DE102015100408A1 - Serpentinenförmiges kühlelement für batteriebaugruppe - Google Patents
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Abstract
Eine Traktionsbatteriebaugruppe enthält eine Batterieanordnung mit einer Vielzahl von gestapelten Zellen und einem serpentinenförmigen Wärmetauscher. Der Wärmetauscher definiert Durchgänge für darin hindurchfließendes Kühlmittel. Der Wärmetauscher ist mit den Zellen so verschachtelt, dass gegenüberliegende Seiten einer jeden Zelle in Kontakt mit dem Wärmetauscher stehen.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft Fluidtransportsysteme für Fahrzeugbatterie-Wärmemanagementsysteme.
- HINTERGRUND
- Fahrzeuge wie etwa batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs), Plug-In-Elektrofahrzeuge (PHEVs) oder Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) enthalten eine als Energiequelle für das Fahrzeug wirkende Batterie, wie etwa eine Hochspannungsbatterie. Batteriekapazität und Lebensdauer können sich abhängig von der Betriebstemperatur der Batterie verändern. Es ist allgemein wünschenswert, die Batterie innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu halten, während das Fahrzeug in Betrieb ist oder während das Fahrzeug lädt.
- Fahrzeuge mit Batterien können Kühlsysteme enthalten, um eine Temperatursteuerung für die Batterien bereitzustellen, um die Lebensdauer zu verlängern und die Leistung zu verbessern.
- KURZFASSUNG
- In einer Ausführungsform ist eine Traktionsbatteriebaugruppe, die eine Batterieanordnung und einen serpentinenförmigen Wärmetauscher aufweist, vorgesehen. Die Batterieanordnung enthält eine Vielzahl von gestapelten Zellen zum Antreiben eines Fahrzeugs. Der serpentinenförmige Wärmetauscher ist mit den Zellen so verschachtelt, dass gegenüberliegende Seiten einer jeden Zelle in Kontakt mit dem Wärmetauscher stehen. Der Wärmetauscher definiert Durchgänge für darin hindurchfließendes Kühlmittel, um die Temperatur der Batteriebaugruppe zu regulieren.
- In einer anderen Ausführungsform ist eine Traktionsbatteriebaugruppe, die eine Batterieanordnung aufweist, vorgesehen. Die Batterieanordnung enthält eine Vielzahl von Zellen, die in einer Reihe angeordnet sind, eine serpentinenförmige, mit den Zellen verschachtelte flexible Blase und Stirnplatten zum Zusammenpressen von Zellen und Blase. Die serpentinenförmige flexible Blase definiert mindestens einen internen Kühlmittelkanal. Ein Abstandselement ist vorgesehen, um zu verhindern, dass die zusammengepressten Zellen den mindestens einen internen Kühlmittelkanal in einer Umgebung des Abstandselement vollständig einbrechen.
- In noch einer anderen Ausführungsform ist eine Traktionsbatteriebaugruppe, die eine Batterieanordnung und einen Wärmetauscher aufweist, vorgesehen. Die Batterieanordnung enthält eine Vielzahl von Zellen. Der Wärmetauscher steht in Kontakt mit mindestens drei Seiten einer jeden Zelle in der Anordnung. Der Wärmetauscher weist eine Eintrittsöffnung, eine Austrittsöffnung und ein internes Leitungssystem auf, durch das ein Kühlmittel zirkuliert, um Wärme aus der Batterieanordnung abzuführen.
- Die obigen Aspekte dieser Offenbarung und andere Aspekte werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Batteriebaugruppe. -
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterieanordnung. -
3 ist eine perspektivische Ansicht eines aus einer Batterieanordnung entnommenen Wärmetauschers. -
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4, die einen Querschnitt der Batterieanordnung aus2 von oben zeigt. -
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterieanordnung. -
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6, die einen Querschnitt der Batterieanordnung aus5 von der Seite zeigt. -
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7, die einen Querschnitt der Batterieanordnung aus6 von oben zeigt. -
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterieanordnung. -
9 ist eine Querschnittsansicht der Batterieanordnung aus8 von oben. -
10 ist eine Querschnittsansicht eines Wärmetauschers von oben gemäß einer alternativen Ausführungsform. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung in verschiedener Art und Weise zu benutzen. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die anhand irgendeiner der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Es können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen verschiedene Kombinationen und Abwandlungen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, erwünscht sein.
- Bezug nehmend auf
1 wird eine Traktionsbatteriebaugruppe gezeigt. Elektrofahrzeuge können ein Energiesystem enthalten, das eine Traktionsbatteriebaugruppe10 mit Komponenten wie etwa eine oder mehrere Batteriezellenanordnungen12 , ein elektrisches Batteriesteuermodul (BECM – battery electrical control module) und eine Gleichstrom-zu-Gleichstrom(DC/DC)-Wandlereinheit aufweist. Die Batteriezellenanordnungen12 können Energie bereitstellen, um das Fahrzeug und seine Systeme zu betreiben. Jede Batteriezellenanordnung12 kann eine Vielzahl von Batteriezellen18 enthalten, die in Reihe oder parallel geschaltet sind. Die Batteriezellen18 , wie etwa prismatische Zellen, wandeln gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie um. Die Zellen18 können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) enthalten. Durch ein Elektrolyt können sich Ionen während der Entladung zwischen Anode und Kathode bewegen, und dann während der Aufladung zurückkehren. Durch Pole kann Strom aus der Zelle fließen zum Gebrauch durch das Fahrzeug. Die Pole einer jeden Batteriezelle können auf einander benachbarte, gegenüberliegende Pole (positiv und negativ) ausgerichtet sein, um bei Positionierung in einer Anordnung eine Reihenschaltung zwischen den Batteriezellen zu vereinfachen. - Die Batteriebaugruppe kann ein Wärmemanagementsystem enthalten, um die Temperatur der Batterieanordnung zu steuern. Das Wärmemanagement der Batterieanordnung kann durch verschiedene Systeme wie etwa luft- oder flüssigkeitsgekühlte Systeme realisiert werden. Ein flüssigkeitsgekühltes System kann ein oder mehrere Rohre oder Durchgänge enthalten, die innerhalb eines Wärmetauschers angeordnet sind, um unerwünschte Wärme von der Batterieanordnung abzuführen.
-
2 stellt eine Batterieanordnung12 dar, die drei Zellen18 in einer gestapelten Konfiguration und einen Wärmetauscher oder eine Blase20 , die zwischen den Zellen18 verschachtelt sind, aufweist. Die dreizellige Ausführungsform dient nur dem Zweck der Veranschaulichung, bei einer tatsächlichen Anwendung kann die Anzahl der Zellen in der Anordnung größer sein. Die Zellen18 und der Wärmetauscher20 werden durch ein Paar Stirnplatten22 und Halter24 aneinander gesichert. Halter24 und Stirnplatten22 sichern die Zellen18 und den Wärmetauscher20 auch an der Batteriebaugruppe10 . Die Stirnplatten22 grenzen an einen Seitenabschnitt26 der ersten und letzten Zelle28 ,30 und verhindern, dass die Zellen18 sich vorwärts oder rückwärts bewegen. Vier Halter24 (nur einer wird gezeigt), die an den vier äußeren Rändern32 einer jeden Zelle18 angeordnet sind, sichern die Zellen18 in lateraler und vertikaler Richtung. Die Stirnplatten22 und Halter24 werden mit Verbindungselementen34 aneinander gesichert. Zum Beispiel können vier Schrauben in jeder Ecke der Stirnplatten22 die Stirnplatten22 und Halter24 zusammen verbinden. Die Stirnplatten22 , Halter24 und Verbindungselemente34 können zusammenwirken, um den Zellen18 ein Zusammenpressen bereitzustellen. - Der Wärmetauscher
20 ist serpentinenförmig in seiner Form und umläuft alternierende Stirnabschnitte36 einer jeden Zelle18 derart, dass die Seitenabschnitte26 einer jeden Zelle18 in Kontakt mit dem Wärmetauscher20 stehen. Der Wärmetauscher weist Plattenabschnitte42 auf, die entlang der Seitenabschnitte26 angeordnet sind, und gebogene Abschnitte40 , die an den Stirnabschnitten36 angeordnet sind. Die serpentinenförmige Form erweitert den Flächenbereich zwischen Wärmetauscher20 und Zellen18 , um die Wärmeableitungsleistung im Vergleich zu anderen Lösungen zu erweitern. - Bezug nehmend auf
3 wird ein Wärmetauscher oder eine Blase20 gezeigt, der/die aus der Batterieanordnung genommen ist. Der Wärmetauscher20 ist aus dünnen flexiblen Membranen38 gebildet. Die Dicke der Membranen liegt zwischen 0,1 bis 1,0 Millimeter (mm). Das Material der Membranen38 kann aus einem beliebigen flexiblen Material wie etwa Gummi, Nylon oder Kunststoff hergestellt sein. Bei bestimmten Anwendungen kann es vorteilhaft sein, wenn das Material ein thermisch verbessertes Material ist. Der Wärmetauscher20 ist flexibel, weshalb er sich um die Zellen18 herum biegen kann (nicht gezeigt). Die Membranen38 definieren interne Durchgänge zum Führen eines Kühlmittelmediums. Kühlmittel wird im Kreislauf durch die Durchgänge durch die Eintrittsöffnung50 und Austrittsöffnung52 geführt. Die gebogenen Abschnitte40 sind mit den Plattenabschnitten42 zusammenhängend ausgebildet, wodurch eine durchgehende Struktur gebildet wird, die keine Gelenke aufweist. Dieses Fehlen von Gelenken reduziert Leckagen- und Strömungswiderstandsprobleme. Dadurch werden auch keine Dichtungen oder andere zusätzliche Teile benötigt. Der Wärmetauscher20 ist dehnbar. Das Kühlmittelmedium übt im Betrieb Druck auf den Wärmetauscher20 aus und bläht den Wärmetauscher20 auf, um die Lücke zwischen benachbarten Zellen zu füllen. Die Lücke zwischen benachbarten Zellen beträgt typischerweise weniger als 2,0 mm. Ein dehnbarer Wärmetauscher20 reduziert Stapelprobleme und stellt einen besseren Kontakt mit den Zellen18 bereit als ein starrer Wärmetauscher. - Bezug nehmend auf
4 wird eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der in2 gezeigten Batterieanordnung12 dargestellt. Der Wärmetauscher20 enthält eine erste Membran44 und eine zweite Membran46 . Die erste und die zweite Membran44 ,46 sind entlang aller Ränder verbunden und definieren mindestens einen Durchgang oder Kanal48 zwischen den Membranen. Die erste Membran44 und die zweite Membran46 sind nur an den Rändern verbunden, um einen einzigen Durchgang48 zu bilden, der einer Tasche ähnelt. Alternativ können die Membranen an den Rändern und innen verbunden sein, um eine Vielzahl von parallelen Durchgängen zu bilden. Die erste und die zweite Membran44 ,46 können verbunden werden, indem zusätzliche Membranen zwischen die erste und zweite Membran44 ,46 eingebunden werden. Alternativ können die erste und die zweite Membran44 ,46 entlang einer Naht zusammengeschweißt sein. Der Durchgang48 steht in Fluidverbindung mit der Eintrittsöffnung50 und der Austrittsöffnung52 . Kühlmittel wird im Betrieb im Kreislauf zwischen Eintritts- und Austrittsöffnung50 ,52 durch den Durchgang48 geführt. Die Durchgänge48 können zusammenhängend entlang der Länge des Wärmetauschers20 von der Eintrittsöffnung50 zur Austrittsöffnung52 verlaufen. Alternativ können die Durchgänge48 entlang der Breite des Wärmetauschers20 verlaufen. - Bezug nehmend auf
5 ,6 , und7 wird eine Batterieanordnung12 einer alternativen Ausführungsform gezeigt. Die Batterieanordnung12 umfasst eine Vielzahl von Zellen18 , die in einer Reihe angeordnet sind. Die Zellen18 werden durch eine Stirnplatteneinrichtung22 gesichert. Ein serpentinenförmiger Wärmetauscher20 umläuft die Zellen18 , um unerwünschte Wärme von den Zellen abzuführen. Der Wärmetauscher20 hat einen Hauptkörper54 mit einem unteren Abschnitt56 und einem oberen Abschnitt58 . Ein Eintrittsverteiler60 ist entlang dem Hauptkörper54 am unteren Abschnitt56 angeordnet. Der Eintrittsverteiler60 enthält vier Wände62a –62d , die miteinander verbunden sind, um eine Kammer64 zu definieren. Der Eintrittsverteiler60 weist eine Eintrittsöffnung50 in der Wand62(c) zum Empfangen von Kühlmittel im Verteiler auf. - Ein Austrittsverteiler
70 ist entlang dem Hauptkörper54 am oberen Abschnitt58 angeordnet. Der Austrittsverteiler70 enthält vier Wände72a –72d , die miteinander verbunden sind, um eine Kammer74 zu bilden. Der Austrittsverteiler70 steht in Fluidverbindung mit dem Hauptkörper54 . Der Austrittsverteiler70 weist eine Austrittsöffnung52 in der Wand72(c) zum Empfangen von Kühlmittel im Verteiler auf. - Eine Vielzahl von parallelen Kanälen
48 werden durch den Hauptkörper54 definiert. Die Kanäle48 verbinden Eintritts- und Austrittsverteiler60 ,70 in Fluidverbindung. Die Löcher66 verbinden die Kanäle48 und die Eintrittsverteiler60 in Fluidverbindung. Die Löcher76 verbinden die Kanäle48 und die Austrittsverteiler70 in Fluidverbindung. - Im Betrieb wird Kühlmittel durch die Eintrittsöffnung
50 in den Eintrittsverteiler60 gepumpt und sammelt sich in der Kammer64 des Eintrittsverteilers60 an. Kühlmittel fließt bei ansteigendem Druck im Eintrittsverteiler60 vom Eintrittsverteiler60 in die internen Kanäle48 . Kühlmittel fließt dann bei weiter gesteigertem Druck von den internen Kanälen48 in den Austrittsverteiler70 . Das Kühlmittel fließt dann entlang der Kammer74 des Austrittsverteilers70 und verlässt den Wärmetauscher20 durch die Austrittsöffnung52 . Während das Kühlmittel zwischen der Eintritts- und der Austrittsöffnung50 ,52 zirkuliert, wird unerwünschte Wärme von der Batterieanordnung12 abgeführt. Die Verteilerausführungsform stellt ein niedrigeres und gleichmäßigeres Temperaturdifferential (Delta T) unter den Zellen in der Anordnung bereit, denn das Kühlmittel fließt nur über eine Breite des Wärmetauschers und nicht entlang der gesamten Länge des Wärmetauschers. Mit dem niedrigeren Delta T kann für eine gleichmäßigere Temperatur über die ganze Anordnung hinweg gesorgt werden. Es kann ebenso für ein effizienteres Wärmemanagement sorgen. - Bezug nehmend auf
8 wird eine Batterieanordnung12 einer alternativen Ausführungsform gezeigt. Wie oben beschrieben können die Batteriezellen18 durch Pressen gepackt sein. Die Druckkräfte können ausreichen, um den Wärmetauscher20 einzubrechen und die internen Durchgänge oder Kanäle48 zu blockieren. Ein Abstandshalter80 verhindert das Einbrechen von zumindest einigen der Durchgänge48 . Der serpentinenförmige Wärmetauscher20 weist eine Vielzahl von Plattenabschnitten42 auf, die zwischen den Seitenabschnitten26 der Zellen18 angeordnet sind. Die Plattenabschnitte42 enthalten ein Abstandselement80 , um zu verhindern, dass die benachbarten Zellen18 die Plattenabschnitte42 einbrechen. Die Plattenabschnitte42 haben einen Durchbruchsabschnitt84 , um darin das Abstandselement80 aufzunehmen. Das Abstandselement80 steht in direktem Kontakt mit entsprechenden Zellen18 und verhindert, dass die Durchgänge48 in einer Umgebung des Abstandselements80 einbrechen. Das Abstandselement80 könnte ein starrer Abstandshalter oder könnte ein flexibler Abstandshalter sein. - Bezug nehmend auf
9 wird eine Querschnittsansicht der Batterieanordnung von oben gezeigt. Ein Abstandselement98 ist zwischen einem Paar benachbarter Zellen18 angeordnet und verhindert das Einbrechen des Wärmetauschers20 . Das Abstandselement98 weist eine Vielzahl von Zungen86 auf, die mit der ersten Wand88 und der zweiten Wand90 zusammenwirken, um das Abstandselement an seinem Platz festzuhalten. Zum Beispiel kann der Wärmetauscher Nuten (nicht gezeigt) zum Aufnehmen der Zungen86 aufweisen. Alternativ können die Nuten weggelassen werden, und die erste und zweite Wand88 ,90 sind direkt an den Zungen86 angebracht. In dieser Alternative dichten die Zungen86 die Durchgänge48 am Durchbruchsabschnitt84 ab. -
10 ist eine Querschnittsansicht des Wärmetauschers20 von oben, die ein internes Abstandselement zeigt, das sich innerhalb der Durchgänge befindet. Der Wärmetauscher20 weist eine erste Wand94 und eine zweite Wand96 auf, die einen Durchgang48 definieren. Die erste Wand94 weist eine Vielzahl von Vorsprüngen92 auf und die zweite Wand96 ist glatt. Die Vorsprünge92 erstrecken sich von der ersten Wand94 nach innen in den Durchgang48 . Die Vorsprünge92 greifen in die zweite Wand96 , um ein vollständiges Einbrechen des Durchgangs48 zu verhindern, wenn dieser unter Druck steht. Die Pumpe (nicht gezeigt) kann den Wärmetauscher20 ausreichend mit Flüssigkeitsdruck versorgen, um im Betrieb den Durchgang48 vollständig zu öffnen. - Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle von den Ansprüchen umfassten möglichen Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibende und nicht einschränkende Worte, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von der Grundidee und dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie oben beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl möglicherweise verschiedene Ausführungsformen als Vorteile bietend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften bevorzugt beschrieben wurden, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der speziellen Anwendung und Implementierung abhängen. Zu diesen Attributen können unter anderem Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Wartungsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. gehören. Insofern liegen Ausführungsformen, die als bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben wurden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Claims (19)
- Traktionsbatteriebaugruppe, die umfasst: eine Batterieanordnung, die eine Vielzahl von gestapelten Zellen aufweist; und einen serpentinenförmigen Wärmetauscher, der Durchgänge für darin hindurchfließendes Kühlmittel definiert und mit den Zellen so verschachtelt ist, dass gegenüberliegende Seiten einer jeden Zelle in Kontakt mit dem Wärmetauscher stehen.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher alternierende Stirnabschnitte der Zellen umhüllt.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 1, die weiter eine Stirnplatteneinrichtung umfasst, die konfiguriert ist, Zellen und Wärmetauscher zusammenzudrücken.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 3, wobei der Wärmetauscher zusammendrückbar ist.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 4, wobei der Wärmetauscher ein Abstandselement enthält, das konfiguriert ist, ein vollständiges Einbrechen mindestens einiger der Durchgänge zu verhindern.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 5, wobei das Abstandselement innerhalb eines der Durchgänge angeordnet ist.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 4, wobei der Wärmetauscher einen Plattenabschnitt aufweist, der einen starren Abstandshalter enthält, der konfiguriert ist, ein vollständiges Einbrechen der Durchgänge in einer Umgebung des Abstandshalters zu verhindern.
- Traktionsbatteriebaugruppe, die umfasst: eine Batterieanordnung, die eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Zellen, eine serpentinenförmige flexible Blase, die mit den Zellen verschachtelt ist und mindestens einen internen Kühlmittelkanal definiert, und Stirnplatten, die konfiguriert sind, die Zellen und Blase zusammenzudrücken, enthält, wobei die Blase ein Abstandselement enthält, das konfiguriert ist, zu verhindern, dass die zusammengepressten Zellen den mindestens einen internen Kühlmittelkanal in einer Umgebung des Abstandselements vollständig einbrechen.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 8, wobei die Blase weiter eine erste Membran und eine zweite Membran umfasst, die miteinander verbunden sind, um den mindestens einen internen Kühlmittelkanal zu definieren.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 8, wobei die Blase alternierende Stirnabschnitte der Zellen umhüllt.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 8, wobei das Abstandselement innerhalb des mindestens einen internen Kühlmittelkanals angeordnet ist.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 8, wobei die Blase weiter eine Vielzahl von Platten enthält, die zwischen benachbarten Paaren von Zellen angeordnet sind.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 12, wobei mindestens eine der Platten einen Aussparungsabschnitt definiert, der konfiguriert ist, das Abstandselement aufzunehmen.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 8, wobei das Abstandselement starr ist.
- Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 9, wobei die erste und zweite Membran jeweils eine Wanddicke von weniger als 0,60 Millimeter aufweisen.
- Traktionsbatteriebaugruppe, die umfasst: eine Batterieanordnung, die eine Vielzahl von Zellen aufweist; und einen Wärmetauscher, der mit mindestens drei Seiten einer jeden Zelle in der Anordnung in Kontakt steht, wobei der Wärmetauscher eine Eintrittsöffnung, eine Austrittsöffnung und ein internes Leitungssystem, durch das ein Kühlmittel zirkuliert, um Wärme aus der Batterieanordnung abzuführen, aufweist.
- Batteriebaugruppe nach Anspruch 16, wobei der Wärmetauscher eine serpentinenförmige, mit den Zellen verschachtelte Membran umfasst.
- Batteriebaugruppe nach Anspruch 16, wobei der Wärmetauscher einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt aufweist und wobei sich die Eintrittsöffnung auf dem unteren Abschnitt befindet und sich die Austrittsöffnung auf dem oberen Abschnitt befindet.
- Batteriebaugruppe nach Anspruch 18, wobei der Wärmetauscher weiter einen Eintrittsverteiler umfasst, der sich entlang des unteren Abschnitts erstreckt und einen Austrittsverteiler, der sich entlang des oberen Abschnitts erstreckt, wobei der Eintritts- und Austrittsverteiler in Fluidverbindung mit dem internen Leitungssystem stehen, um das Kühlmittel zu zirkulieren.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017218250A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Batteriezelle eines Batteriemoduls |
EP3503247A1 (de) * | 2017-12-19 | 2019-06-26 | Custom Cells Itzehoe GmbH | Batteriekühlsystem und batteriemodul mit einem von kühlmedium durchströmten mäandrierenden wärmetauscher |
DE102019128143A1 (de) * | 2019-10-18 | 2021-04-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Temperier- und Abstützeinrichtung für ein Batteriemodul, Batteriemodul sowie Batterie |
DE102022208541A1 (de) | 2022-08-17 | 2024-02-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Batteriezellanordnung in einem Strukturelement für Batteriezellen eines Kraftfahrzeuges, Verfahren zur Herstellung einer solchen Batteriezellanordnung sowie Strukturelement |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3007895B1 (fr) * | 2013-06-27 | 2015-06-19 | Valeo Systemes Thermiques | Bande de cellules electrochimiques pour realiser un module de batterie pour vehicule electrique ou hybride, et procede de realisation d'un tel module |
KR102321512B1 (ko) * | 2014-09-11 | 2021-11-04 | 현대모비스 주식회사 | 수냉식 배터리모듈 및 이를 이용한 수냉식 배터리 냉각장치 |
CN105280982A (zh) * | 2015-09-16 | 2016-01-27 | 广州橙行智动汽车科技有限公司 | 一种动力电池冷却结构和动力电池热管理系统 |
US10727552B2 (en) * | 2015-11-04 | 2020-07-28 | Ford Global Technologies, Llc | Heat exchanger plate for electrified vehicle battery packs |
US10403943B2 (en) * | 2016-09-07 | 2019-09-03 | Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited | Battery system |
US10224525B2 (en) * | 2016-12-19 | 2019-03-05 | Ford Global Technologies, Llc | Battery support assembly and method with a diverging flow path |
WO2018150279A1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | Tesla, Inc. | Energy storage pack |
US11135910B2 (en) * | 2017-06-25 | 2021-10-05 | Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg | Electric kart and battery |
DE102017218248A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Batteriezellen-Modul, Sekundär-Batterie und Kraftfahrzeug |
CN108336273B (zh) * | 2018-04-10 | 2023-10-13 | 苏州鸿钜金属制品有限公司 | 一种车用动力电池组 |
JP6927169B2 (ja) * | 2018-08-06 | 2021-08-25 | 株式会社デンソー | 組電池 |
US11870047B2 (en) | 2020-11-16 | 2024-01-09 | Ford Global Technologies, Llc | Traction battery thermal management |
CN112768805A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-07 | 倍登新能源科技(苏州)有限公司 | 一体式液冷电池箱 |
CN113161676B (zh) * | 2021-04-26 | 2022-06-28 | 恩拓必(临沂)能源发展有限责任公司 | 一种新能源汽车用电池散热系统及其方法 |
US11799162B2 (en) * | 2021-08-18 | 2023-10-24 | Rolls-Royce Singapore Pte. Ltd. | Light weight thermal runaway and explosion resistant aerospace battery |
CN116435699A (zh) * | 2022-01-04 | 2023-07-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池及用电装置 |
WO2023155625A1 (zh) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池和用电装置 |
CN218788414U (zh) * | 2022-10-20 | 2023-04-04 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 电池模组及电池包 |
DE102022133471A1 (de) | 2022-12-15 | 2024-06-20 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kfz-Traktionsbatterie |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1479127B1 (de) | 2002-02-19 | 2006-07-26 | 3M Innovative Properties Company | Vorrichtung und verfahren zur temperaturkontrolle bei elektrochemischen zellen mit hoher energiedichte |
DE102004005393A1 (de) * | 2004-02-04 | 2005-08-25 | Daimlerchrysler Ag | Elektrochemischer Energiespeicher |
US8263250B2 (en) * | 2007-06-18 | 2012-09-11 | Tesla Motors, Inc. | Liquid cooling manifold with multi-function thermal interface |
JP4508221B2 (ja) | 2007-08-27 | 2010-07-21 | 豊田合成株式会社 | 組電池装置 |
US8845762B2 (en) | 2008-04-09 | 2014-09-30 | GM Global Technology Operations LLC | Batteries and components thereof and methods of making and assembling the same |
US9759495B2 (en) * | 2008-06-30 | 2017-09-12 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell assembly having heat exchanger with serpentine flow path |
DE102009052508A1 (de) | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Carl Freudenberg Kg | Mechanisch flexibles und poröses Ausgleichselement zur Temperierung elektrochemischer Zellen |
US9780421B2 (en) * | 2010-02-02 | 2017-10-03 | Dana Canada Corporation | Conformal heat exchanger for battery cell stack |
US9065158B2 (en) * | 2010-05-28 | 2015-06-23 | GM Global Technology Operations LLC | Corrugated fin and frame assembly for battery cooling |
DE102010021922A1 (de) | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Li-Tec Battery Gmbh | Kühlelement und Verfahren zum Herstellen desselben; elektrochemische Energiespeichervorrichtung mit Kühlelement |
WO2012029270A1 (ja) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
JP6080307B2 (ja) * | 2010-10-04 | 2017-02-15 | デーナ、カナダ、コーパレイシャン | 電池のための共形流体冷却熱交換器 |
US8852780B2 (en) * | 2011-03-22 | 2014-10-07 | Enerdel, Inc. | Battery pack support with thermal control |
US9050898B2 (en) * | 2011-10-19 | 2015-06-09 | GM Global Technology Operations LLC | Wave fin battery module |
JP3195255U (ja) * | 2011-12-30 | 2015-01-15 | グラフテック インターナショナル ホールディングス インコーポレーテッドGrafTech International Holdings Inc. | 熱交換アセンブリ |
US8616639B2 (en) * | 2012-01-12 | 2013-12-31 | Joseph J. Britz, Jr. | Multi-swing chair apparatus |
-
2014
- 2014-01-16 US US14/156,871 patent/US9806381B2/en active Active
- 2014-12-29 CN CN201410838303.0A patent/CN104795607B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-01-13 DE DE102015100408.9A patent/DE102015100408A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017218250A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Batteriezelle eines Batteriemoduls |
EP3503247A1 (de) * | 2017-12-19 | 2019-06-26 | Custom Cells Itzehoe GmbH | Batteriekühlsystem und batteriemodul mit einem von kühlmedium durchströmten mäandrierenden wärmetauscher |
DE102019128143A1 (de) * | 2019-10-18 | 2021-04-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Temperier- und Abstützeinrichtung für ein Batteriemodul, Batteriemodul sowie Batterie |
DE102022208541A1 (de) | 2022-08-17 | 2024-02-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Batteriezellanordnung in einem Strukturelement für Batteriezellen eines Kraftfahrzeuges, Verfahren zur Herstellung einer solchen Batteriezellanordnung sowie Strukturelement |
Also Published As
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