapping or braiding of the core with the fiber ( 5 ) obliquely or at least sectionwise perpendicular to a longitudinal direction of the core ( 8th ) he follows.

Method for producing a device ( 1 ) according to one of claims 10 to 13, wherein the provision of the core ( 8th ) comprises providing a profile part with a curved cross-section.

Method for producing a device ( 1 ) according to one of claims 10 to 14, wherein the provision of the core ( 8th ) comprises providing a profile part with a circular cross-section.

Method for producing a device ( 1 ) according to one of claims 10 to 15, in which the spring element ( 4 ) is arranged such that it on the housing ( 11 ) is supported.

Method for producing a device ( 1 ) according to one of claims 10 to 16, in which the wrapping or braiding of the core ( 8th ) applying a predetermined tension to the fiber ( 6 ) he follows.

Method for producing a device ( 1 ) according to any one of claims 10 to 17, wherein the impregnation of the fiber ( 6 ) impregnating the fiber ( 6 ) with a liquid thermoplastic or a liquid thermoset.

Vehicle, in particular motor vehicle, preferably hybrid or electric vehicle, with a device according to one of claims 1 to 9.