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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem elektrischen Energiespeichermittel, das zur Versorgung mindestens einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie eingerichtet ist, umfassend einen Fahrzeugunterboden und einen Fahrgastraum-/Laderaumboden, zwischen denen ein Aufnahmeraum ausgebildet ist, innerhalb dessen das mindestens eine elektrische Energiespeichermittel untergebracht ist, sowie eine Temperierungsvorrichtung, die zur Temperierung des mindestens einen elektrischen Energiespeichermittels eingerichtet ist.
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Bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen spielen alternative Antriebskonzepte mittlerweile eine zunehmend wichtigere Rolle. Eine große Bedeutung haben elektromotorische Antriebe erlangt. Dabei wird zwischen elektrischen Hybridfahrzeugen, die zusätzlich zu einer mit fossilen Brennstoffen betreibbaren Brennkraftmaschine zumindest eine elektrische Maschine aufweisen, und rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen, die als Antriebsvorrichtung mindestens eine elektrische Maschine aufweisen, unterschieden. Um die mindestens eine elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgen zu können, weisen derartige Kraftfahrzeuge zumindest ein aufladbares elektrisches Energiespeichermittel auf, das häufig auch als Traktions- oder Antriebsbatterie bezeichnet wird. Das aufladbare elektrische Energiespeichermittel weist eine Mehrzahl miteinander verschalteter Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeicher (in Nickel-Metall-Hydrid-Technik oder aktuell in Lithium-Ionen-Technik) auf. Die Lithium-Ionen-Technik ist aktuell vorteilhafter, da mit dieser eine größere Energiedichte erhalten werden kann und Selbstentladungseffekte geringer sind. Für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb spielt das Thermomanagement des elektrischen Energiespeichermittels eine besonders wichtige Rolle. So hat es sich gezeigt, dass sich der Wirkungsgrad der Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeicher des elektrischen Energiespeichermittels bei niedrigen Temperaturen stark verringert. Darüber hinaus sinkt die Lebensdauer der Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeicher des elektrischen Energiespeichermittels bei hohen Betriebstemperaturen.
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Für ein wirksames Thermomanagement des elektrischen Energiespeichermittels ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine Kühlplatte aus einem metallischen Werkstoff unterhalb der einzelnen Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeicher des elektrischen Energiespeichermittels anzuordnen.
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Die
DE 10 2011 114 772 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeichermittel für eine elektrische Maschine, welches in einem Mitteltunnel des Kraftfahrzeugs untergebracht ist. Um überschüssige Wärmeenergie abzuführen, ist eine Kühlplatte mit dem elektrischen Energiespeichermittel verbunden. Die Kühlplatte wird mittels einer Kühlflüssigkeit, die durch eine mit der Kühlplatte verbundene Kühlleitung strömt, gekühlt.
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Die
EP 2 362 464 A1 beschreibt eine ähnlich ausgeführte Anordnung zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichermittels, die in einem Außengehäuse des elektrischen Energiespeichermittels untergebracht ist. Unterhalb der Batteriezellen des elektrischen Energiespeichermittels ist eine Kühlplatte angeordnet, um Wärme von den Batteriezellen abzuführen. Um die Kühlplatte kühlen zu können, weist die Anordnung eine mit der Kühlplatte verbundene Kühlleitung auf, durch die ein Kühlfluid strömen kann.
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Wenn das elektrische Energiespeichermittel mit der mit diesem verbundenen Kühlplatte innerhalb des Aufnahmeraums zwischen dem Fahrzeugunterboden und dem Fahrgastraum-/Laderaumboden untergebracht ist, kann der Fahrzeugunterboden bei einem Überfahren von Gegenständen oder Bordsteinen derart mechanisch belastet und unter Umständen auch irreversibel verformt werden, so dass die Kühlplatte ihrerseits verformt oder beschädigt werden kann.
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Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem Beschädigungen der Temperierungsvorrichtung beim Überfahren von Gegenständen oder Bordsteinen auf einfache und effektive Weise verhindert werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperierungsvorrichtung zumindest eine dauerflexible und druckstabile Temperierungsfluidführungseinrichtung umfasst, die innerhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist und mit dem mindestens einen elektrischen Energiespeichermittel in einem thermischen Kontakt steht, wobei die Temperierungsfluidführungseinrichtung an einen Temperierungsfluidkreislauf angeschlossen ist, durch den ein Temperierungsfluid strömen kann. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die Temperierungsvorrichtung auch ohne eine zu irreversiblen Verformungen neigende Kühlplatte ausgeführt werden kann und dennoch eine effiziente Temperierung (Kühlung oder Erwärmung) des elektrischen Energiespeichermittels erreicht werden kann. Dadurch, dass die Temperierungsfluidführungseinrichtung dauerflexibel und nicht starr ausgebildet ist, wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Temperierungsfluidführungseinrichtung zum Beispiel bei einer mechanischen Belastung des Fahrzeugunterbodens ihrerseits stärker mechanisch verformt werden kann, ohne dass sie dabei beschädigt wird. Wenn sich der Unterboden des Kraftfahrzeugs nach dem Wegfall der äußeren mechanischen Belastung wieder reversibel in seine ursprüngliche Position zurückbewegt, kann die Temperierungsfluidführungseinrichtung ebenfalls wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der Reversibilität kein zusätzlicher Bauraum für mögliche Verformungen des Fahrzeugunterbodens zwischen der Temperierungsfluidführungseinrichtung und dem Fahrzeugunterboden vorgesehen werden muss. Die Temperierungsfluidführungseinrichtung kann somit unmittelbar auf dem Fahrzeugunterboden angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf eine zusätzliche Andruckvorrichtung, welche die Temperierungsfluidführungseinrichtung an das elektrische Energiespeichermittel andrückt, verzichtet werden kann. Der notwendige Andruck kann durch den Fluiddruck des innerhalb der Temperierungsfluidführungseinrichtung strömenden Temperierungsfluids selbst erzeugt werden. In den Temperierungsfluidkreislauf ist vorzugsweise mindestens eine Heizvorrichtung integriert, so dass das Temperierungsfluid bei Bedarf auch aufgeheizt werden kann.
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Um das elektrische Energiespeichermittel möglichst großflächig temperieren zu können, wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass sich die Temperierungsfluidführungseinrichtung zumindest abschnittsweise im Wesentlichen mäanderartig durch den Aufnahmeraum erstreckt.
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Zur Vereinfachung der Montage hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Temperierungsfluidführungseinrichtung einstückig ausgebildet ist.
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Um insbesondere auch komplexere Geometrien der Temperierungsfluidführungseinrichtung realisieren zu können, besteht in einer alternativen Ausführungsform auch die Möglichkeit, dass die Temperierungsfluidführungseinrichtung mehrere Temperierungsfluidleitungssegmente aufweist, die fluiddicht miteinander verbunden sind.
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Um einen großen Strömungsquerschnitt für das Temperierungsfluid bei gleichzeitig geringer Bauhöhe zu erreichen, wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Temperierungsfluidführungseinrichtung einen länglich ovalen Querschnitt aufweist. Dieser länglich ovale Querschnitt wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die bidirektionale Wärmeleitung zwischen dem elektrischen Energiespeichermittel und der Temperierungsfluidführungseinrichtung aus.
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Vorzugsweise kann die Temperierungsfluidführungseinrichtung zumindest abschnittsweise als Temperierungsfluidschlauch oder als Temperierungsfluidrohr ausgebildet sein oder eine Temperierungsfluidmatte umfassen. Ein Temperierungsfluidschlauch zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Flexibilität aus, die sich positiv auf das Verhalten im Falle einer Deformation auswirkt und zudem die Realisierung komplexer Geometrien der Temperierungsfluidführungseinrichtung ermöglicht. Bei der Ausführung der Temperierungsfluidführungseinrichtung als flexible Temperierungsfluidmatte kann diese in vorteilhafter Weise eine Anzahl von Stabilisierungsmitteln, insbesondere Einzügen, zur Stabilisierung und/oder Fluidströmungsführung aufweisen. Eine Temperierungsfluidmatte zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie sehr einfach montierbar ist.
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Um eine effizientere bidirektionale Wärmeleitung zwischen dem elektrischen Energiespeichermittel und der Temperierungsfluidführungseinrichtung zu erreichen, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass an einer dem elektrischen Energiespeichermittel zugewandten Außenseite der Temperierungsfluidführungseinrichtung zumindest eine zusätzliche Wärmekontaktfläche angeformt ist.
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Um den Montageprozess zu vereinfachen, kann in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Temperierungsfluidführungseinrichtung mehrere sich parallel zueinander erstreckende Leitungsabschnitte aufweist, die durch eine Anzahl von Verbindungsmitteln, die sich zwischen den Leitungsabschnitten erstrecken, paarweise miteinander verbunden sind. Die Temperierungsfluidführungseinrichtung bildet in dieser Ausführungsform eine mattenartige Struktur, die sich besonders einfach und schnell montieren lässt.
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Vorzugsweise können die Verbindungsmittel stegartig ausgebildet sein. Stegartige Verbindungsmittel lassen sich einfach herstellen und wirken sich nicht nachteilig auf die Aufbauhöhe der Temperierungsfluidführungseinrichtung aus. Die stegartigen Verbindungsmittel müssen nicht zwingend durchgängig zwischen den benachbarten Leitungsabschnitten der Temperierungsfluidführungseinrichtung ausgebildet sein. Zur Gewichtsreduktion können die stegartigen Verbindungsmittel auch Unterbrechungen aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass zumindest einige der Verbindungsmittel starr ausgebildet sind. Die starren, vorzugsweise stegartig ausgebildeten Verbindungsmittel ermöglichen zumindest abschnittsweise ein stärkeres Anpressen der Temperierungsfluidführungseinrichtung an das elektrische Energiespeichermittel, so dass die Wärmeübertragungsfläche in diesen Bereichen lokal vergrößert werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass zumindest einige der Verbindungsmittel flexibel ausgebildet sind. Die flexiblen, vorzugsweise stegartigen Verbindungsmittel erlauben in vorteilhafter Weise stärkere Deformationen innerhalb eines Deformationsbereichs zwischen dem Fahrzeugunterboden und dem elektrischen Energiespeichermittel.
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Durch eine Kombination flexibler Verbindungsmittel mit starren Verbindungsmitteln kann in bestimmten Bereichen eine größere Flexibilität der Temperierungsfluidführungseinrichtung erreicht werden, wohingegen in anderen Bereichen eine stärkere thermische Anbindung der Temperierungsfluidführungseinrichtung an das elektrische Energiespeichermittel erhalten werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen
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1 eine schematisch stark vereinfachte Draufsicht auf einen Fahrzeugunterboden eines Kraftfahrzeugs, das gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, mit einer auf dem Fahrzeugunterboden angeordneten Temperierungsfluidführungseinrichtung,
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2 einen Querschnitt durch den Fahrzeugunterboden, die Temperierungsfluidführungseinrichtung, ein elektrisches Energiespeichermittel sowie einen Fahrgastraum/-Laderaumboden des Kraftfahrzeugs,
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3 einen Längsschnitt durch den Fahrzeugunterboden, die Temperierungsfluidführungseinrichtung, das elektrische Energiespeichermittel sowie den Fahrgastraum/-Laderaumboden des Kraftfahrzeugs,
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4 eine schematisch stark vereinfachte Draufsicht auf einen Fahrzeugunterboden eines Kraftfahrzeugs, das gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, mit einer auf dem Fahrzeugunterboden angeordneten, als Temperierungsfluidmatte ausgebildeten Temperierungsfluidführungseinrichtung,
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5 einen Querschnitt durch den Fahrzeugunterboden, die Temperierungsfluidmatte, ein elektrisches Energiespeichermittel sowie den Fahrgastraum/-Laderaumboden des Kraftfahrzeugs.
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Ein Kraftfahrzeug 1, das gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, umfasst ein aufladbares elektrisches Energiespeichermittel 2, das an mindestens eine hier nicht explizit dargestellte elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen ist. Das Kraftfahrzeug 1 kann ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug oder ein elektrisches Hybridfahrzeug sein und somit zusätzlich zu der elektrischen Maschine eine Brennkraftmaschine als weitere Antriebsvorrichtung aufweisen.
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Das elektrische Energiespeichermittel 2 ist dazu eingerichtet, die daran angeschlossene elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs 1 zu speisen und umfasst eine Mehrzahl aufladbarer und elektrisch miteinander verbundener Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeicher. Bei den Batteriemodulen beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeichern handelt es sich vorzugsweise um Lithium-Ionen-Batteriemodule beziehungsweise Lithium-Ionen-Batteriezellen/Batteriespeicher. Diese zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Energiedichte und eine hohe spezifische Leistung aus.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Fahrzeugunterboden 3 und einen in Fahrzeughochrichtung davon beabstandeten Fahrgastraum/-Laderaumboden 4. Dieser Fahrgastraum/-Laderaumboden 4 ist nur in 2 und 3 zu erkennen und wurde in 1 aus Vereinfachungsgründen weggelassen. Zwischen dem Fahrzeugunterboden 3 und dem Fahrgastraum/-Laderaumboden 4 ist ein Aufnahmeraum 5 ausgebildet, innerhalb dessen das mindestens eine elektrische Energiespeichermittel 2 untergebracht ist.
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Das elektrische Energiespeichermittel 2 ist während des Betriebs unterschiedlichen Temperatureinflüssen ausgesetzt, die unterschiedliche Auswirkungen haben können. Es ist zum Beispiel bekannt, dass sich der Wirkungsgrad der Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeicher des elektrischen Energiespeichermittels 2 bei niedrigen Temperaturen stark verringert. Ferner sinkt die Lebensdauer der Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen/Batteriespeicher des elektrischen Energiespeichermittels 2 bei hohen Betriebs- beziehungsweise Umgebungstemperaturen. Um ein wirksames Thermomanagement und somit einen zuverlässigen und sicheren Betrieb des elektrischen Energiespeichermittels 2 bei unterschiedlichen Betriebs- und Umgebungstemperaturen zu gewährleisten, weist das Kraftfahrzeug 1 zumindest eine dauerflexible und druckstabile Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 auf, durch die ein Temperierungsfluid zur Temperierung des elektrischen Energiespeichermittels 2 strömen kann.
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Zur besseren Veranschaulichung wurden in der Draufsicht gemäß 1 zusätzlich zum Fahrgastraum/-Laderaumboden 4 auch einzelne Abschnitte des elektrischen Energiespeichermittels 2 bewusst weggelassen. Wie in dieser Darstellung zu erkennen, erstreckt sich die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6, die nur zum Teil gezeigt ist, mäanderartig durch den Aufnahmeraum 5 zwischen dem Fahrzeugunterboden 3 und dem Fahrgastraum/-Laderaumboden 4. Dadurch wird eine relativ große effektiv zur Verfügung stehende Wärmeübertragungsfläche zwischen der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 und dem elektrischen Energiespeichermittel 2 geschaffen.
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Die dauerflexible und druckstabile Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 kann insbesondere als Temperierungsfluidschlauch oder als Temperierungsfluidrohr ausgeführt sein. Die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 kann entweder einstückig ausgebildet sein oder mehrere Temperierungsfluidleitungssegmente aufweisen, die fluiddicht miteinander verbunden sind, um dadurch insbesondere in den Verbindungsabschnitten zwischen zwei benachbarten Temperierungsfluidleitungssegmenten einen unerwünschten Austritt des Temperierungsfluids wirksam zu verhindern.
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Die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 ist an mindestens ein Verteilermittel 7 eines Temperierungskreislaufs des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Der Temperierungskreislauf, durch den das Temperierungsfluid gefördert wird, kann so ausgebildet sein, dass er ausschließlich der Temperierung des elektrischen Energiespeichermittels 2 dient. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass mittels des Temperierungskreislaufs auch andere Aggregate, Bauteile oder dergleichen des Kraftfahrzeugs 1 temperiert werden können. Der Temperierungskreislauf kann zumindest eine Heizvorrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Temperierungsfluid bei Bedarf zu erwärmen. Der Anschluss der Temperierungsfluidführungseinrichtung 3 an das Verteilermittel 7 kann zum Beispiel mittels einer Steckkupplung oder einer Anschlussschelle erfolgen.
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Wie in 2 und 3 zu erkennen, ist die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 innerhalb des Aufnahmeraums 5 zwischen dem Fahrzeugunterboden 3 und dem elektrischen Energiespeichermittel 2 angeordnet und steht mit diesen in einem unmittelbaren thermischen Kontakt, um dadurch einen effizienten Wärmeübergang im Kühlbetrieb von dem elektrischen Energiespeichermittel 2 durch eine Wandung der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 zu dem Temperierungsfluid beziehungsweise im Heizbetrieb von dem Temperierungsfluid durch die Wandung der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 zu dem elektrischen Energiespeichermittel 2 zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine bedarfsgerechte, effiziente Temperierung (Kühlung oder Erwärmung) des elektrischen Energiespeichermittels 2 erreicht werden. Somit kann von dem elektrischen Energiespeichermittel 2 mittels des Temperierungsfluids, das durch die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 strömt, Wärme abgeführt werden, wenn das elektrische Energiespeichermittel 2 gekühlt werden soll. Wenn umgekehrt das elektrische Energiespeichermittel 2 erwärmt werden soll, kann diesem mittels des erwärmten Temperierungsfluids Wärme zugeführt werden.
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 einen von einer Kreisform abweichenden, länglich ovalen Querschnitt auf. Durch diese Maßnahme kann ein großer Strömungsquerschnitt bei gleichzeitig geringer Bauhöhe der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 erreicht werden. Vorzugsweise können an einer Außenseite der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 zusätzlich spezielle Wärmekontaktflächen 63, 64 angeformt sein, um die für eine bidirektionale Wämeübertragung zwischen der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 und dem elektrischen Energiespeichermittel 2 sowie zwischen dem Fahrzeugunterboden 3 und der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 effektiv zur Verfügung stehenden Wärmeübertragungsflächen lokal zu vergrößern.
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Die Flexibilität der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 hat im Vergleich zu einer starren Kühlplatte den Vorteil, dass die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 zum Beispiel bei einer äußeren Belastung des Fahrzeugunterbodens 3 stärker mechanisch verformt werden kann, ohne dabei beschädigt zu werden. Wenn sich der Unterboden 3 des Kraftfahrzeugs nach dem Wegfall der äußeren mechanischen Belastung wieder reversibel in seine ursprüngliche Position zurückbewegt, kann die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 ebenfalls wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der Reversibilität kein zusätzlicher Bauraum für mögliche Verformungen des Fahrzeugunterbodens 3 zwischen der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 und dem Fahrzeugunterboden 3 vorgehalten werden muss. Die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 kann somit unmittelbar auf dem Fahrzeugunterboden 3 angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf eine zusätzliche Andruckvorrichtung, welche die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 an das elektrische Energiespeichermittel 2 andrückt, verzichtet werden kann. Der notwendige Andruck wird durch den Fluiddruck innerhalb der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 selbst erzeugt.
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Wie in 1 und 2 zu erkennen, sind in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel benachbarte, sich parallel zueinander erstreckende Leitungsabschnitte 60, 61, 62 der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 jeweils durch zwei stegartige mechanische Verbindungsmittel 9a, 9b, 10a, 10b paarweise miteinander verbunden. Angrenzend an die gebogenen Bereiche der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 erstreckt sich jeweils ein erstes, starr ausgebildetes Verbindungsmittel 9a, 9b zwischen den benachbarten Leitungsabschnitten 60, 61, 62 der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6. Das zweite stegartige Verbindungsmittel 10a, 10b, das jeweils zwei benachbarte Leitungsabschnitte 60, 61, 62 der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 paarweise miteinander verbindet, ist demgegenüber flexibel ausgebildet. Durch die stegartigen Verbindungsmittel 9a, 9b, 10a, 10b kann eine mattenartige Baugruppenstruktur erhalten werden, die die Montage der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 erheblich vereinfachen kann.
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In Abhängigkeit davon, ob starre Verbindungsmittel 9a, 9b oder flexible Verbindungsmittel 10a, 10b zwischen den Leitungsabschnitten 60, 61, 62 der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 vorgesehen sind, lassen sich unterschiedliche Effekte erzielen. Die flexiblen stegartigen Verbindungsmittel 10a, 10b erlauben stärkere Deformationen innerhalb eines Deformationsbereichs 11 zwischen dem Fahrzeugunterboden 3 und dem elektrischen Energiespeichermittel 2. Die starren stegartigen Verbindungsmittel 9a, 9b ermöglichen demgegenüber ein stärkeres Anpressen der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 an das elektrische Energiespeichermittel 2 und den Fahrzeugunterboden 3, so dass die Wärmeübertragungsfläche auch ohne zusätzlich an die Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 angeformte Wärmekontaktflächen 63, 64 vergrößert werden kann.
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Die stegartigen Verbindungsmittel 9a, 9b, 10a, 10b müssen nicht zwingend durchgängig zwischen den benachbarten Leitungsabschnitten 60, 61, 62 der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 ausgebildet sein. Zur Gewichtsreduktion können die Verbindungsmittel 9a, 9b, 10a, 10b auch Unterbrechungen aufweisen.
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Durch die hier gezeigte Kombination starrer Verbindungsmittel 9a, 9b mit flexiblen Verbindungsmitteln 10a, 10b kann in bestimmten Bereichen der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 eine größere Flexibilität und in anderen Bereichen eine stärkere thermische Anbindung der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 an das elektrische Energiespeichermittel 2 erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren, hier nicht explizit dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, mehrere voneinander getrennte Temperierungsfluidleitungen 6 zur Temperierung des elektrischen Energiespeichermittels 2 vorzusehen, die an den Temperierungsfluidkreislauf des Kraftfahrzeugs angeschlossen sind.
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Unter Bezugnahme auf 4 und 5 soll nachfolgend ein Kraftfahrzeug 1 näher erläutert werden, das gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst wiederum einen Fahrzeugunterboden 3 und einen in Fahrzeughochrichtung davon beabstandeten Fahrgastraum/-Laderaumboden 4. Dieser Fahrgastraum/-Laderaumboden 4 ist nur in 5 zu erkennen. Zwischen dem Fahrzeugunterboden 3 und dem Fahrgastraum/-Laderaumboden 4 ist ein Aufnahmeraum 5 ausgebildet, innerhalb dessen das mindestens eine elektrische Energiespeichermittel 2 untergebracht ist.
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Die dauerflexible und druckstabile Temperierungsfluidführungseinrichtung 6, durch die ein Temperierungsfluid zur Temperierung des elektrischen Energiespeichermittels 2 strömen kann, weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Temperierungsfluidmatte 100 auf, die innerhalb des Aufnahmeraums 5 zwischen dem Fahrzeugunterboden 3 und dem elektrischen Energiespeichermittel 2 angeordnet ist. Die Temperierungsfluidmatte 100 weist mehrere Einzüge 110 auf, die Stabilisierungsmittel zur Stabilisierung und/oder Fluidströmungsführung bilden. Im Kühlbetrieb wird ebenfalls ein effizienter Wärmeübergang von dem elektrischen Energiespeichermittel 2 auf die Temperierungsfluidmatte 100 und das dort hindurchströmende Temperierungsfluid beziehungsweise im Heizbetrieb von dem Temperierungsfluid zu dem elektrischen Energiespeichermittel 2 ermöglicht. Auf diese Weise kann eine bedarfsgerechte effiziente Temperierung (Kühlung oder Erwärmung) des elektrischen Energiespeichermittels 2 erreicht werden. Somit kann von dem elektrischen Energiespeichermittel 2 mittels des Temperierungsfluids, das durch die Temperierungsfluidmatte 100 strömt, Wärme abgeführt werden, wenn das elektrische Energiespeichermittel 2 gekühlt werden soll. Wenn umgekehrt das elektrische Energiespeichermittel 2 erwärmt werden soll, kann diesem mittels des erwärmten Temperierungsfluids Wärme zugeführt werden.
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Die Flexibilität der Temperierungsfluidmatte 100 mit den darin vorgesehenen Einzügen 110 hat im Vergleich zu einer starren Kühlplatte wiederum den Vorteil, dass zum Beispiel bei einer äußeren Belastung des Fahrzeugunterbodens 3 eine stärkere mechanische Verformung möglich ist, ohne dass dabei die Gefahr von Beschädigungen besteht. Wenn sich der Unterboden 3 des Kraftfahrzeugs nach dem Wegfall der äußeren mechanischen Belastung wieder reversibel in seine ursprüngliche Position zurückbewegt, kann die flexible Temperierungsfluidmatte 100 wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. Ein weiterer Vorteil besteht darüber hinaus auch darin, dass aufgrund der Reversibilität kein zusätzlicher Bauraum für mögliche Verformungen des Fahrzeugunterbodens 3 zwischen der Temperierungsfluidmatte 100 und dem Fahrzeugunterboden 3 vorgehalten werden muss. Die Temperierungsfluidmatte 100 kann somit unmittelbar auf dem Fahrzeugunterboden 3 angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf eine zusätzliche Andruckvorrichtung, welche die Temperierungsfluidmatte 100 an das elektrische Energiespeichermittel 2 andrückt, verzichtet werden kann. Der notwendige Andruck wird durch den Fluiddruck des Temperierungsfluids selbst erzeugt. Darüber hinaus lässt sich die Temperierungsfluidmatte 100 mit den darin vorgesehenen Einzügen 110 als einteilige Baugruppe sehr einfach und schnell montieren. Anschlussmittel zum Anschluss der Temperierungsfluidführungseinrichtung 6 an einen Temperierungskreislauf des Kraftfahrzeugs 1 können an allen Seiten der Temperierungsfluidmatte 100 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011114772 A1 [0004]
- EP 2362464 A1 [0005]
