DE102015106948A1

DE102015106948A1 - vehicle component

Info

Publication number: DE102015106948A1
Application number: DE102015106948.2A
Authority: DE
Inventors: Dennis Berger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkomponente (1) für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug (100) zur Kühlung einer Traktionsbatterie (101) und ein Fahrzeug (100) mit einer solchen Fahrzeugkomponente (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Fahrzeugkomponente (1). Die Traktionsbatterie (101) weist wenigstens ein Batteriemodul (102) mit wenigstens einer Batteriezelle (103) auf. Die Fahrzeugkomponente (1) umfasst eine Kühleinrichtung (2) mit einem von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanal (3). Dabei umfasst die Kühleinrichtung (2) wenigstens ein Wärmerohr (8) zur Übertragung latenter Wärme zwischen dem Batteriemodul (102) und dem Kühlkanal (3), welches an einen Kühlkörper (5) des Batteriemoduls (102) wärmeleitend angebunden ist.The present invention relates to a vehicle component (1) for an at least partially electrically operated vehicle (100) for cooling a traction battery (101) and a vehicle (100) having such a vehicle component (1), and to a method for operating such a vehicle component (1). , The traction battery (101) has at least one battery module (102) with at least one battery cell (103). The vehicle component (1) comprises a cooling device (2) with a cooling channel (3) through which a cooling medium can flow. In this case, the cooling device (2) comprises at least one heat pipe (8) for transmitting latent heat between the battery module (102) and the cooling channel (3), which is connected to a heat sink (5) of the battery module (102) thermally conductive.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkomponente für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug zur Kühlung einer Traktionsbatterie und ein Fahrzeug mit einer solchen Fahrzeugkomponente sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Fahrzeugkomponente. The present invention relates to a vehicle component for an at least partially electrically operated vehicle for cooling a traction battery and a vehicle having such a vehicle component and to a method for operating such a vehicle component.

Es sind verschiedene Fahrzeugkomponenten im Stand der Technik bekannt geworden, die eine Kühlung von Traktionsbatterien für Elektrofahrzeuge ermöglichen. Various vehicle components have become known in the art which enable cooling of traction batteries for electric vehicles.

So zeigt die DE 10 2012 219 057 A1 eine Traktionsbatterie mit mehreren Batteriemodulen, welche entlang eines Längsträgers angeordnet sind. Dabei verlaufen innerhalb des Längsträgers Kühlkanäle, sodass über die Außenwandungen des Längsträgers die daran anliegenden Module gekühlt werden können. Um ein ausreichendes Anliegen der Kühlkanäle an den Innenflächen der Längsträger zu gewährleisten, werden die Kühlkanäle durch eine Spreizvorrichtung auseinander und gegen die Innenseite des Längsträgers gedrückt. That's how it shows DE 10 2012 219 057 A1 a traction battery with a plurality of battery modules, which are arranged along a longitudinal carrier. In this case, run inside the longitudinal beam cooling channels, so that over the outer walls of the longitudinal member, the modules adjacent thereto can be cooled. In order to ensure a sufficient concern of the cooling channels on the inner surfaces of the longitudinal members, the cooling channels are pressed apart by a spreading device and against the inside of the longitudinal member.

Problematisch ist allerdings, dass bei einer solchen Anordnung nur eine sehr begrenzte Kontaktfläche zwischen den Modulen und den Kühlkanälen zur Verfügung steht, über welche ein Wärmeübergang auf das Kühlmittel stattfindet. Daher sind Kühlvorrichtungen für Traktionsbatterien bekannt geworden, bei denen die Kühlkanäle auch unterhalb der Batteriemodule entlang geführt werden. Beispielsweise zeigt die DE 10 2011 107 007 A1 eine Traktionsbatterie mit mehreren, von Kühlkanälen durchzogenen Kühlplatten, auf denen die Module angeordnet sind. Zudem sind Kühlungen für Traktionsbatterien bekannt geworden, bei denen die Kühlkanäle beispielsweise um die Batteriemodule herum oder auch oberhalb der Batteriemodule verlaufen. The problem, however, is that with such an arrangement, only a very limited contact area between the modules and the cooling channels is available, via which a heat transfer takes place on the coolant. Therefore, cooling devices for traction batteries have become known in which the cooling channels are also performed below the battery modules along. For example, the shows DE 10 2011 107 007 A1 a traction battery with multiple, traversed by cooling channels cooling plates on which the modules are arranged. In addition, cooling systems for traction batteries have become known in which the cooling channels extend, for example, around the battery modules or else above the battery modules.

Nachteilig an solchen Kühlsystemen ist jedoch, dass aufgrund der zahlreichen Kühlkanäle sehr viel Bauraum benötigt wird. Insbesondere ist die Verwendung von Kühlplatten unterhalb der Module bei Unterbodenbatterien problematisch, da diese zwischen dem Fußboden des Innenraums und der Bodenplatte des Fahrzeugs angeordnet werden und somit besonders niedrig aufgebaut sein müssen. A disadvantage of such cooling systems, however, is that due to the numerous cooling channels very much space is needed. In particular, the use of cooling plates below the modules in underbody batteries is problematic, since they are arranged between the floor of the interior and the bottom plate of the vehicle and thus must be constructed very low.

Dem gegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugkomponente für ein wenigstens teilweise betriebenes Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, womit eine verbesserte und insbesondere eine möglichst wenig Bauraum verbrauchende Kühlung einer Traktionsbatterie ermöglicht wird. In contrast, it is the object of the present invention to provide a vehicle component for an at least partially operated vehicle, whereby an improved and in particular the least possible space consuming cooling of a traction battery is made possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugkomponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele. This object is achieved by a vehicle component having the features of claim 1 and by a vehicle having the features of claim 13 and by a method having the features of claim 14. Preferred developments are the subject matter of the subclaims. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the general description and the description of the embodiments.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugkomponente ist für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug und insbesondere für ein Elektrofahrzeug und/oder ein Hybridfahrzeug vorgesehen. Die Fahrzeugkomponente dient zur Kühlung einer Traktionsbatterie mit wenigstens einem Batteriemodul mit wenigstens einer Batteriezelle. Die Fahrzeugkomponente umfasst wenigstens eine Kühleinrichtung mit wenigstens einem Kühlkanal, welcher von wenigstens einem Kühlmedium durchströmbar ist. Dabei umfasst die Kühleinrichtung wenigstens ein Wärmerohr zur Übertragung latenter Wärme zwischen dem Batteriemodul und dem Kühlkanal. Dabei ist das Wärmerohr wenigstens abschnittsweise an wenigstens einen Kühlkörper des Batteriemoduls wärmeleitend angebunden. The vehicle component according to the invention is provided for an at least partially electrically operated vehicle and in particular for an electric vehicle and / or a hybrid vehicle. The vehicle component is used to cool a traction battery with at least one battery module with at least one battery cell. The vehicle component comprises at least one cooling device with at least one cooling channel, which can be traversed by at least one cooling medium. In this case, the cooling device comprises at least one heat pipe for transmitting latent heat between the battery module and the cooling channel. In this case, the heat pipe is at least partially connected to at least one heat sink of the battery module thermally conductive.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugkomponente hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass die Wärme zwischen Kühlkörper und Kühlkanal mittels wenigstens eines Wärmerohrs erfolgt. Dadurch kann die Fahrzeugkomponente erheblich kompakter ausgestaltet werden, sodass auch die Traktionsbatterie wesentlich weniger Bauraum benötigt. Durch die Anbindung des Batteriemoduls an den Kühlkanal mittels des Wärmerohrs ist es nicht mehr notwendig, den Kühlkanal direkt an den Modul vorbeizuführen. Besonders vorteilhaft ist, dass dadurch auf Kühlplatten unterhalb des Moduls verzichtet werden kann, wodurch niedrig aufgebaute Traktionsbatterien verwirklicht werden können. Zudem haben Wärmerohre den Vorteil, dass aufgrund ihrer besonders hohen Wärmestromdichte der Wärmetransport über entsprechende Entfernungen erfolgen kann. So sind insbesondere keine weitverzweigten Kühlkanäle mehr erforderlich, da die Abwärme beispielsweise auch auf einige wenige und insbesondere zentral angeordnete Kühlkanäle erfolgen kann, auch wenn diese nicht unmittelbar an die Module grenzen. Ein weiterer Vorteil ist auch, dass das Wärmerohr an den Kühlkörper angebunden ist, da eine Wärmeabfuhr hier besonders effizient ist. The vehicle component according to the invention has many advantages. A significant advantage is that the heat between the heat sink and the cooling channel by means of at least one heat pipe. As a result, the vehicle component can be made considerably more compact, so that the traction battery also requires much less space. By connecting the battery module to the cooling channel by means of the heat pipe, it is no longer necessary to pass the cooling channel directly to the module. It is particularly advantageous that can be dispensed with cooling plates below the module, whereby low-built traction batteries can be realized. In addition, heat pipes have the advantage that due to their particularly high heat flux density, the heat transfer can take place over appropriate distances. In particular, no more widely branched cooling channels are required because the waste heat can be done for example on a few and especially centrally arranged cooling channels, even if they are not directly adjacent to the modules. Another advantage is also that the heat pipe is connected to the heat sink, since a heat dissipation is particularly efficient here.

Das Wärmerohr umfasst insbesondere wenigstens ein gasdicht geschlossenes Volumen und wenigstens ein darin aufgenommenes Arbeitsmedium. Das Arbeitsmedium ist insbesondere ein Fluid. Möglich ist aber auch ein Feststoff. Insbesondere erfolgt wenigstens ein Phasenwechsel bei der Wärmeübertragung. Besonders bevorzugt ist die latente Wärme in Gestalt von Verdampfungswärme übertragbar. Die latente Wärme kann auch in Gestalt von Kondensationswärme und/oder Schmelzwärme und/oder Kristallisationswärme und/oder Sublimationswärme übertragbar sein. The heat pipe comprises in particular at least one gas-tight closed volume and at least one working medium received therein. The working medium is in particular a fluid. But it is also possible a solid. In particular, at least one phase change takes place during the heat transfer. Particularly preferred is the latent heat transferable in the form of heat of vaporization. The latent heat may also be transferable in the form of condensation heat and / or heat of fusion and / or heat of crystallization and / or sublimation heat.

Der Kühlkanal ist vorzugsweise als wenigstens eine Rohrleitung ausgebildet. Möglich ist aber auch, dass der Kühlkanal einen wenigstens teilweise offenen Umfang aufweist. Beispielsweise kann der Kühlkanal u-förmig ausgebildet sein. Ein solcher Kühlkanal kann beispielsweise zur Führung eines zur Kühlung vorgesehenen Luftstroms vorgesehen sein. Dabei ist wenigstens ein Ende des Wärmerohrs im Luftstrom angeordnet. Das Kühlmedium ist insbesondere ein Fluid und vorzugsweise eine Flüssigkeit. Die Kühleinrichtung kann wenigstens eine Pumpeneinrichtung und/oder wenigstens einen Wärmetauscher zur Kühlung des Kühlmediums umfassen. Das Kühlmittel kann auch gasförmig und beispielsweise Umgebungsluft sein. Möglich ist auch, dass weitere Komponenten über wenigstens ein Wärmerohr an den Kühlkanal angebunden sind. The cooling channel is preferably designed as at least one pipeline. But it is also possible that the cooling channel has an at least partially open circumference. For example, the cooling channel may be U-shaped. Such a cooling channel can be provided, for example, for guiding an air flow intended for cooling. In this case, at least one end of the heat pipe is arranged in the air flow. The cooling medium is in particular a fluid and preferably a liquid. The cooling device may comprise at least one pump device and / or at least one heat exchanger for cooling the cooling medium. The coolant may also be gaseous and, for example, ambient air. It is also possible that further components are connected via at least one heat pipe to the cooling channel.

Beispielsweise kann der Kühlkörper einer Leistungselektronik und/oder eines Ladegerätes der Traktionsbatterie mittels eines Wärmerohrs an den Kühlkanal angebunden sein. For example, the heat sink of a power electronics and / or a charger of the traction battery can be connected by means of a heat pipe to the cooling channel.

Insbesondere ist das Wärmerohr mit wenigstens einem Ende an den Kühlkörper angebunden. Vorzugsweise ist das Wärmerohr über wenigstens einem länglichen Bereich mit dem Kühlkörper verbunden. Beispielsweise kann das Wärmerohr über einen Abschnitt von einer Länge wenigstens eines Viertels seiner Gesamtlänge mit dem Kühlkörper verbunden sein. Vorzugsweise ist wenigstens ein Abschnitt von wenigstens der Hälfte oder besonders bevorzugt wenigstens drei Viertel der Gesamtlänge des Wärmerohrs an den Kühlkörper angebunden. Das Wärmerohr kann auch über seine gesamte Länge an den Kühlkörper angebunden sein. Eine solche Vergrößerung der Anbindungsfläche ermöglicht eine besonders effektive Wärmeabfuhr. In particular, the heat pipe is connected to the heat sink with at least one end. Preferably, the heat pipe is connected to the heat sink via at least one elongated area. For example, the heat pipe may be connected to the heat sink over a portion of a length of at least a quarter of its total length. Preferably, at least a portion of at least half or more preferably at least three quarters of the total length of the heat pipe is connected to the heat sink. The heat pipe can also be connected over its entire length to the heat sink. Such an enlargement of the connection surface allows a particularly effective heat dissipation.

Der Kühlkörper ist vorzugsweise in einer geometrischen Form ausgestaltet, welcher eine möglichst große Oberfläche bei einem möglichst geringen Verbrauch von Bauraum bietet. Beispielsweise umfasst der Kühlkörper wenigstens eine Lamelle und/oder wenigstens eine Kühlfahne und/oder wenigsten eine Kühlrippe. Der Kühlkörper kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. The heat sink is preferably designed in a geometric shape, which offers the largest possible surface at the lowest possible consumption of space. For example, the heat sink comprises at least one lamella and / or at least one cooling lug and / or at least one cooling rib. The heat sink may be formed in one piece or in several parts.

Das Wärmerohr ist vorzugsweise an den Kühlkörper angelötet. Das Wärmerohr kann auch über eine andere Fügetechnik stoffschlüssig mit dem Kühlkörper verbunden sein. Beispielsweise kann das Wärmerohr angeklebt und/oder angeschweißt sein. Möglich ist auch, dass das Wärmerohr und der Kühlkörper wenigstens abschnittsweise einstückig ausgebildet sind. Es kann auch eine formschlüssige Anbindung vorgesehen sein. Dabei ist vorzugsweise wenigstens ein Mittel zur Verbesserung der Wärmeleitung zwischen dem Kühlkörper und Wärmerohr vorgesehen, wie z. B. eine Wärmeleitpaste oder eine Wärmeleitfolie. The heat pipe is preferably soldered to the heat sink. The heat pipe can also be materially connected to the heat sink via another joining technique. For example, the heat pipe can be glued and / or welded. It is also possible that the heat pipe and the heat sink are at least partially formed in one piece. It may also be provided a positive connection. In this case, preferably at least one means for improving the heat conduction between the heat sink and heat pipe is provided, such. B. a thermal paste or a heat conducting foil.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Kühlkörper wenigstens einen Kühlabschnitt. Der Kühlabschnitt ist insbesondere an wenigstens einer Außenseite des Batteriemoduls angeordnet. Dabei ist das Wärmerohr insbesondere mit dem Kühlabschnitt wärmeleitend verbunden. Möglich ist auch, dass ein Wärmerohr an zwei oder drei oder mehr Kühlabschnitte angebunden ist. Dadurch wird eine besonders unaufwendige und zuverlässige Anbindung des Wärmerohrs erreicht. Der Kühlabschnitt ist beispielsweise als eine Kühlrippe und/oder eine Kühlfahne und/oder eine Kühllamelle ausgebildet. Der Kühlabschnitt weist insbesondere einen flächigen Bereich zur Anbindung des Wärmerohrs auf. Möglich ist auch, dass ein Wärmerohr an zwei oder drei oder mehr Kühlabschnitte angebunden ist. Es können auch mehrere Kühlabschnitte vorgesehen sein, wobei vorzugsweise jeder Kühlabschnitt mit wenigstens einem Wärmerohr verbunden ist. Besonders bevorzugt ist der Kühlabschnitt an einer Längsseite des Batteriemoduls angeordnet. Möglich ist auch eine Anordnung an einer Breitseite und/oder einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Batteriemoduls. In a particularly preferred embodiment, the heat sink comprises at least one cooling section. The cooling section is arranged in particular on at least one outer side of the battery module. In this case, the heat pipe is connected in a heat-conducting manner in particular to the cooling section. It is also possible that a heat pipe is connected to two or three or more cooling sections. As a result, a particularly inexpensive and reliable connection of the heat pipe is achieved. The cooling section is designed, for example, as a cooling rib and / or a cooling lug and / or a cooling lamella. The cooling section has in particular a flat area for connecting the heat pipe. It is also possible that a heat pipe is connected to two or three or more cooling sections. It can also be provided a plurality of cooling sections, wherein preferably each cooling section is connected to at least one heat pipe. Particularly preferably, the cooling section is arranged on a longitudinal side of the battery module. Also possible is an arrangement on a broad side and / or an upper side and / or a lower side of the battery module.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Wärmerohr über wenigstens die Hälfte der Länge der Außenseite des Batteriemoduls an dem Kühlabschnitt angebunden. Durch eine solche Anbindung kann das Wärmerohr besonders viel Wärme aufnehmen und abtransportieren. Zudem ist eine solche lang gestreckte Anbindung bei einem Wärmerohr unproblematisch, da sich das Wärmerohr in der Regel nur unwesentlich selbst erwärmt und somit keinen nennenswert störenden Temperaturgradienten aufweist. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen, mit Kühlmedium durchflossenen Kühlleitung kann somit bei einem Wärmerohr die Wärmeaufnahme auch über nahezu den gesamten Längenbereich des Wärmerohrs wirksam erfolgen. In a further preferred embodiment, the heat pipe is connected to the cooling section over at least half the length of the outside of the battery module. Through such a connection, the heat pipe can absorb a lot of heat and transport away. In addition, such an elongated connection in a heat pipe is unproblematic, since the heat pipe usually heats only slightly and thus has no significant disturbing temperature gradient. In contrast to a conventional, with coolant flowing through the cooling line can thus take place effectively in a heat pipe heat absorption over almost the entire length range of the heat pipe.

Insbesondere erstreckt sich der Kühlabschnitt über wenigstens 60% oder vorzugsweise wenigstens 75% und besonders bevorzugt wenigstens 90% der Länge der Außenseite des Batteriemoduls. Möglich ist auch, dass sich der Kühlabschnitt über die gesamte Länge der Außenseite erstreckt. Der Kühlabschnitt kann sich auch über mehrere Seiten und/oder über das Modul hinaus erstrecken. In particular, the cooling section extends over at least 60% or preferably at least 75% and more preferably at least 90% of the length of the outside of the battery module. It is also possible that the cooling section extends over the entire length of the outside. The cooling section can also extend over several sides and / or beyond the module.

Das Wärmerohr erstreckt sich insbesondere über wenigstens 60% und vorzugsweise wenigstens 75% und besonders bevorzugt 90% der Länge des Kühlabschnitts. Das Wärmerohr kann sich auch über die gesamte Länge des Kühlanschnitts erstrecken. Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Abschnitt des Wärmerohrs nicht an dem Kühlkörper angebunden. Bevorzugt befindet sich dieser Abschnitt an dem Ende des Wärmerohrs, in welchem das Arbeitsmedium kondensiert und die latente Wärme als Kondensationswärme abgegeben wird. The heat pipe extends in particular over at least 60% and preferably at least 75% and more preferably 90% of the length of the cooling section. The heat pipe can also extend over the entire length of the cooling section. Particularly preferably, at least a portion of the heat pipe is not connected to the heat sink. Preferably, this section is located at the end of the heat pipe, in which the working medium condenses and the latent heat is released as heat of condensation.

Vorzugsweise umfasst der Kühlkörper wenigstens zwei Kühlabschnitte, welche an gegenüberliegenden Außenseiten des Batteriemoduls angeordnet sind. Dabei ist insbesondere an wenigstens jedem der gegenüberliegenden Kühlabschnitte wenigstens ein Wärmerohr angebunden. Eine solche beidseitige Wärmeabfuhr aus dem Batteriemodul ermöglicht eine verbesserte Wärmeabfuhr und zudem durch die zwei Wärmerohre auch eine sehr hohe Übertragungsleistung an dem Kühlkanal. Die Kühlabschnitte können auch an benachbarten bzw. angrenzenden Außenseiten vorgesehen sein. Bevorzugt können auch zwei oder drei oder vier oder mehr Wärmerohre je Außenseite vorgesehen sein. Insbesondere wird die Anzahl der Wärmerohre je nach zu erwartender Temperaturentwicklung während des Betriebs des Batteriemoduls angepasst. Beispielsweise ist eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Batteriemodulen vorgesehen, wobei die Module an den nebeneinanderliegenden Außenseiten Kühlabschnitte mit Wärmerohren aufweisen. Die Wärmerohre erstrecken sich dann beispielsweise zu einem vor den aufgereihten Modulen liegenden Kühlkanal. Preferably, the heat sink comprises at least two cooling sections, which are arranged on opposite outer sides of the battery module. At least one heat pipe is connected to at least each of the opposite cooling sections. Such a two-sided heat dissipation from the battery module allows improved heat dissipation and also by the two heat pipes and a very high transmission power to the cooling channel. The cooling sections may also be provided on adjacent or adjacent outer sides. Preferably, two or three or four or more heat pipes per outer side may be provided. In particular, the number of heat pipes is adjusted depending on the expected temperature development during operation of the battery module. For example, a plurality of adjacent battery modules is provided, wherein the modules have on the adjacent outer sides of cooling sections with heat pipes. The heat pipes then extend, for example, to a lying in front of the lined-up modules cooling channel.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Kühlkörper wenigstens zwei übereinander angeordnete Kühlabschnitte, welche an einer Außenseite des Batteriemoduls angeordnet sind. Dabei ist insbesondere jeweils wenigstens ein Wärmerohr angebunden. Insbesondere sind wenigstens drei oder vier oder mehrere übereinander angeordnete Kühlabschnitte vorgesehen. Besonders bevorzugt sind die übereinander angeordneten Kühlabschnitte an zwei gegenüberliegenden Außenseiten des Batteriemoduls angeordnet. Durch eine solche Ausgestaltung wird auch bei sehr leistungsstarken Batteriemodulen mit hoher Wärmeentwicklung eine optimale Kühlung gewährleistet. In a further advantageous embodiment, the heat sink comprises at least two superimposed cooling sections, which are arranged on an outer side of the battery module. In particular, in each case at least one heat pipe is connected. In particular, at least three or four or more superposed cooling sections are provided. Particularly preferably, the superimposed cooling sections are arranged on two opposite outer sides of the battery module. Such an embodiment ensures optimal cooling even with very powerful battery modules with high heat development.

Es ist besonders bevorzugt, dass das Wärmerohr an wenigstens einem Ende ein Wärmekoppelelement zur wärmeleitenden Anbindung an wenigstens eine Wandung des Kühlkanals aufweist. Zur wärmeleitenden Anbindung des Wärmekoppelelements an die Wandung des Kühlkanals kann wenigstens ein Wärmeleitmittel vorgesehen sein, z. B. eine Wärmeleitpaste. Das Wärmekoppelelement kann auch stoffschlüssig mit der Wandung des Kühlkanals verbunden sein, z. B. durch Kleben, Löten oder Schweißen. Möglich ist auch, dass zwei oder drei oder mehr Wärmerohre an einem Wärmekoppelelement angebunden sind. Vorzugsweise ist das Wärmekoppelelement an einem Ende des Wärmrohrs vorgesehen, welches sich an einer Seite des Batteriemoduls befindet, die quer zur Längsseite mit dem Kühlabschnitt verläuft. Das ermöglicht eine sehr platzsparende Anordnung, insbesondere wenn die Module mit den Längsseiten nebeneinander angeordnet werden und dann mit der kürzeren Breitseite an den Kühlkanal gekoppelt werden. Möglich ist auch, dass ein Batteriemodul an wenigstens zwei Kühlkanäle angekoppelt ist. Z. B. kann das Batteriemodul zwischen zwei Kühlkanälen angeordnet sein und mit beiden verbunden sein. It is particularly preferred that the heat pipe has at least one end of a heat coupling element for heat-conducting connection to at least one wall of the cooling channel. For thermally conductive connection of the heat coupling element to the wall of the cooling channel, at least one heat conducting means may be provided, for. B. a thermal compound. The heat coupling element can also be materially connected to the wall of the cooling channel, z. B. by gluing, soldering or welding. It is also possible that two or three or more heat pipes are connected to a heat coupling element. Preferably, the heat coupling element is provided at one end of the heat pipe, which is located on one side of the battery module, which extends transversely to the longitudinal side with the cooling section. This allows a very space-saving arrangement, especially when the modules are arranged side by side with the long sides and then coupled with the shorter broad side of the cooling channel. It is also possible that a battery module is coupled to at least two cooling channels. For example, the battery module may be disposed between two cooling channels and connected to both.

Insbesondere ist das Wärmekoppelelement stoffschlüssig mit dem Wärmerohr verbunden. Beispielsweise kann das Wärmekoppelelement angelötet, angeschweißt oder angeklebt sein. Möglich ist auch eine formschlüssige Verbindung, z. B. durch Verpressen. Das Wärmekoppelelement und das Wärmerohr können auch einstückig ausgebildet sein. Möglich ist auch eine wärmeleitende Anordnung ohne Verbindung, z. B. durch direkten Kontakt. Dabei kann ein Wärmeleitmittel vorgesehen sein. In particular, the heat coupling element is integrally connected to the heat pipe. For example, the heat coupling element can be soldered, welded or glued. It is also possible a positive connection, z. B. by pressing. The heat coupling element and the heat pipe can also be formed in one piece. It is also possible a thermally conductive arrangement without connection, z. B. by direct contact. In this case, a heat conduction can be provided.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung umfasst das Wärmerohr wenigstens eine Heatpipe oder ist als eine solche ausgebildet. Heatpipes haben den Vorteil, dass sie eine besonders hohe Wärmestromdichte ermöglichen und zudem kostengünstig verfügbar sind. Zudem kann eine Heatpipe mit geringem Konstruktionsaufwand auf die zur Anbindung erforderliche Länge und Geometrie angepasst werden. Möglich ist auch, dass das Wärmerohr wenigstens einen Thermosiphon umfasst oder als ein solcher ausgebildet ist. In a particularly preferred development, the heat pipe comprises at least one heat pipe or is designed as such. Heatpipes have the advantage that they allow a particularly high heat flux density and are also available at low cost. In addition, a heat pipe with little design effort can be adapted to the length and geometry required for connection. It is also possible that the heat pipe comprises at least one thermosyphone or is designed as such.

Das Wärmerohr kann wenigstens einen thermoakustischen Wärmeüberträger umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein. Ein solcher Wärmeüberträger ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, Wärme nach dem thermoakustischen Effekt zu übertragen, sodass Wärme wenigstens teilweise in Schwingungsenergie eines insbesondere gasförmigen Mediums umgewandelt werden kann. Die Schwingungsenergie kann insbesondere übertragen und anschließend wenigstens teilweise wieder in Wärme umgewandelt werden. Vorteilhaft ist, dass die Wärme mit einer besonders hohen Wärmestromdichte übertragbar ist. Vorzugsweise umfasst der thermoakustische Wärmeüberträger wenigstens einen mit wenigstens einem Arbeitsmedium gefüllten und vorzugsweise gasdichten Hohlraum. The heat pipe may comprise at least one thermoacoustic heat exchanger or be designed as such. Such a heat exchanger is particularly suitable and adapted to transfer heat after the thermoacoustic effect, so that heat can be at least partially converted into vibrational energy of a particular gaseous medium. The vibration energy can in particular be transmitted and subsequently at least partially converted back into heat. It is advantageous that the heat with a particularly high heat flux density is transferable. Preferably, the thermoacoustic heat exchanger comprises at least one filled with at least one working medium and preferably gas-tight cavity.

Vorzugsweise ist der Kühlkanal dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens eine Modulgruppe zu kühlen. Insbesondere umfasst die Modulgruppe wenigstens zwei Batteriemodule. Die Modulgruppe kann auch drei oder vier oder mehr und insbesondere eine Vielzahl von Batteriemodulen umfassen. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch die Anbindung mehrerer Module an einen gemeinsamen Kanal eine erhebliche Ersparnis an Bauraum erreicht wird. Zudem sind hierbei die Wärmerohre besonders vorteilhaft einsetzbar, da bei einer zentralen Anordnung des Kühlkanals zur Wärmeübertragung oft eine größere Entfernung überbrückt werden muss. Besonders bevorzugt verläuft ein zentraler Kühlkanal in einer Gruppe von Batteriemodulen. Vorzugsweise ist der Kühlkanal dazu geeignet und ausgebildet, an mehrere Wärmerohre und insbesondere an deren Wärmekopplungselemente angebunden zu werden. Preferably, the cooling channel is suitable and designed to cool at least one module group. In particular, the module group comprises at least two battery modules. The module group can also be three or four or more and In particular, comprise a plurality of battery modules. Such an embodiment has the advantage that a considerable savings in installation space is achieved by the connection of several modules to a common channel. In addition, in this case the heat pipes can be used particularly advantageously, since in a central arrangement of the cooling channel for heat transfer often a greater distance must be bridged. Particularly preferably, a central cooling channel runs in a group of battery modules. Preferably, the cooling channel is suitable and adapted to be connected to a plurality of heat pipes and in particular to their heat coupling elements.

In einer bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung ist wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung mit wenigstens einem länglichen Trägerelement vorgesehen. Dabei verläuft der Kühlkanal wenigstens abschnittsweise innerhalb des Trägerelements. Dadurch kann die Fahrzeugkomponente besonders kompakt ausgestaltet werden, da kein zusätzlicher Bauraum für Kühlkanäle verbraucht wird. Möglich ist auch, dass der Kühlkanal wenigstens abschnittsweise an dem Trägerelement entlang läuft. Die Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise wenigstens eine Platte und/oder wenigstens einen Rahmen und/oder wenigstens ein Tragegestell und/oder wenigstens ein entsprechend tragfähiges Formteil aufweisen. Vorzugsweise sind an und/oder auf der Aufnahmeeinrichtung die Batteriemodule montiert. Das Trägerelement umfasst insbesondere wenigstens einen Längsträger und/oder Querträger oder ist als ein solcher ausgestaltet. Der Längsträger ist beispielsweise als ein Profilrohr ausgebildet. Insbesondere ist das Trägerelement auf der Aufnahmeeinrichtung montiert. Die Aufnahmeeinrichtung und das Trägerelement können auch als ein einteiliges Formteil ausgebildet sein. Möglich ist auch, dass das Trägerelement hohl ausgebildet ist und als wenigstens eine Wandung des Kanals dient. Möglich ist auch, dass die Aufnahmeeinrichtung wenigstens eine Wandung des Kühlkanals bildet. Vorzugsweise ist das Wärmerohr und besonders bevorzugt das Wärmekoppelelement an einer äußeren Wandung des Trägerelements angebunden. In a preferred and advantageous development, at least one receiving device is provided with at least one elongate carrier element. In this case, the cooling channel extends at least partially within the support element. As a result, the vehicle component can be made particularly compact, since no additional space for cooling channels is consumed. It is also possible that the cooling channel at least partially runs along the carrier element. The receiving device may, for example, have at least one plate and / or at least one frame and / or at least one carrying frame and / or at least one correspondingly load-bearing shaped part. Preferably, the battery modules are mounted on and / or on the receiving device. The carrier element comprises in particular at least one longitudinal carrier and / or cross member or is configured as such. The longitudinal member is formed for example as a profile tube. In particular, the carrier element is mounted on the receiving device. The receiving device and the carrier element can also be formed as a one-piece molded part. It is also possible that the carrier element is hollow and serves as at least one wall of the channel. It is also possible that the receiving device forms at least one wall of the cooling channel. Preferably, the heat pipe and particularly preferably the heat coupling element is connected to an outer wall of the carrier element.

Der Kühlkanal kann wenigstens einen Vorlaufkanal umfassen. Insbesondere umfasst der Kühlkanal wenigstens einen Rücklaufkanal. Besonders bevorzugt ist der Kühlkanal von wenigstens einem flüssigen Kühlmedium durchströmbar ausgebildet. Vorzugsweise wird das Wärmekoppelelement des Wärmerohrs sowohl vom Vorlaufkanal als auch vom Rücklaufkanal gekühlt. Beispielsweise ist das Wärmerohr an eine gemeinsame Wandung von Vorlauf und Rücklaufkanal angekoppelt. The cooling channel may comprise at least one flow channel. In particular, the cooling channel comprises at least one return channel. Particularly preferably, the cooling channel is designed to be permeable by at least one liquid cooling medium. Preferably, the heat coupling element of the heat pipe is cooled by both the flow channel and the return channel. For example, the heat pipe is coupled to a common wall of flow and return channel.

Es ist möglich und bevorzugt, dass die Fahrzeugkomponente wenigstens eine Traktionsbatterie umfasst. Die Traktionsbatterie weist wenigstens ein Batteriemodul mit wenigstens einer Batteriezelle auf. Eine derart ausgestaltete Fahrzeugkomponente hat den Vorteil, dass die Kühleinrichtung zusammen mit der Traktionsbatterie gehandhabt und beispielsweise als eine Baugruppe in ein Fahrzeug integriert werden kann. It is possible and preferred that the vehicle component comprises at least one traction battery. The traction battery has at least one battery module with at least one battery cell. A vehicle component designed in this way has the advantage that the cooling device can be handled together with the traction battery and, for example, integrated into a vehicle as an assembly.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst wenigstens eine Traktionsbatterie mit wenigstens einem Batteriemodul mit wenigstens einer Batteriezelle zur Energieversorgung eines wenigstens teilweise elektrischen Fahrantriebs. Beispielsweise kann das Fahrzeug als ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Das Fahrzeug umfasst wenigstens eine wie zuvor beschrieben ausgebildete Fahrzeugkomponente. Ein solches Fahrzeug hat den Vorteil, dass besonders viel Nutzraum zur Verfügung steht, da die Fahrzeugkomponente mit der Traktionsbatterie entsprechend wenig Bauraum benötigt. The vehicle according to the invention comprises at least one traction battery with at least one battery module with at least one battery cell for supplying energy to an at least partially electric traction drive. For example, the vehicle may be configured as a hybrid vehicle or an electric vehicle. The vehicle comprises at least one vehicle component designed as described above. Such a vehicle has the advantage that extra space is available, since the vehicle component with the traction battery accordingly requires little space.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer Fahrzeugkomponente für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug. Die Fahrzeugkomponente wird zur Kühlung einer Traktionsbatterie mit wenigstens einem Batteriemodul mit wenigstens einer Batteriezelle eingesetzt. Die Fahrzeugkomponente umfasst wenigsten seine Kühleinrichtung mit wenigstens einem Kühlkanal. Der Kühlkanal wird von wenigstens einem Kühlmedium durchströmt. Dabei wird Wärme zwischen einem Kühlkörper des Batteriemoduls und dem Kühlkanal wenigstens abschnittsweise als latente Wärme übertragen. Besonders bevorzugt wird die Wärme als Verdampfungswärme übertragen. The method according to the invention serves to operate a vehicle component for an at least partially electrically operated vehicle. The vehicle component is used to cool a traction battery having at least one battery module with at least one battery cell. The vehicle component comprises at least its cooling device with at least one cooling channel. The cooling channel is flowed through by at least one cooling medium. In this case, heat is at least partially transferred as latent heat between a heat sink of the battery module and the cooling channel. Particularly preferably, the heat is transferred as heat of vaporization.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine Übertragung mit einer hohen Wärmestromdichte, sodass die Bauteile zur Wärmeabfuhr sehr kompakte Abmessungen aufweisen können und dennoch sehr große Wärmemengen zum Kühlkanal abführbar sind. Somit kann beispielsweise die Kühlung einer Traktionsbatterie sehr viel kompakter gestaltet werden. Vorzugsweise erfolgt die Übertragung der latenten Wärme mittels wenigstens eines Mediums in einem gasdicht abgeschlossenen Volumen. Beispielsweise wird die von den Batteriemodulen abgegebene Wärme zum Verdampfen einer Flüssigkeit eingesetzt und so als Verdampfungswärme wenigstens zeitweise gespeichert. Die dabei aufgenommene latente Wärme wird insbesondere durch den Dampfstrom über eine Strecke innerhalb des abgeschlossenen Volumens transportiert und bei einer anschließenden Kondensation als Kondensationswärme abgegeben und vorzugsweise auf das Kühlmittel im Kühlkanal übertragen. The inventive method provides a transmission with a high heat flux density, so that the components for heat dissipation can have very compact dimensions and yet very large amounts of heat to the cooling channel can be discharged. Thus, for example, the cooling of a traction battery can be made much more compact. Preferably, the latent heat is transferred by means of at least one medium in a gas-tight sealed volume. For example, the heat emitted by the battery modules heat is used to evaporate a liquid and so stored as heat of evaporation at least temporarily. The absorbed latent heat is transported in particular by the vapor stream over a distance within the closed volume and delivered in a subsequent condensation as condensation heat and preferably transmitted to the coolant in the cooling channel.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the embodiments, which are explained below with reference to the accompanying figures.

In den Figuren zeigen: In the figures show:

1 eine stark schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponente in einem Fahrzeug; 1 a highly schematic representation of a vehicle component according to the invention in a vehicle;

2 eine perspektivische Ansicht der Kühleinrichtung der Fahrzeugkomponente mit einem Batteriemodul; 2 a perspective view of the cooling device of the vehicle component with a battery module;

3 die Fahrzeugkomponente der 2 in einer Draufsicht; 3 the vehicle component of 2 in a plan view;

4 eine perspektivische Ansicht einer Aufnahmeeinrichtung der Fahrzeugkomponente; und 4 a perspective view of a receiving device of the vehicle component; and

5 eine perspektivische Ansicht der Fahrzeugkomponente in einer geschnittenen Darstellung. 5 a perspective view of the vehicle component in a sectional view.

Die 1 zeigt ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug 100 und insbesondere ein Elektrofahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponente 1. Die Fahrzeugkomponente 1 umfasst eine Kühleinrichtung 2 zur Kühlung einer Traktionsbatterie 101, welche einen elektrischen Fahrantrieb 105 mit Energie versorgt. Die Traktionsbatterie 101 ist hier in einem Unterbodenbereich des Fahrzeugs 100 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Batteriemodulen 102. Die Batteriemodule 102 umfassen jeweils eine Mehrzahl von Batteriezellen 103, von denen zur besseren Übersichtlichkeit nur eine Zelle exemplarisch eingezeichnet ist. Die Traktionsbatterie 101 verfügt zudem über eine Leistungselektronik 104. Die Traktionsbatterie 101 kann noch weitere Komponenten umfassen, wie z. B. eine Steuereinrichtung und/oder ein Ladegerät. The 1 shows an at least partially electrically powered vehicle 100 and in particular an electric vehicle with a vehicle component according to the invention 1 , The vehicle component 1 includes a cooling device 2 for cooling a traction battery 101 , which is an electric traction drive 105 energized. The traction battery 101 is here in an underfloor area of the vehicle 100 arranged and includes a plurality of battery modules 102 , The battery modules 102 each comprise a plurality of battery cells 103 of which only one cell is shown by way of example for the sake of clarity. The traction battery 101 also has power electronics 104 , The traction battery 101 may include other components, such as. B. a control device and / or a charger.

Um die Traktionsbatterie 101 im Betrieb und während der Ladevorgänge optimal zu temperieren, umfasst die Kühleinrichtung 2 hier einen von einem flüssigen Kühlmittel durchströmten Kühlkanal. Es kann auch ein gasförmiges Kühlmittel vorgesehen sein. Zur Kühlung der Traktionsbatterie 101 wird den Batteriemodulen 102 Wärme entzogen und auf das Kühlmittel übertragen. Dazu wird das Kühlmittel mittels einer Pumpeneinrichtung 12 durch den Kühlkanal 3 gefördert. Alternativ kann auch eine passive Förderung des Kühlmittels vorgesehen sein, insbesondere durch Konvektion. Das erwärmte Kühlmittel wird zu einem Wärmetauscher 22 gefördert, dort abgekühlt und entlang des Kühlkanals 3 wieder zu den Batteriemodulen 102 gepumpt. Als Wärmetauscher 22 ist beispielsweise ein Kühler mit einer möglichst großen, Luft durchströmten Oberfläche vorgesehen. Zur Erzeugung des Luftstroms kann ein Lüfter vorgesehen sein und/oder der Fahrtwind genutzt werden. Zur Anpassung der Kühlmitteltemperatur können zudem wenigstens ein Thermostat und/oder wenigstens ein steuerbares Ventil oder weitere zur Regelung von Kühlmitteltemperaturen vorgesehene Einrichtungen umfasst sein. To the traction battery 101 To optimally temper during operation and during charging, includes the cooling device 2 here a cooling channel through which a liquid coolant flows. It may also be provided a gaseous coolant. For cooling the traction battery 101 becomes the battery modules 102 Heat removed and transferred to the coolant. For this purpose, the coolant by means of a pump device 12 through the cooling channel 3 promoted. Alternatively, a passive delivery of the coolant may be provided, in particular by convection. The heated coolant becomes a heat exchanger 22 conveyed, cooled down there and along the cooling channel 3 back to the battery modules 102 pumped. As a heat exchanger 22 For example, a cooler with the largest possible, air-flow surface is provided. To generate the air flow, a fan may be provided and / or the wind may be used. To adapt the coolant temperature, at least one thermostat and / or at least one controllable valve or other devices provided for controlling coolant temperatures may also be included.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponente 1 ist, dass die Wärme von den Batteriemodulen 102 latent gespeichert auf das Kühlmittel im Kühlkanal 3 übertragen wird. Dazu sind Wärmerohre 8 vorgesehen, welche einerseits an einer Wandung 13 des Kühlkanals 3 und andererseits an einem in der 2 gezeigten Kühlkörper 5 des Batteriemoduls 102 wärmeleitend angebunden sind. Dabei weisen die Wärmerohre 8 ein Arbeitsmedium auf, welches durch die von den Batteriemodulen 102 zugeführte Wärme verdampft. Das gasförmige Arbeitsmedium bewegt sich dann zu einem kühleren Bereich des Wärmerohrs 8, welcher sich hier an dem Kühlkanal 3 angeordnet ist. Dort kondensiert das Arbeitsmedium aus, sodass die zuvor als Verdampfungswärme gespeicherte Energie als Kondensationswärme freigesetzt und letztlich auf das Kühlmittel übertragen wird. A particular advantage of the vehicle component according to the invention 1 is that the heat from the battery modules 102 stored latently on the coolant in the cooling channel 3 is transmitted. These are heat pipes 8th provided, which on the one hand to a wall 13 of the cooling channel 3 and on the other hand at one in the 2 shown heatsink 5 of the battery module 102 thermally conductively connected. This is shown by the heat pipes 8th a working medium, which by the battery modules 102 supplied heat evaporates. The gaseous working medium then moves to a cooler area of the heat pipe 8th , which is here at the cooling channel 3 is arranged. There, the working fluid condenses, so that the previously stored as heat of vaporization energy is released as heat of condensation and ultimately transferred to the coolant.

Als Wärmerohr 8 sind vorzugsweise Heatpipes 18 vorgesehen, bei denen das kondensierte Arbeitsmedium wenigstens teilweise über Kapillare zurückgeführt wird. Beispielhaft ist hier ein Wärmerohr 8 als Thermosiphon 28 ausgeführt, bei welchem das kondensierte Arbeitsmedium im Wesentlichen durch Schwerkraft zurückgeführt wird. As a heat pipe 8th are preferably heatpipes 18 provided in which the condensed working fluid is at least partially returned via capillary. As an example, here is a heat pipe 8th as thermosyphon 28 executed, in which the condensed working medium is returned by gravity substantially.

Durch einen solchen Einsatz von Wärmerohren 8 müssen die Batteriemodule nicht mehr in unmittelbarere Nähe des Kühlkanals angeordnet werden, um einen für die Kühlung ausreichenden Wärmeübergang auf das Kühlmittel zu erreichen. Dadurch kann die Anzahl von Kühlkanälen 3 reduziert werden. Beispielsweise ist hier ein einzelner zentraler Kühlkanal 3 vorgesehen, an welchem zu beiden Seiten die Batteriemodule 102 angeordnet sind. Somit ergibt sich eine erhebliche Einsparung von Bauraum, sodass die hier vorgestellte Fahrzeugkomponente 1 besonders vorteilhaft als eine Traktionsbatterie 101 in einem Unterbodenbereich ausgebildet werden kann. Ein weiterer Vorteil von Wärmerohren 8 ist zudem, dass die Batteriemodule 102 nahezu unabhängig von der Position des Kühlkanals 23 angeordnet werden, da die Wärmerohre 8 einen zuverlässigen Wärmetransport auch über eine entsprechend größere Distanz erlauben. Beispielsweise ist es dadurch nicht mehr notwendig, Kühlplatten unterhalb der Batteriemodule 102 anzuordnen, welche in der Regel zu einer erheblich höher bauenden Traktionsbatterie 101 führen. Through such use of heat pipes 8th the battery modules must not be placed in the immediate vicinity of the cooling channel in order to achieve sufficient for the cooling heat transfer to the coolant. This allows the number of cooling channels 3 be reduced. For example, here is a single central cooling channel 3 provided on which on both sides of the battery modules 102 are arranged. This results in a considerable saving of space, so that presented here vehicle component 1 particularly advantageous as a traction battery 101 can be formed in an underbody area. Another advantage of heat pipes 8th moreover, that is the battery modules 102 almost independent of the position of the cooling channel 23 be arranged because the heat pipes 8th allow a reliable heat transfer over a correspondingly greater distance. For example, it is no longer necessary, cooling plates below the battery modules 102 to arrange, which usually leads to a significantly higher traction battery 101 to lead.

In der 2 ist ein einzelnes Batteriemodul 102 gezeigt, welches an zwei gegenüberliegenden Außenseiten 16, 26 angeordnete Kühlabschnitte 15 aufweist. Das Batteriemodul 102 umfasst zudem eine Vorderseite 46 und eine Rückseite 36. Die Kühlabschnitte 15 sind hier als Kühlfahnen ausgebildet, die wärmeleitend mit einem Kühlkörper 5 verbunden sind. Der Kühlkörper 5 ist hier teilweise im Inneren des Batteriemoduls 102 und teilweise an dessen Außenseite angeordnet. Der Kühlkörper 5 ist beispielsweise aus einem gut wärmeleitenden Material und vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Eine solche Ausgestaltung bietet zudem Gewichtsvorteile. In the 2 is a single battery module 102 shown, which on two opposite outer sides 16 . 26 arranged cooling sections 15 having. The battery module 102 also includes a front side 46 and a back 36 , The cooling sections 15 are here as cooling flags formed, the heat-conducting with a heat sink 5 are connected. The heat sink 5 here is partly inside the battery module 102 and partially disposed on the outside thereof. The heat sink 5 For example, it is made of a good heat-conducting material and preferably of an aluminum alloy. Such a design also offers weight advantages.

Die Kühlabschnitte erstrecken sich entlang der als Längsseiten ausgebildeten Außenseiten 16, 26 der Batteriemodule 102 und verlaufen über deren gesamte Länge. An den Längsseiten 16, 26 sind die Kühlabschnitte 15 zudem hier jeweils übereinander angeordnet. Beispielhaft sind je Längsseite 16, 26 insgesamt vier Kühlabschnitte 15 gezeigt. Möglich sind aber auch mehr oder weniger Kühlabschnitte 15. The cooling sections extend along the outer sides formed as longitudinal sides 16 . 26 the battery modules 102 and run their entire length. On the long sides 16 . 26 are the cooling sections 15 also arranged here one above the other. Exemplary are each longitudinal side 16 . 26 a total of four cooling sections 15 shown. But are also possible more or less cooling sections 15 ,

Die als Heatpipe 18 ausgebildeten Wärmerohre sind hier direkt auf die Kühlabschnitte 15 angebracht. Vorzugsweise werden die Wärmerohre aufgelötet. Die Wärmerohre 8 sind über einen Bereich an die Kühlabschnitte 15 angebunden, welcher mehr als die Hälfte der Länge der Außenseite 16, 26 des Batteriemoduls beträgt. Die Kühlabschnitte 15 sind nahezu vollständig von den Wärmerohren 8 abgedeckt. Die Wärmerohre 8 können sich auch vollständig über die Kühlabschnitte 15 erstrecken. Eine solche, möglichst langgestreckte und großflächige Anbindung der Wärmerohre 8 an die Kühlabschnitte 15 ermöglicht eine besonders gute Wärmeabfuhr aus dem Batteriemodul 102. The as a heat pipe 18 trained heat pipes are here directly on the cooling sections 15 appropriate. Preferably, the heat pipes are soldered. The heat pipes 8th are over an area to the cooling sections 15 tethered, which is more than half the length of the outside 16 . 26 of the battery module is. The cooling sections 15 are almost completely from the heat pipes 8th covered. The heat pipes 8th can also be completely over the cooling sections 15 extend. Such, as long as possible and large-scale connection of the heat pipes 8th to the cooling sections 15 allows a particularly good heat dissipation from the battery module 102 ,

Die Wärmerohre 8 weisen hier Wärmekoppelelemente 4 auf, welche in einem betriebsbereiten Zustand direkt an dem Kühlkanal angeordnet sind. Die Wärmekoppelelemente 4 liegen insbesondere im Bereich der Abgabe der Kondensationswärme des Wärmerohrs 8 und dienen einem verbesserten Wärmeübergang auf die Wandung des Kühlkanals 3, z. B. durch eine Vergrößerung der Kontaktfläche. Beispielhaft sind hier jeweils zwei Wärmerohre 8 an ein Wärmekoppelelement 4 angebunden. Die Wärmekoppelelemente 4 befinden sich hier an einer vorderen Außenseite 46 des Batteriemoduls 102. The heat pipes 8th have heat coupling elements here 4 on, which are arranged in an operational state directly to the cooling channel. The heat coupling elements 4 are in particular in the field of delivery of the heat of condensation of the heat pipe 8th and serve for improved heat transfer to the wall of the cooling channel 3 , z. B. by increasing the contact surface. By way of example, two heat pipes are here in each case 8th to a heat coupling element 4 tethered. The heat coupling elements 4 are located here on a front outside 46 of the battery module 102 ,

Die 3 zeigt das Batteriemodul 102 aus der 2 in einer Draufsicht. The 3 shows the battery module 102 from the 2 in a top view.

Die 4 zeigt eine Aufnahmeeinrichtung 7 einer Fahrzeugkomponente 1. Die Aufnahmeeinrichtung 7 ist hier im Wesentlichen als eine Platte ausgebildet und umfasst verschiedene Versteifungen und Aufnahmeelemente. Beispielsweise sind an der Aufnahmeeinrichtung 7 verschiedene Montageelemente zur Befestigung der Fahrzeugkomponente 1 im Unterbodenbereich eines Fahrzeugs 100 vorgesehen. Zudem ist die Aufnahmeeinrichtung dazu vorbereitet, mit einer Mehrzahl von hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht gezeigten Batteriemodulen 102 bestückt zu werden. In einem zentralen Bereich der Aufnahmeeinrichtung 7 sind zwei nebeneinander parallel angeordnete Trägerelemente 17 vorgesehen. Innerhalb der Trägerelemente 17 verlaufen die Kühlkanäle 3, welche hier einen Vorlaufkanal 23 und ein Rücklaufkanal 33 umfassen. Dabei werden die Batteriemodule 102 so auf der Aufnahmeeinrichtung 7 angeordnet, dass sie mit ihren Längsseiten 16, 26 aneinandergereiht werden und ihre Vorderseiten 46 zu den Kühlkanälen 3 ausgerichtet sind. The 4 shows a recording device 7 a vehicle component 1 , The recording device 7 is here essentially designed as a plate and includes various stiffeners and receiving elements. For example, at the receiving device 7 various mounting elements for fastening the vehicle component 1 in the underbody area of a vehicle 100 intended. In addition, the receiving device is prepared to, with a plurality of battery modules not shown here for clarity 102 to be equipped. In a central area of the receiving device 7 are two side by side arranged parallel support elements 17 intended. Within the carrier elements 17 run the cooling channels 3 , which here a supply channel 23 and a return channel 33 include. This will be the battery modules 102 so on the recording device 7 arranged them with their long sides 16 . 26 strung together and their fronts 46 to the cooling channels 3 are aligned.

In der Mitte der Aufnahmeeinrichtung 7 können zudem weitere Batteriemodule 102 zwischen den Kühlkanälen 3 angeordnet werden. Zur Kühlung dieser längs angeordneten Batteriemodule 102 sind hier quer verlaufende Kühlkanäle 3 vorgesehen, welche innerhalb eines auf der Aufnahmeeinrichtung 7 angeordneten Querträgers 27 vorgesehen sind. Die quer auf der Aufnahmeeinrichtung 7 angeordneten Batteriemodul 102 werden vorzugsweise an die längs verlaufenden Kühlkanäle 3 zur Kühlung angebunden. In the middle of the recording device 7 You can also use other battery modules 102 between the cooling channels 3 to be ordered. For cooling these longitudinal battery modules 102 here are transverse cooling channels 3 provided, which within a on the receiving device 7 arranged cross member 27 are provided. The cross on the receiving device 7 arranged battery module 102 are preferably to the longitudinal cooling channels 3 connected for cooling.

In der 5 ist eine geschnittene Darstellung einer Fahrzeugkomponente 1 mit der in der 4 dargestellten Aufnahmeeinrichtung 7 gezeigt, welche hier zudem mit Batteriemodulen 102 bestückt ist und eine Kühleinrichtung 2 aufweist. Dabei ist ein Batteriemodul 102 gezeigt, welches sich hier links von dem Trägerelement 17 befindet und in einer Längsrichtung angeordnet ist. Rechts von dem Trägerelement 17 sind längs angeordnete Batteriemodule 102 gezeigt, von denen eines einer geschnittenen Darstellung gezeigt ist. Dabei ist die Anbindung der Wärmerohre 8 mittels der Wärmekoppelelemente 4 an die Wandung 13 des Kühlkanals 3 hier besonders gut zu erkennen. In the 5 is a sectional view of a vehicle component 1 with the in the 4 shown receiving device 7 shown, which also here with battery modules 102 is equipped and a cooling device 2 having. There is a battery module 102 shown, which is here left of the support element 17 is located and arranged in a longitudinal direction. Right of the support element 17 are longitudinally arranged battery modules 102 shown, one of which is shown in a sectional view. Here is the connection of the heat pipes 8th by means of the heat coupling elements 4 to the wall 13 of the cooling channel 3 to recognize here particularly well.

Der Kühlkanal 3 umfasst hier einen Vorlaufkanal 23 und einen Rücklaufkanal 33, durch welche das Kühlmittel gegenläufig strömt. Der Kühlkanal 3 ist innerhalb eines als Rechteckprofil ausgebildeten Abschnitts des Trägerelements 17 integriert. Insbesondere zur Versteifung und/oder zur Aufnahme weiterer Bauteile umfasst das Trägerelement 17 hier noch ein mit dem unteren Rechteckprofil verbundenes U-Profil. Besonders gut ist hier auch die flache Bauweise der Fahrzeugkomponente 1 zu erkennen. The cooling channel 3 here includes a flow channel 23 and a return channel 33 through which the coolant flows in opposite directions. The cooling channel 3 is within a formed as a rectangular profile portion of the support element 17 integrated. In particular, for stiffening and / or for receiving further components comprises the support element 17 Here is another connected to the lower rectangular profile U-profile. Particularly well here is the flat design of the vehicle component 1 to recognize.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Fahrzeugkomponente vehicle component
2 2: Kühleinrichtung cooling device
3 3: Kühlkanal cooling channel
4 4: Wärmekoppelelement Heat coupling element
5 5: Kühlkörper heatsink
7 7: Aufnahmeeinrichtung recording device
8 8th: Wärmerohr heat pipe
12 12: Pumpeneinrichtung pump means
13 13: Wandung wall
15 15: Kühlabschnitt cooling section
16 16: Seite page
17 17: Trägerelement support element
18 18: Heatpipe Heatpipe
22 22: Wärmetauscher heat exchangers
23 23: Vorlaufkanal forward channel
25 25: Kühlabschnitt cooling section
26 26: Seite page
27 27: Querträger crossbeam
28 28: Thermosiphon thermosiphon
33 33: Rücklaufkanal Return channel
35 35: Kühlabschnitt cooling section
36 36: Seite page
46 46: Seite page
100 100: Fahrzeug vehicle
101 101: Traktionsbatterie traction battery
102 102: Batteriemodul battery module
103 103: Batteriezelle battery cell
104 104: Leistungselektronik power electronics
105 105: Fahrantrieb traction drive

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012219057 A1 [0003]
DE 102011107007 A1 [0004]

Claims

Vehicle component ( 1 ) for an at least partially electrically operated vehicle ( 100 ) for cooling a traction battery ( 101 ) with at least one battery module ( 102 ) with at least one battery cell ( 103 ) comprising at least one cooling device ( 2 ) with at least one of at least one cooling medium permeable cooling channel ( 3 ), characterized in that the cooling device ( 2 ) at least one heat pipe ( 8th ) for transferring latent heat between the battery module ( 102 ) and the cooling channel ( 3 ) which is connected to at least one heat sink ( 5 ) of the battery module ( 102 ) is connected with heat conduction.

Vehicle component ( 1 ) according to claim 1, wherein the heat sink ( 5 ) at least one on at least one outer side ( 16 ) of the battery module ( 102 ) arranged cooling section ( 15 ), to which the heat pipe ( 8th ) is connected with heat conduction.

Vehicle component ( 1 ) according to the preceding claim, wherein the heat pipe ( 8th ) over at least half the length of the outside ( 16 ) of the battery module ( 102 ) to the cooling section ( 15 ) is attached.

Vehicle component ( 1 ) according to one of the two preceding claims, wherein the heat sink ( 5 ) at least two on opposite outer sides ( 16 . 26 ) of the battery module ( 102 ) arranged cooling sections ( 15 ), to each of which at least one heat pipe ( 8th ) is attached.

Vehicle component ( 1 ) according to one of the three preceding claims, wherein the heat sink ( 5 ) on at least one outer side of the battery module ( 102 ) at least two superimposed cooling sections ( 15 ), to each of which at least one heat pipe ( 8th ) is attached.

Vehicle component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the heat pipe ( 8th ) at least one end a heat coupling element ( 4 ) for heat-conducting connection to at least one wall ( 13 ) of the cooling channel ( 3 ) having.

Vehicle component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the heat pipe ( 8th ) at least one heat pipe ( 18 ) and / or at least one thermosyphone ( 28 ).

Vehicle component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the heat pipe ( 8th ) comprises at least one thermoacoustic heat exchanger.

Vehicle component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the cooling channel ( 3 ) for cooling at least one module group ( 120 ) comprising at least two battery modules ( 102 ) is formed and provided.

Vehicle component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein for receiving the battery module ( 102 ) at least one receiving device ( 7 ) with at least one elongate support element ( 17 ) is provided and wherein the cooling channel ( 3 ) at least in sections within the carrier element ( 17 ) runs.

Vehicle component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the cooling channel ( 8th ) at least one flow channel ( 23 ) and at least one return channel ( 33 ).

Vehicle component ( 1 ) according to one of the preceding claims, comprising a traction battery ( 101 ).

Vehicle ( 100 ) with at least one traction battery ( 101 ) with at least one battery module ( 102 ) with at least one battery cell ( 103 ) for supplying energy to an at least partially electric traction drive ( 105 ) comprising a vehicle component ( 1 ) according to any one of the preceding claims.

Method for operating a vehicle component ( 1 ) for an at least partially electrically operated vehicle ( 100 ) for cooling a traction battery ( 101 ) with at least one battery module ( 102 ) with at least one battery cell ( 103 ) comprising at least one cooling device ( 2 ) with at least one cooling channel ( 3 ), which is traversed by at least one cooling medium, characterized in that heat between a heat sink ( 5 ) of the battery module ( 102 ) and the cooling channel ( 3 ) is transferred at least in sections as latent heat and in particular as heat of vaporization.