DE102015121032A1

DE102015121032A1 - Battery component and method of manufacture

Info

Publication number: DE102015121032A1
Application number: DE102015121032.0A
Authority: DE
Inventors: Hubert Stadtfeld
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriekomponente (1) für eine Batterieeinrichtung (2) eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Batteriekomponente (1). Die Batteriekomponente (1) umfasst eine Temperiereinrichtung (3), welche von einem Wärmeträgerfluid zur Temperierung eines Batteriebauteils (12) durchströmbar ist. Dabei umfasst die Temperiereinrichtung (3) eine poröse Körpereinrichtung (5), welche eine Vielzahl mit dem Wärmeträgerfluid durchströmbarer Poren (15) aufweist. Dadurch ist durch die poröse Körpereinrichtung (5) eine vergrößerte Oberfläche für einen Wärmeaustausch mit dem Batteriebauteil (12) bereitstellbar.The present invention relates to a battery component (1) for a battery device (2) of an at least partially electrically operated vehicle and to a method for producing such a battery component (1). The battery component (1) comprises a tempering device (3), which can be flowed through by a heat transfer fluid for controlling the temperature of a battery component (12). In this case, the tempering device (3) comprises a porous body device (5) which has a plurality of pores (15) through which the heat transfer fluid can flow. As a result, an enlarged surface for heat exchange with the battery component (12) can be provided by the porous body device (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriekomponente für eine Batterieeinrichtung eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit wenigstens einer Temperiereinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Batteriekomponente. The present invention relates to a battery component for a battery device of an at least partially electrically operated vehicle having at least one tempering device and a method for producing such a battery component.

Der Einsatz von Hochvolt-Batterien in Elektrofahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen erfordert üblicherweise auch eine Regelung der thermischen Betriebsbedingungen. Der Kühlung der Batteriezellen bzw. Batteriemodule kommt häufig eine besondere Bedeutung zu, da das Abrufen der gespeicherten Energie und auch das Aufladen eine erhebliche Wärmeentwicklung hervorrufen. Eine optimale Temperierung der Batterie ist daher für einen zuverlässigen und beständigen Betrieb sehr entscheidend. The use of high-voltage batteries in electric vehicles or hybrid vehicles usually also requires a regulation of the thermal operating conditions. The cooling of the battery cells or battery modules is often of particular importance, since the retrieval of the stored energy and the charging cause significant heat. Optimum temperature control of the battery is therefore very crucial for reliable and stable operation.

Im Stand der Technik sind verschiedene Kühlmöglichkeiten von Batteriezellen in einer Batterie bekannt geworden. Häufig werden dazu Kühlkanäle eingesetzt, in denen ein Kühlmedium zirkuliert. Für einen guten Wärmeübergang müssen die Kühlkanäle entlang der Batteriezellen bzw. der zu kühlenden Bauteile verlaufen. Das führt allerdings häufig zu einem sehr hohen Verbrauch an Bauraum, welcher besonders in Kraftfahrzeugen nur sehr begrenzt zur Verfügung steht. Daher werden die Kühlkanäle oft nur an bestimmten Bereichen an die Batteriemodule angebunden. Das hat allerdings den Nachteil, dass die nutzbare Fläche für den Wärmeübergang zwischen Kühlmedium und zu kühlender Batteriezelle stark eingeschränkt ist. Various cooling possibilities of battery cells in a battery have become known in the prior art. Frequently, cooling channels are used, in which a cooling medium circulates. For a good heat transfer, the cooling channels must run along the battery cells or the components to be cooled. However, this often leads to a very high consumption of space, which is very limited available especially in motor vehicles. Therefore, the cooling channels are often connected to the battery modules only at certain areas. However, this has the disadvantage that the usable area for the heat transfer between the cooling medium and the battery cell to be cooled is severely limited.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Temperierung und insbesondere die Kühlung von Batteriebauteilen einer Batterieeinrichtung für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug zu verbessern. In contrast, it is the object of the present invention to improve the temperature and in particular the cooling of battery components of a battery device for an at least partially electrically operated vehicle.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Batteriekomponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 13. 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 battery component with the features of claim 1 and a method for producing according to claim 13. Preferred developments are subject of the dependent claims. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the general description and the description of the embodiments.

Die erfindungsgemäße Batteriekomponente ist insbesondere für eine Batterieeinrichtung eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs vorgesehen. Die Batteriekomponente umfasst wenigstens eine Temperiereinrichtung. Die Temperiereinrichtung ist wenigstens teilweise von wenigstens einem Wärmeträgerfluid zur Temperierung und insbesondere zur Kühlung wenigstens eines Batteriebauteils durchströmbar. Dabei umfasst die Temperiereinrichtung wenigstens eine wenigstens teilweise poröse Körpereinrichtung. Die poröse Körpereinrichtung weist eine Vielzahl von Poren auf, welche von dem Wärmeträgerfluid durchströmbar sind. Durch die poröse Körpereinrichtung ist eine vergrößerte Oberfläche für einen Wärmeaustausch mit dem Batteriebauteil bereitstellbar. The battery component according to the invention is provided in particular for a battery device of an at least partially electrically operated vehicle. The battery component comprises at least one tempering device. The tempering device is at least partially permeable by at least one heat transfer fluid for temperature control and in particular for cooling at least one battery component. In this case, the tempering device comprises at least one at least partially porous body device. The porous body device has a plurality of pores, which can be flowed through by the heat transfer fluid. By the porous body means an enlarged surface for a heat exchange with the battery component can be provided.

Die erfindungsgemäße Batteriekomponente hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass das Wärmeträgerfluid zum Wärmeaustausch durch eine wenigstens teilweise poröse Körpereinrichtung strömt. Beim Durchströmen eines solchen porösen Körpers ist die am Wärmeaustausch beteiligte Fläche im Vergleich zu seinem Volumen bzw. seiner äußeren Oberfläche extrem groß. Dadurch ist ein besonders guter Wärmeaustausch zwischen dem zu temperierenden Batteriebauteil und dem Wärmeträgerfluid möglich. Die erfindungsgemäße Batteriekomponente ist somit besonders vorteilhaft einsetzbar, wenn nur wenig nutzbare Fläche für den Wärmeübergang zwischen Wärmeträgerfluid und Batteriebauteil zur Verfügung steht. Das ist z. B. bei Hochvolt-Batterien in Elektrofahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen der Fall, für die oft nur ein sehr begrenzter Bauraum bereitgestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Batteriekomponente hat somit auch den Vorteil, dass durch ihren Einsatz ein erhebliches Maß an Bauraum eingespart werden kann. The battery component according to the invention has many advantages. A significant advantage is that the heat transfer fluid for heat exchange flows through an at least partially porous body device. As it flows through such a porous body, the area involved in heat exchange is extremely large compared to its volume or outer surface. As a result, a particularly good heat exchange between the battery component to be tempered and the heat transfer fluid is possible. The battery component according to the invention can thus be used particularly advantageously if only little usable surface is available for the heat transfer between the heat transfer fluid and the battery component. This is z. B. in high-voltage batteries in electric vehicles or hybrid vehicles of the case, for which often only a very limited space can be provided. The battery component according to the invention thus also has the advantage that a considerable amount of space can be saved by their use.

Die Körpereinrichtung wird vorzugsweise durch einen einzelnen porösen Körper zur Verfügung gestellt. Bevorzugt ist die Körpereinrichtung als ein einstückiger poröser Körper ausgebildet. Dieser ist z. B. aus einem porösen Werkstoff gefertigt. Die Körpereinrichtung kann aber auch aus zwei oder mehr porösen Körpern gebildet werden. Besonders bevorzugt wird die Körpereinrichtung dann aus einer Vielzahl einzelner und gegenüber der Körpereinrichtung erheblich kleinerer poröser Körper gebildet. Die Körpereinrichtung kann aus einer Vielzahl granulatartiger und beispielsweise kugelförmiger poröser Körper zusammengefügt sein. Die einzelnen Körper können dabei miteinander verbunden sein. Vorzugsweise ist eine stoffschlüssige Verbindung vorgesehen, zum Beispiel eine Klebeverbindung. The body device is preferably provided by a single porous body. Preferably, the body device is formed as a one-piece porous body. This is z. B. made of a porous material. The body device can also be formed from two or more porous bodies. The body device is then particularly preferably formed from a multiplicity of individual and with respect to the body device a considerably smaller porous body. The body means may be composed of a plurality of granular and, for example, spherical porous bodies. The individual bodies can be connected to each other. Preferably, a cohesive connection is provided, for example an adhesive connection.

Das Wärmeträgerfluid ist vorzugsweise flüssig ausgebildet. Dabei befindet sich das Wärmeträgerfluid bevorzugt in einem gegenüber der Umgebung abgeschlossenen und insbesondere fluiddichten Strömungssystem. Das Wärmeträgerfluid kann auch gasförmig ausgebildet sein. Es ist möglich, dass das Wärmeträgerfluid in einem wenigstens teilweise gegenüber der Umgebung offenen Strömungssystem eingesetzt wird. Als gasförmiges Wärmeträgerfluid kann beispielsweise Luft vorgesehen sein. The heat transfer fluid is preferably formed liquid. In this case, the heat transfer fluid is preferably located in a sealed relative to the environment and in particular fluid-tight flow system. The heat transfer fluid may also be formed in gaseous form. It is possible that the heat transfer fluid is used in an at least partially open to the environment flow system. As a gaseous heat transfer fluid, for example, air may be provided.

Besonders bevorzugt stehen die Poren wenigstens teilweise untereinander in Strömungsverbindung. Insbesondere sind die Poren so untereinander in Verbindung gesetzt, dass sich in der Körpereinrichtung vielfach verzweigende Strömungskanäle ergeben. Ein Strömungskanal stellt vorzugsweise einen abgeschlossenen Raum zur Verfügung, sodass das Wärmeträgerfluid nur an bestimmten Schnittstellen aus der Körpereinrichtung entweichen kann. Insbesondere ist die Körpereinrichtung offenzellig ausgebildet, sodass die einzelnen Poren wenigstens teilweise untereinander in Verbindung stehen. Insbesondere weist jede Pore wenigstens eine und vorzugsweise zwei und besonders bevorzugt eine Vielzahl an Strömungsverbindungen zu anderen Poren auf. Die Strömungskanäle verlaufen insbesondere wenigstens teilweise nicht parallel zueinander und/oder sind nicht linear zueinander angeordnet. Bevorzugt ist eine labyrinthartige Verteilung der Strömungskanäle vorgesehen. Dadurch entstehen vielfach verzweigende Strömungskanäle, welche zu einem erheblichen Teil untereinander in Strömungsverbindung stehen. So kann eine besonders große Kontaktfläche für den Wärmeaustausch zur Verfügung gestellt werden. Particularly preferably, the pores are at least partially in each other Flow connection. In particular, the pores are so interconnected that arise in the body device often branching flow channels. A flow channel preferably provides a closed space, so that the heat transfer fluid can escape from the body device only at certain interfaces. In particular, the body device is open-celled, so that the individual pores are at least partially in communication with each other. In particular, each pore has at least one, and preferably two, and most preferably a plurality of flow connections to other pores. The flow channels are in particular at least partially not parallel to each other and / or are not arranged linear to each other. Preferably, a labyrinthine distribution of the flow channels is provided. This results in manifold branching flow channels, which are to a considerable extent in fluid communication with each other. Thus, a particularly large contact surface for the heat exchange can be provided.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Körpereinrichtung wenigstens teilweise aus einem Metallwerkstoff und insbesondere aus einem Metallschaum gebildet ist. Insbesondere wird ein offenzelliger bzw. offenporiger Metallschaum eingesetzt. Metallschäume eignen sich für die Verwendung in der erfindungsgemäßen Batteriekomponente besonders vorteilhaft. Zum einen bieten Metallschäume eine geeignete Permeabilität für das Wärmeträgerfluid. Metallschäume weisen zudem in der Regel eine vorteilhafte thermische Leitfähigkeit auf. Zudem sind Metallschäume mit einer entsprechend hohen Biegesteifigkeit und einem besonders günstigen Elastizitätsmodul verfügbar, sodass ihre Verwendung neben den thermischen auch konstruktive Vorteile bringt, beispielsweise für das Crashverhalten der Batteriekomponente. Ein weiterer Vorteil von Metallschäumen ist, dass diese in bestimmten Ausgestaltungen auch mit einer geschlossenen Außenhülle verfügbar sind, sodass ein unerwünschter Austritt des Wärmeträgerfluids an einer Außenseite der Körpereinrichtung ohne größeren konstruktiven Aufwand erzielbar ist. In all embodiments, it is preferred that the body device is at least partially formed from a metal material and in particular from a metal foam. In particular, an open-cell or open-pored metal foam is used. Metal foams are particularly advantageous for use in the battery component according to the invention. On the one hand, metal foams provide a suitable permeability to the heat transfer fluid. Metal foams also generally have an advantageous thermal conductivity. In addition, metal foams are available with a correspondingly high flexural rigidity and a particularly favorable modulus of elasticity, so that their use in addition to the thermal also brings constructive advantages, for example, for the crash behavior of the battery component. Another advantage of metal foams is that they are also available in certain embodiments with a closed outer shell, so that an undesirable exit of the heat transfer fluid on an outer side of the body device can be achieved without major design effort.

Möglich sind auch andere geeignete, offenzellige Werkstoffe, welche über eine entsprechende Permeabilität für das Wärmeträgerfluid verfügen. Möglich ist, dass die Körpereinrichtung wenigstens teilweise aus einem Keramikschaum und/oder aus einem mineralischen Werkstoff und/oder aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist. Möglich sind auch Sinterwerkstoffe. Insbesondere ist die poröse Körpereinrichtung als ein Schaumkörper und vorzugsweise als ein geschäumter Festkörper ausgebildet. Die Körpereinrichtung kann auch als ein wabenartiger Körper ausgebildet sein. Also possible are other suitable open-cell materials which have a corresponding permeability for the heat transfer fluid. It is possible that the body device is at least partially made of a ceramic foam and / or of a mineral material and / or of a plastic material. Also possible are sintered materials. In particular, the porous body device is designed as a foam body and preferably as a foamed solid. The body device can also be designed as a honeycomb-like body.

Es ist bevorzugt, dass die Körpereinrichtung wenigstens abschnittsweise von wenigstens einer geschlossenen Außenhülle umgeben ist. Dabei ist die Außenhülle dazu geeignet und ausgebildet, die Körpereinrichtung in Bezug auf das Wärmeträgerfluid gegenüber der Umgebung abzudichten. Dadurch kann ein ungewollter Austritt des Wärmeträgerfluids aus dem porösen Körper verhindert werden. Insbesondere ist die Außenhülle an wenigstens einer Schnittstelle mit wenigsten einer Öffnung versehen. Beispielsweise erfolgt an der Schnittstelle ein Anschluss an ein Leitungssystem der Temperiereinrichtung für die Zufuhr und/oder Abfuhr des Wärmeträgerfluids. It is preferred that the body device is at least partially surrounded by at least one closed outer shell. In this case, the outer shell is suitable and designed to seal the body device relative to the environment with respect to the heat transfer fluid. Thereby, an accidental leakage of the heat transfer fluid from the porous body can be prevented. In particular, the outer shell is provided on at least one interface with at least one opening. For example, a connection to a line system of the tempering device for the supply and / or removal of the heat transfer fluid takes place at the interface.

Es ist bevorzugt, dass die Außenhülle durch die Körpereinrichtung selbst bereitgestellt wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Außenhülle aus dem gleichen Werkstoff wie der poröse Körper gebildet ist. Insbesondere sind die Außenhülle und die Körpereinrichtung einstückig ausgebildet. Bevorzugt sind die Poren an einer Außenseite der porösen Körpereinrichtung fluiddicht verschlossen. Die poröse Körpereinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, einen Abschnitt einer insbesondere fluiddichten Strömungsverbindung für das Wärmeträgerfluid zur Verfügung zu stellen. Eine derart ausgebildete Körpereinrichtung kann beispielsweise direkt als ein Leitungsabschnitt in ein Leitungssystem der Temperiereinrichtung eingesetzt werden. Ein Einbringen der Körpereinrichtung in ein Rohr oder einen Kanal ist somit nicht nötig, sodass Zeit und Kosten bei der Herstellung eingespart werden können. Eine Körpereinrichtung, welche die fluiddichte Außenhülle selbst bereitstellt, kann besonders gut durch einen Metallschaum realisiert werden. Bei der Herstellung wird die geschlossene Außenhülle beispielsweise an einer das Ausgangsmaterial des Metallschaums begrenzenden Werkzeuggeometrie gebildet. It is preferable that the outer shell is provided by the body device itself. It is provided in particular that the outer shell is formed of the same material as the porous body. In particular, the outer shell and the body device are integrally formed. The pores are preferably closed in a fluid-tight manner on an outer side of the porous body device. The porous body device is particularly suitable and designed to provide a portion of a particular fluid-tight flow connection for the heat transfer fluid available. A body device formed in this way can be used, for example, directly as a line section in a line system of the tempering device. An introduction of the body device in a pipe or a channel is therefore not necessary, so time and cost can be saved in the production. A body device, which provides the fluid-tight outer shell itself, can be realized particularly well by a metal foam. During production, the closed outer shell is formed, for example, on a tool geometry delimiting the starting material of the metal foam.

Es ist möglich, dass die Körpereinrichtung als ein Formteil ausgestaltet ist. Insbesondere ist das Formteil dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens teilweise an wenigstens zwei Seitenflächen des zu temperierenden Batteriebauteils angelegt zu werden und vorzugsweise formschlüssig angelegt zu werden. Ein solches Formteil stellt eine besonders große Kontaktfläche für den Wärmeübergang zwischen Batteriebauteil und porösem Körper zur Verfügung. Durch eine dreidimensionale Anpassung an das zu temperierende Batteriebauteil kann ein solches Formteil auch unter sehr beengten Bauraumverhältnissen optimal untergebracht werden. It is possible that the body device is designed as a molded part. In particular, the molded part is suitable and designed to be applied at least partially on at least two side surfaces of the battery component to be tempered and preferably applied in a form-fitting manner. Such a molded part provides a particularly large contact surface for the heat transfer between the battery component and the porous body. By a three-dimensional adaptation to the battery component to be tempered such a molded part can be optimally accommodated even under very tight space conditions.

Vorzugsweise ist das Formteil an wenigstens drei und insbesondere an einer Mehrzahl von Seitenflächen des Batteriebauteils formschlüssig anlegbar. Es kann für ein formschlüssiges Anliegen auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Formteil und dem zu temperierenden Batteriebauteil wenigstens abschnittsweise ein Spalt verbleibt. Dort können beispielsweise weitere Bauteile vorgesehen sein. Beispielsweise ist das Formteil an eine Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul und/oder ein Gehäuse dieser Bauteile angepasst und formschlüssig anlegbar. Besonders bevorzugt ist, dass eine fluiddichte Außenhülle durch das Formteil selbst bereitgestellt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Formteil Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist, welche in entsprechend gegenteilig ausgeformte Bereiche des Batteriebauteils eingreifen. Möglich ist, dass das Formteil wenigstens eine Tasche umfasst, in welche wenigstens ein Abschnitt der zu kühlenden Batteriebauteile eingebettet ist. Preferably, the molding is positively applied to at least three and in particular to a plurality of side surfaces of the battery component. It may also be provided for a positive fit that between the molding and the battery component to be tempered at least a gap remains in sections. There, for example, further components may be provided. For example, the molding is adapted to a battery cell and / or a battery module and / or a housing of these components and form-fitting applied. It is particularly preferred that a fluid-tight outer shell is provided by the molding itself. It can also be provided that the molded part has elevations and / or depressions which engage in correspondingly opposite areas of the battery component. It is possible that the molding comprises at least one pocket, in which at least a portion of the battery components to be cooled is embedded.

Es ist möglich, dass die Außenhülle durch wenigstens ein hohles Bauelement und insbesondere durch wenigstens ein Hohlprofil bereitgestellt wird. Die Außenhülle kann auch wenigstens ein hohles Bauelement und/oder ein Hohlprofil umfassen. Insbesondere ist die Körpereinrichtung in einen Hohlraum des Bauelements bzw. des Profils eingebettet. Vorzugsweise wird der Hohlraum dabei im Wesentlichen vollständig und insbesondere vollständig von der Körpereinrichtung ausgefüllt. Dadurch kann ein besonders guter Wärmeübergang ermöglicht werden. Bei der Herstellung wird beispielsweise die poröse Körpereinrichtung oder ein Grundkörper in ein solches Hohlprofil bzw. hohles Bauelement eingeführt. It is possible that the outer shell is provided by at least one hollow component and in particular by at least one hollow profile. The outer shell may also comprise at least one hollow component and / or a hollow profile. In particular, the body device is embedded in a cavity of the component or of the profile. Preferably, the cavity is filled substantially completely and in particular completely by the body device. As a result, a particularly good heat transfer can be made possible. During production, for example, the porous body device or a basic body is introduced into such a hollow profile or hollow component.

Möglich ist auch, dass eine gezielte Ausnehmung in einem Bauelement vorgesehen ist, in welche die poröse Körpereinrichtung untergebracht wird. Möglich ist auch, dass die poröse Körpereinrichtung in einem wenigstens teilweise hohlen Bauelement aufgenommen ist, welches wenigstens teilweise an wenigstens zwei Seitenflächen des zu temperierenden Batteriebauteils formschlüssig anlegbar ist. Solche Ausgestaltungen haben den Vorteil, dass Körpereinrichtungen einsetzbar sind, welche selbst keine fluiddichte Außenhülle aufweisen. It is also possible that a targeted recess is provided in a component in which the porous body device is housed. It is also possible that the porous body device is received in an at least partially hollow component, which is at least partially form-fitting applied to at least two side surfaces of the battery component to be tempered. Such embodiments have the advantage that body devices can be used which themselves have no fluid-tight outer shell.

Möglich ist auch, dass die Außenhülle durch wenigstens zwei zusammenfügbare Bauelemente bereitgestellt wird. Als zusammenfügbare Bauelemente können beispielsweise Platten und/oder Träger und/oder Profile und/oder andere konstruktive Bauelemente vorgesehen sein. Es ist möglich, dass die Außenhülle durch wenigstens zwei verschiedene Bauelemente bereitgestellt wird. Möglich ist auch, dass die Außenhülle durch gleichartige Bauelemente bereitgestellt wird. Beispielsweise werden ein Teil der Außenhülle durch Platten und ein anderer Teil der Außenhülle durch Träger und/oder Profile bereitgestellt. Die zusammenfügbaren Bauelemente können auch Ausnehmungen und/oder Erhebungen aufweisen, welche die Außenhülle wenigstens teilweise bereitstellen. Beispielsweise kann eine Platte vorgesehen sein, in welcher Ausfräsungen eingebracht sind, in welche die poröse Körpereinrichtung aufnehmbar ist. Die Herstellung einer solchen Komponente kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein geteilter Hohlkörper mit der porösen Körpereinrichtung gefüllt und danach verschlossen wird. It is also possible that the outer shell is provided by at least two assemblable components. As joinable components, for example, plates and / or beams and / or profiles and / or other constructive components may be provided. It is possible that the outer shell is provided by at least two different components. It is also possible that the outer shell is provided by similar components. For example, part of the outer shell is provided by panels and another part of the outer shell by beams and / or profiles. The matable components can also have recesses and / or elevations, which at least partially provide the outer shell. For example, a plate can be provided, in which cutouts are introduced, in which the porous body device can be received. The production of such a component can be carried out, for example, by filling a divided hollow body with the porous body device and then sealing it.

Bevorzugt ist die Körpereinrichtung an wenigstens einer Trägerplatte Wärme leitend angebunden. An der Trägerplatte ist insbesondere auch das zu temperierende Batteriebauteil angeordnet. Beispielsweise sind oberhalb der Trägerplatte eine oder mehrere Batteriezellen Wärme leitend angebunden, sodass deren Wärme durch eine unterhalb der Trägerplatte angeordnete Körpereinrichtung bzw. ein darin fließendes Wärmeträgerfluid abführbar ist. Dabei ist möglich, dass die Körpereinrichtung zwischen zwei oder mehr Trägerplatten eingebunden ist. Beispielsweise kann die Körpereinrichtung zwischen einer Trägerplatte für die zu temperierenden Batteriebauteile und einer Unterbodenplatte zum mechanischen Schutz der Batterieeinrichtung angeordnet sein. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft bei einer Batterieeinrichtung, welche als Unterbodenbatterie vorgesehen ist. Preferably, the body device is connected to at least one support plate conductively heat. On the support plate, in particular, the battery component to be tempered is arranged. For example, one or more battery cells are heat-conductively connected above the carrier plate, so that their heat can be dissipated by a body device arranged below the carrier plate or a heat carrier fluid flowing therein. It is possible that the body device is involved between two or more carrier plates. For example, the body device can be arranged between a carrier plate for the battery components to be tempered and an underbody plate for the mechanical protection of the battery device. Such a configuration is particularly advantageous in a battery device which is provided as a bottom battery.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Körpereinrichtung wenigstens teilweise als eine strukturmechanische Baueinheit zur Aussteifung der Batterieeinrichtung ausgebildet ist. Insbesondere ist die strukturmechanische Baueinheit dazu geeignet und ausgebildet, einen Beitrag zum Crashverhalten und/oder einen Beitrag zur Gesamtsteifigkeit der Batterieeinrichtung beizutragen. Besonders bevorzugt ist die Körpereinrichtung dabei als ein Metallschaum ausgebildet, da solche Metallschäume besonders günstige strukturmechanische Eigenschaften aufweisen. In all embodiments, it is preferred that the body device is at least partially designed as a structure-mechanical structural unit for stiffening the battery device. In particular, the structure-mechanical structural unit is suitable and designed to contribute to the crash behavior and / or contribute to the overall rigidity of the battery device. Particularly preferably, the body device is designed as a metal foam, since such metal foams have particularly favorable structural mechanical properties.

Die Batteriekomponente ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, in einer Unterbodenbatterie eingesetzt zu werden. Besonders bevorzugt ist die poröse Körpereinrichtung als eine strukturmechanische Baueinheit zur Aussteifung der Unterbodenbatterie ausgebildet. Insbesondere trägt eine solche Unterbodenbatterie zur Gesamtkarosseriesteifigkeit des Trägerfahrzeugs bei. The battery component is particularly suitable and adapted to be used in an underbody battery. Particularly preferably, the porous body device is designed as a structure-mechanical structural unit for stiffening the underbody battery. In particular, such an underbody battery contributes to the overall body stiffness of the host vehicle.

Die Temperiereinrichtung ist vorzugsweise dazu geeignet und ausgebildet, eine Vielzahl von Batteriezellen zu temperieren und insbesondere zu kühlen. Möglich ist auch, dass die Batteriezellen durch die Temperiereinrichtung erwärmbar sind. Dabei kann wenigstens ein Teil der Batteriezellen in wenigstens einem Batteriemodul zusammengefasst sein. Beispielsweise sind jeweils mehrere Batteriezellen gruppenweise zu Batteriemodulen angeordnet. Dabei ist die Temperiereinrichtung insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, die Batteriemodule zu temperieren und insbesondere zu kühlen. Da bei Batteriezellen bzw. Batteriemodulen oft eine erhebliche Wärmeentwicklung auftritt, ist eine Kühlung mit der erfindungsgemäßen Batteriekomponente besonders vorteilhaft. The tempering device is preferably suitable and designed to temper a plurality of battery cells and, in particular, to cool them. It is also possible that the battery cells can be heated by the tempering device. In this case, at least part of the battery cells can be combined in at least one battery module. For example, a plurality of battery cells are arranged in groups to form battery modules. In this case, the tempering device is particularly suitable and designed to temper the battery modules and, in particular, to cool them. Since in battery cells or battery modules often a considerable heat development occurs, a cooling with the battery component according to the invention particularly advantageous.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung einer Batteriekomponente für eine Batterieeinrichtung eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Die Batteriekomponente umfasst dabei wenigstens eine Temperiereinrichtung, welche wenigstens teilweise von wenigstens einem Wärmeträgerfluid zur Temperierung wenigstens eines Batteriebauteils durchströmbar ist. Dabei wird bei der Herstellung wenigstens eine wenigstens teilweise poröse Körpereinrichtung mit einer Vielzahl durchströmbarer Poren gefertigt. Die poröse Körpereinrichtung wird in wenigstens eine Strömungsverbindung mit der Temperiereinrichtung gebracht, sodass die Poren mit dem Wärmeträgerfluid durchströmbar sind. The inventive method is used to produce a battery component for a battery device of an at least partially electrically operated vehicle. The battery component in this case comprises at least one tempering device, which can be flowed through at least partially by at least one heat transfer fluid for controlling the temperature of at least one battery component. In this case, at least one at least partially porous body device is produced with a plurality of pores which can be flowed through in the production. The porous body device is brought into at least one flow connection with the tempering device, so that the pores can be flowed through by the heat transfer fluid.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass eine Batteriekomponente kostengünstig und unaufwendig herstellbar ist, welche eine besonders effiziente Temperierung von Batteriebauteilen ermöglicht. Insbesondere wird eine poröse Körpereinrichtung gefertigt, welche wie zuvor beschrieben ausgestaltet ist. The inventive method has the advantage that a battery component is inexpensive and inexpensive to produce, which allows a particularly efficient temperature control of battery components. In particular, a porous body device is produced, which is designed as described above.

Vorzugsweise wird die Körpereinrichtung wenigstens teilweise aus granulatartigen Grundkörpern gefertigt. Als Grundkörper sind vorzugsweise Metallschaumkugeln vorgesehen. Dabei wird eine Permeabilität der Poren für das Wärmeträgerfluid durch die Größe eines Querschnitts der eingesetzten Grundkörper eingestellt. Möglich ist auch, dass die Permeabilität der Poren durch eine Form der Grundkörper eingestellt wird. Beispielsweise sind die Grundkörper kugelartig ausgebildet, sodass die Permeabilität der Poren durch eine Auswahl ihres Durchmessers eingestellt werden kann. Beispielsweise werden Grundkörper eingesetzt, welche sich in ihrer Größe unterscheiden und insbesondere um mehr als 25 %, und vorzugsweise um mehr als 50 % oder auch um ein Mehrfaches in ihrer Größe unterscheiden. Die Permeabilität der Poren kann aber auch durch die Porengröße selbst und/oder durch einen Abstand der Poren zueinander und/oder durch die Anzahl der Strömungsverbindungen zwischen den Poren untereinander eingestellt werden. Preferably, the body device is at least partially made of granular basic bodies. As the main body metal foam balls are preferably provided. In this case, a permeability of the pores for the heat transfer fluid is adjusted by the size of a cross section of the base body used. It is also possible that the permeability of the pores is adjusted by a shape of the base body. For example, the main body are formed like a ball, so that the permeability of the pores can be adjusted by selecting their diameter. For example, base bodies are used which differ in their size and in particular differ by more than 25%, and preferably by more than 50% or even several times their size. However, the permeability of the pores can also be adjusted by the pore size itself and / or by a distance of the pores from each other and / or by the number of flow connections between the pores with each other.

Vorzugsweise werden die Grundkörper über eine Haftvermittlungsschicht miteinander verbunden. Beispielsweise sind die Grundkörper mit wenigstens einem Klebstoff überzogen. Möglich ist auch eine andere stoffschlüssige oder auch eine lose Verbindung. Die Grundkörper können auch wenigstens teilweise an Kontaktstellen miteinander verschweißt werden. Dabei kann zuvor ein Aufschmelzen der Grundkörper erfolgen. Dadurch kann aus den Grundkörpern besonders einfach eine entsprechend ausgeformte poröse Körpereinrichtung hergestellt werden. Beispielsweise werden die Grundkörper dazu in eine Form gegeben und miteinander verbunden. Anschließend kann die Form entfernt werden. Dabei werden vorzugsweise Grundkörper eingesetzt, welche nach dem Entfernen der Form eine geschlossene und insbesondere fluiddichte Außenhülle gewährleisten. Möglich ist aber auch, dass die Grundkörper in eine Form, beispielsweise ein Hohlprofil, eingebracht werden und über wenigstens einen Aktivierungsschritt mit dieser verbunden werden. In einem solchen Fall wird die Außenhülle durch die Form zur Verfügung gestellt. The basic bodies are preferably connected to one another via an adhesion-promoting layer. For example, the base bodies are coated with at least one adhesive. It is also possible another cohesive or loose connection. The basic body can also be at least partially welded together at contact points. This can be done before melting the body. As a result, a correspondingly shaped porous body device can be produced in a particularly simple manner from the basic bodies. For example, the basic body are given in a mold and connected to each other. Then the mold can be removed. In this case, preferably base body are used, which ensure a closed and in particular fluid-tight outer shell after removal of the mold. It is also possible, however, for the base bodies to be introduced into a mold, for example a hollow profile, and to be connected to the latter via at least one activation step. In such a case, the outer shell is provided by the mold.

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

Darin zeigt It shows

1 eine stark schematische Darstellung einer Batterieeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Batteriekomponente in einem Kraftfahrzeug; 1 a highly schematic representation of a battery device with a battery component according to the invention in a motor vehicle;

2 eine stark schematische Darstellung einer Batterieeinrichtung mit einer Batteriekomponente in einer geschnittenen Seitenansicht; 2 a highly schematic representation of a battery device with a battery component in a sectional side view;

3 eine weitere Ausgestaltung einer Batteriekomponente; und 3 a further embodiment of a battery component; and

4 eine andere Ausgestaltung einer Batteriekomponente. 4 another embodiment of a battery component.

Die 1 zeigt ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug 100, beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Batteriekomponente 1. Die Batteriekomponente 1 umfasst eine Temperiereinrichtung 3 zur Temperierung einer Batterieeinrichtung 2, welche einen elektrischen Fahrantrieb 102 des Fahrzeugs 100 mit Energie versorgt. Die Batterieeinrichtung 2 ist hier in einem Unterbodenbereich des Fahrzeugs 100 angeordnet und als eine Unterbodenbatterie 22 ausgebildet. The 1 shows an at least partially electrically powered vehicle 100 , For example, an electric vehicle or a hybrid vehicle, with a battery component according to the invention 1 , The battery component 1 includes a tempering device 3 for temperature control of a battery device 2 , which is an electric traction drive 102 of the vehicle 100 energized. The battery device 2 is here in an underfloor area of the vehicle 100 arranged and as an underbody battery 22 educated.

Die Batterieeinrichtung 2 umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen 12, von denen zur besseren Übersichtlichkeit nur einige exemplarisch eingezeichnet sind. Die Batteriezellen 12 können gruppenweise in Batteriemodulen 32 organisiert sein, von denen zur besseren Übersichtlichkeit nur ein Batteriemodul 32 dargestellt ist. Die Batterieeinrichtung 2 verfügt zudem über eine Leistungselektronik 101. Die Batterieeinrichtung 2 kann noch weitere Bauteile 12 umfassen, wie zum Beispiel eine Steuereinrichtung und/oder ein Ladegerät. The battery device 2 includes a plurality of battery cells 12 of which, for clarity, only a few are shown by way of example. The battery cells 12 can be grouped in battery modules 32 be organized, of which for clarity, only a battery module 32 is shown. The battery device 2 also has power electronics 101 , The battery device 2 can have more components 12 include, such as a controller and / or a charger.

Um die Batterieeinrichtung 2 unter optimalen Temperaturbedingungen betreiben zu können, werden bestimmte Batteriebauteile 12 mit der Temperiereinrichtung 3 gekühlt und/oder erwärmt. Vorzugsweise dient die Temperiereinrichtung 3 zum Kühlen der Batteriezellen 12 während des Fahrbetriebs. Es kann auch eine Kühlung der Batteriezellen 12 während Ladevorgängen oder anderer Betriebszustände vorgesehen sein. Die Temperiereinrichtung 3 kann auch dazu vorgesehen sein, bestimmte Batteriebauteile 12 zu erwärmen, beispielsweise um diese in einer kalten Umgebung auf eine gewünschte Betriebstemperatur zu bringen. To the battery device 2 Under optimal temperature conditions to be able to operate certain battery components 12 with the tempering 3 cooled and / or heated. Preferably, the tempering device serves 3 for cooling the battery cells 12 while driving. It can also be a cooling of the battery cells 12 be provided during charging or other operating conditions. The tempering device 3 may also be provided to certain battery components 12 to heat, for example, to bring them in a cold environment to a desired operating temperature.

Die Temperiereinrichtung 3 umfasst ein Leitungssystem 13, welches von einem flüssigen Wärmeträgerfluid durchströmbar ist. Es kann auch ein gasförmiges Wärmeträgerfluid vorgesehen sein. Zur Kühlung wird den jeweiligen Batteriebauteilen 12 Wärme entzogen und auf das Wärmeträgerfluid übertragen. Das Leitungssystem 13 verläuft entlang der zu temperierenden Batteriebauteile 12. In der hier gezeigten Batterieeinrichtung 2 verläuft beispielsweise ein Kühlkanal unterhalb der zu kühlenden Batteriezellen 12 bzw. des Batteriemoduls 32. The tempering device 3 includes a pipe system 13 , which can be flowed through by a liquid heat transfer fluid. It can also be provided a gaseous heat transfer fluid. For cooling, the respective battery components 12 Heat extracted and transferred to the heat transfer fluid. The pipe system 13 runs along the battery components to be tempered 12 , In the battery device shown here 2 For example, runs a cooling channel below the battery cells to be cooled 12 or the battery module 32 ,

Zur Förderung des Wärmeträgerfluids kann eine Pumpeneinrichtung vorgesehen sein. Es kann auch eine passive Förderung des Wärmeträgerfluids vorgesehen sein. Zur Abkühlung des erwärmten Wärmeträgerfluids kann die Temperiereinrichtung 3 auch einen Wärmetauscher umfassen. Der Wärmetauscher ist beispielsweise als ein Kühler mit einer Luft durchströmten Oberfläche vorgesehen. Zur Anpassung der Temperatur des Wärmeträgerfluids können wenigstens ein Thermostat und/oder wenigstens ein steuerbares Ventil oder weitere zur Regelung von Kühlmitteltemperaturen vorgesehene Einrichtungen umfasst sein. To promote the heat transfer fluid, a pump device may be provided. It may also be provided a passive promotion of the heat transfer fluid. For cooling the heated heat transfer fluid, the tempering 3 also include a heat exchanger. The heat exchanger is provided, for example, as a cooler with a surface through which air flows. To adapt the temperature of the heat transfer fluid, at least one thermostat and / or at least one controllable valve or other devices provided for controlling coolant temperatures may be included.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Batteriekomponente 1 ist, dass das Wärmeträgerfluid eine oder mehrere poröse Körpereinrichtungen 5 durchströmt. Die poröse Körpereinrichtung 5 umfasst eine Vielzahl von Poren, welche untereinander in Strömungsverbindung stehen. Dadurch ergeben sich vielfach verzweigende Strömungskanäle innerhalb der Körpereinrichtung 5. Somit ist die am Wärmeübergang beteiligte Oberfläche im Vergleich zum Volumen besonders groß, wodurch ein optimaler Wärmeaustausch zwischen der Batteriezelle 12 und dem Wärmeträgerfluid bereitgestellt werden kann. A particular advantage of the battery component according to the invention 1 in that the heat transfer fluid is one or more porous body devices 5 flows through. The porous body device 5 includes a plurality of pores which are in fluid communication with each other. This results in multiple branching flow channels within the body device 5 , Thus, the surface involved in the heat transfer is particularly large in comparison to the volume, whereby an optimal heat exchange between the battery cell 12 and the heat transfer fluid can be provided.

Vorzugsweise sind daher im Leitungssystem 13 überall dort poröse Körpereinrichtungen 5 angeordnet, wo das Leitungssystem 13 entlang zu kühlender Bauteile 12 verläuft. Beispielsweise können unterhalb der zu temperierenden Batteriebauteile 12 mehrere durchströmte Körpereinrichtungen 5 angeordnet sein. Möglich ist aber auch, dass unterhalb mehrerer zu temperierender Batteriebauteile 12 entsprechend großflächige Körpereinrichtungen 5 angeordnet sind. Preferably, therefore, are in the line system 13 everywhere porous body devices 5 arranged where the pipe system 13 along components to be cooled 12 runs. For example, below the battery components to be tempered 12 several body devices flowed through 5 be arranged. It is also possible that below several battery components to be tempered 12 correspondingly large-scale body devices 5 are arranged.

Die poröse Körpereinrichtung 5 ist hier beispielhaft als ein Metallschaum 25 ausgebildet. Solche Metallschäume 25 bieten eine sehr vorteilhafte thermische Leitfähigkeit und weisen zudem vorteilhafte konstruktive Eigenschaften auf, sodass die poröse Körpereinrichtung 5 vorzugsweise auch zur Stabilität der Batterieeinrichtung 2 beiträgt. The porous body device 5 is exemplary here as a metal foam 25 educated. Such metal foams 25 offer a very advantageous thermal conductivity and also have advantageous structural properties, so that the porous body device 5 preferably also for the stability of the battery device 2 contributes.

Um einen Austritt des Wärmeträgerfluids aus der porösen Körpereinrichtung 5 zu unterbinden, ist dieser hier in ein hohles Bauelement und beispielsweise in ein Hohlprofil 3 351 eingebettet. Das Hohlprofil 351 und die eingebettete Körpereinrichtung 5 sind mit dem restlichen Leitungssystem 13 strömungsverbunden. Möglich und bevorzugt ist aber auch, dass die Körpereinrichtung 5 und beispielsweise ein Metallschaum 25 eine geschlossene Außenhülle 35 aufweist, sodass diese direkt als ein Leitungsabschnitt im Leitungssystem 13 eingebunden werden können. To an exit of the heat transfer fluid from the porous body device 5 to prevent this is here in a hollow component and, for example, in a hollow profile 3 351 embedded. The hollow profile 351 and the embedded body device 5 are with the rest of the pipe system 13 flow-connected. Possible and preferred is also that the body device 5 and for example a metal foam 25 a closed outer shell 35 so that they directly as a line section in the pipe system 13 can be integrated.

In der 2 ist ein stark schematisierter Ausschnitt einer Batterieeinrichtung 2 mit einer Batteriekomponente 1 gezeigt. Zur Befestigung der Batteriebauteile 12 verfügt die Batterieeinrichtung 2 hier über eine Aufnahmestruktur, welche eine Trägerplatte 352 umfasst. Auf der Trägerplatte 352 sind die Batteriezellen 12 angeordnet. Bevorzugt ist die Trägerplatte 352 aus einem Metallmaterial und beispielsweise als eine Aluminiumplatte ausgebildet. Eine solche Metallplatte ermöglicht einen besonders guten Wärmeübergang und bietet zudem einen großflächigen Wärmeaustausch. Zudem ermöglicht die Trägerplatte 352 eine zuverlässige und sichere Trennung der Batteriezellen 12 von dem Wärmeträgerfluid. In the 2 is a highly schematic section of a battery device 2 with a battery component 1 shown. For fixing the battery components 12 has the battery device 2 here about a receiving structure, which is a support plate 352 includes. On the carrier plate 352 are the battery cells 12 arranged. The carrier plate is preferred 352 formed of a metal material and, for example, as an aluminum plate. Such a metal plate allows a particularly good heat transfer and also offers a large-area heat exchange. In addition, the carrier plate allows 352 a reliable and safe separation of the battery cells 12 from the heat transfer fluid.

Unterhalb der Trägerplatte 352 verläuft hier ein Abschnitt des Leitungssystems 13 der Temperiereinrichtung 3. Die Strömungsrichtung des Wärmeträgerfluids ist hier durch Pfeilspitzen skizziert. So kann die Wärme der Batteriezellen 12 über die Trägerplatte 352 besonders gut auf die Körpereinrichtung 5 übertragen und mit dem Wärmeträgerfluid abgeführt werden. Below the carrier plate 352 Here runs a section of the pipe system 13 the tempering device 3 , The flow direction of the heat transfer fluid is outlined here by arrowheads. So can the heat of the battery cells 12 over the carrier plate 352 especially good on the body 5 transferred and removed with the heat transfer fluid.

Die poröse Körpereinrichtung 5 verfügt hier über eine sehr große Zahl an Poren 15, welche zur besseren Übersichtlichkeit stark vergrößert und schematisiert dargestellt wurden. Daher sind hier nicht die tatsächlichen Größenverhältnisse wiedergegeben. Die poröse Körpereinrichtung 5 ist offenporig ausgestaltet, sodass die Poren 15 untereinander in Strömungsverbindung stehen. Dadurch ergibt sich ein weitläufiges Netz an sich vielfach verzweigenden Strömungskanälen für das Kühlmittel. The porous body device 5 has a very large number of pores here 15 , which have been greatly enlarged and schematized for clarity. Therefore, the actual size ratios are not reproduced here. The porous body device 5 is open-pored, so the pores 15 in fluid communication with each other. This results in a large network of manifold branching flow channels for the coolant.

Die poröse Körpereinrichtung 5 verfügt über eine Außenhülle 35, die ein Austreten des Wärmeträgerfluids aus dem Leitungssystem 13 vermeidet. Die Außenhülle 35 wird hier von mehreren Bauelementen 352, 353 bereitgestellt. Eine Abgrenzung zu den Batteriezellen 12 erfolgt über die Trägerplatte 352. Die Abgrenzung zu einer Unterseite der Batterieeinrichtung erfolgt über eine Unterbodenplatte 353. Die seitlichen Eingrenzungen der Außenhülle 35 sind in der hier gezeigten Schnittdarstellung nicht eingezeichnet und werden durch weitere konstruktive Bauelemente zur Verfügung gestellt, beispielsweise durch Träger oder Profile. The porous body device 5 has an outer shell 35 , the leakage of the heat transfer fluid from the conduit system 13 avoids. The outer shell 35 is here of several components 352 . 353 provided. A demarcation to the battery cells 12 via the carrier plate 352 , The demarcation to a bottom of the battery device via an underbody plate 353 , The lateral boundaries of the outer shell 35 are not shown in the sectional view shown here and are provided by further structural components available, for example by support or profiles.

Die Unterbodenplatte 353 dient vorzugsweise als Schutz vor Einwirkungen, welche von der Bodenseite des Fahrzeugs 100 ausgehen. Die Unterbodenplatte 353 bildet vorzugsweise auch eine Isolationsschicht, die einen ungewollten thermischen Austausch des Wärmeträgerfluids mit der Umgebung minimiert (externe Wärme zum Beispiel im Sommer bzw. Kälte im Winter). Die Unterbodenplatte 353 kann z. B. eine luftgefüllte bzw. gasgefüllte oder eine unter Vakuum stehende Kammer ausbilden, wodurch die Wärmeleitung aus der porösen Kühleinrichtung in bzw. aus der Umgebung minimiert werden kann. In einer Ausgestaltung kann die Platte 353 aus einem schichtweisen Aufbau aus verschiedenen Isolatoren bestehen. Als Isolatoren können beispielsweise Faserverbundwerkstoffe eingesetzt werden, wie z. B. Polyethylenfasern, Polyesterfasern und insbesondere Polyamidfasern und/oder Aramidfasern. Es können auch Glasfasern und/oder Keramikfasern eingesetzt werden. Bevorzugt werden Faserwerkstoffe mit einer entsprechend hohen Zähigkeit ausgewählt. So kann zusätzlich noch eine Impact stoppende Wirkung erreicht werden (wie z. B. bei ballistischen Westen bzw. Panzerungen). Als Isolatoren und/oder Verstärkungen bzw. Panzerungen können auch thermoplastische Matrices in Kombination mit geeigneten und vorzugsweise mit den zuvor genannten Faserwerkstoffen verwendet werden. Eine derart ausgestaltete Unterbodenplatte 353 erfüllt die oben genannten Anforderungen besonders gut. The underbody plate 353 It is preferable to protect against impacts from the bottom of the vehicle 100 out. The underbody plate 353 preferably also forms an insulating layer that minimizes unwanted thermal exchange of the heat transfer fluid with the environment (external heat, for example, in summer or cold in winter). The underbody plate 353 can z. B. form an air-filled or gas-filled or under vacuum chamber, whereby the heat conduction from the porous cooling device in or out of the environment can be minimized. In one embodiment, the plate 353 consist of a layered structure of different insulators. As insulators, for example, fiber composites can be used, such as. As polyethylene fibers, polyester fibers and in particular polyamide fibers and / or aramid fibers. It is also possible to use glass fibers and / or ceramic fibers. Preferably fiber materials are selected with a correspondingly high toughness. In addition, an impact-stopping effect can be achieved (as in the case of ballistic vests or armor). As insulators and / or reinforcements or armor also thermoplastic matrices can be used in combination with suitable and preferably with the aforementioned fiber materials. An underbody plate designed in this way 353 meets the above requirements particularly well.

Alternativ zu einer separaten und z. B. durch Bauelemente 352, 353 bereitgestellten Außenhülle 35 kann die Außenhülle 35 auch durch die Körpereinrichtung 5 selbst bereitstellt werden. Dazu kann beispielsweise ein Metallschaum 25 eingesetzt werden, welcher an den Außenseiten über verschlossene Poren verfügt. Dabei kann zusätzlich noch eine Unterbodenplatte 353 zum Einsatz kommen, z. B. zur Isolierung und/oder als Schutz vor mechanischen Einwirkungen. Zusätzlich zu der selbst bereitgestellten Außenhülle 35 der Körpereinrichtung 5 können auch weitere Bauelemente 352, 353 vorgesehen sein. Eine Anbindung an das Leitungssystem 13 der Temperiereinrichtung 3 erfolgt dann z. B. durch gezielte Öffnungen im Körper 5. Alternatively to a separate and z. B. by components 352 . 353 provided outer shell 35 can the outer shell 35 also by the body device 5 self-provisioning. For this purpose, for example, a metal foam 25 be used, which has on the outer sides over closed pores. In addition, there may be an underbody plate 353 are used, for. B. for insulation and / or as protection against mechanical effects. In addition to the self-provided outer shell 35 the body device 5 can also use other components 352 . 353 be provided. A connection to the pipe system 13 the tempering device 3 then z. B. through targeted openings in the body 5 ,

Die poröse Körpereinrichtung 5 ist hier zudem als eine strukturmechanische Baueinheit 55 ausgebildet, welche zur Aussteifung der Batterieeinrichtung 2 vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist die poröse Körpereinrichtung 5 dabei als ein Metallschaum 5 und 20 ausgebildet, da Metallschäume eine besonders hohe Biegesteifigkeit sowie einen entsprechend hohen E-Modul aufweisen. Dadurch trägt die poröse Körpereinrichtung 5 bei einem Crash zum Schutz der Batteriebauteile 12 und insbesondere der Batteriezellen 12 bei. Die erfindungsgemäße Batteriekomponente 1 bietet daher auch strukturmechanische Vorteile gegenüber hohlen Rohrleitungen. The porous body device 5 is also here as a structural-mechanical unit 55 formed, which for stiffening the battery device 2 is provided. Particularly preferred is the porous body device 5 as a metal foam 5 and 20 formed because metal foams have a particularly high flexural rigidity and a correspondingly high modulus of elasticity. This carries the porous body device 5 in a crash to protect the battery components 12 and in particular the battery cells 12 at. The battery component according to the invention 1 therefore also offers structural advantages over hollow pipes.

Die 3 zeigt einen Ausschnitt einer Batterieeinrichtung 2 mit einer Batteriekomponente 1, bei der die poröse Körpereinrichtung 5 als ein Formteil 45 ausgestaltet ist. Das Formteil 45 ist hier an die Form der zu kühlenden Batteriezelle 12 angepasst. Das Formteil 45 kann auch an die Außenkonturen anderer Batteriebauteile 12 und beispielsweise eines Batteriemoduls 32 angepasst sein. Durch das formschlüssige Anliegen an der Batteriezelle 12 wird ein besonders guter Wärmeübergang auf den porösen Körper und somit auf das Wärmeträgerfluid erreicht. The 3 shows a section of a battery device 2 with a battery component 1 in which the porous body device 5 as a molding 45 is designed. The molding 45 Here is the shape of the battery cell to be cooled 12 customized. The molding 45 Can also be used on the outer contours of other battery components 12 and for example a battery module 32 be adjusted. Due to the positive fit on the battery cell 12 a particularly good heat transfer to the porous body and thus to the heat transfer fluid is achieved.

In der hier gezeigten Ausgestaltung umgibt das Formteil 45 die Batteriezelle 12 an mehreren Seitenflächen 121–123. Das Formteil 45 umgreift die Batteriezelle 12 u-förmig, sodass es an der Unterseite 121 und an den beiden an die Unterseite 121 angrenzenden Seitenflächen 122, 123 formschlüssig anliegt. Es können Ausgestaltungen vorgesehen sein, bei denen das Formteil 45 auch die Querseiten und/oder die Oberseite wenigstens teilweise bedeckt. Es kann auch eine vollflächige Bedeckung bestimmter oder aller Seitenflächen 121–123 vorgesehen sein. In the embodiment shown here surrounds the molding 45 the battery cell 12 on several side surfaces 121 - 123 , The molding 45 surrounds the battery cell 12 U-shaped, so it's at the bottom 121 and at the two to the bottom 121 adjacent side surfaces 122 . 123 positive fit. Embodiments may be provided in which the molded part 45 also the transverse sides and / or the top at least partially covered. It can also be a full-surface coverage of certain or all side surfaces 121 - 123 be provided.

Das hier gezeigte Formteil 45 weist eine Außenhülle 35 auf, welche aus dem gleichen Werkstoff wie das Formteil 45 selbst besteht und welche einstückig mit diesem ausgebildet ist. Beispielsweise ist das Formteil 45 dazu aus einem Metallschaum 25 mit einer geschlossenen Deckschicht gefertigt. Dadurch wird die Außenhülle 35 durch das Formteil 45 bzw. die Körpereinrichtung 5 selbst bereitgestellt. Somit kann auf eine Einbettung in eine separate Außenhülle 45 verzichtet werden, was besonders bei komplexen Formteilen 45 den Herstellungsaufwand erheblich reduziert. Möglich ist aber auch, dass das Formteil 45 in eine separate Außenhülle 35 eingebettet ist, beispielsweise in ein hohles Profil. The molded part shown here 45 has an outer shell 35 on which of the same material as the molding 45 itself exists and which is integrally formed with this. For example, the molded part 45 from a metal foam 25 manufactured with a closed cover layer. This will make the outer shell 35 through the molding 45 or the body device 5 self-provisioned. Thus, on an embedding in a separate outer shell 45 be omitted, which is especially true for complex moldings 45 significantly reduces the production costs. It is also possible that the molding 45 in a separate outer shell 35 is embedded, for example in a hollow profile.

In der 4 ist eine poröse Körpereinrichtung 5 einer Batteriekomponente 1 dargestellt, welche aus Grundkörpern 65, 75 zusammengefügt ist. Die Grundkörper 65, 75 weisen an ihrer Außenseite eine Haftvermittlungsschicht 650 auf. Dabei sind die Grundkörper 65, 75 erheblich kleiner als hier dargestellt und weisen beispielsweise Abmessungen im Mikrometerbereich oder Millimeterbereich auf. So können durch Zusammenfügen der Grundkörper 65, 75 entsprechend komplex ausgestaltete Körpereinrichtungen 5 gefertigt werden. In the 4 is a porous body device 5 a battery component 1 represented, which consists of basic bodies 65 . 75 is joined together. The basic body 65 . 75 have on their outside an adhesive layer 650 on. Here are the main body 65 . 75 considerably smaller than shown here and have, for example, dimensions in the micrometer range or millimeter range. Thus, by joining the main body 65 . 75 correspondingly complex designed body devices 5 be made.

Dabei können Grundkörper 65, 75 eingesetzt werden, welche über unterschiedliche Querschnitte bzw. unterschiedliche Durchmesser verfügen. So kann die Permeabilität der Körpereinrichtung 5 durch eine gezielte Auswahl bezüglich der Größe bzw. des Querschnitts der Grundkörper 65, 75 eingestellt werden. In dem hier gezeigten Beispiel ist die Körpereinrichtung 5 aus granulatartigen und im Wesentlichen kugelförmigen Grundkörpern 65 gefertigt, wobei Grundkörper mit größerem Durchmesser 65 und mit kleinerem Durchmesser 75 eingesetzt wurden. It can basic body 65 . 75 are used, which have different cross-sections or different diameters. So can the permeability of the body device 5 by a targeted selection with regard to the size or the cross section of the base body 65 . 75 be set. In the example shown here is the body device 5 from granular and substantially spherical bodies 65 manufactured, whereby main body with larger diameter 65 and with a smaller diameter 75 were used.

Die hier vorgestellten Batteriekomponenten wurden vorzugsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt. Dabei werden zunächst die porösen Körpereinrichtungen 5 gefertigt und anschließend mit dem Leitungssystem 13 der Temperiereinrichtung 3 in Strömungsverbindung gesetzt. Die Permeabilität der Poren 15 für das Wärmeträgerfluid wird dabei über die eingesetzten Grundkörper 65, 75 eingestellt. Wie in der 4 dargestellt, können dazu kugelartige Grundkörper 65, 75 mit unterschiedlichen Durchmessern eingesetzt werden. The battery components presented here were preferably produced by the method according to the invention. First, the porous body devices 5 manufactured and then with the pipe system 13 the tempering device 3 set in fluid communication. The permeability of the pores 15 for the heat transfer fluid is about the basic body used 65 . 75 set. Like in the 4 shown, can this ball-like body 65 . 75 be used with different diameters.

Die Fertigung der Außenhülle 35 kann durch verschiedene Verfahrensschritte erfolgen. Beispielsweise kann die Körpereinrichtung 5 in ein Bauelement 351–353 eingesetzt werden, welches die Außenhülle 35 bereitstellt. Dazu wird die Körpereinrichtung 5 zum Beispiel in ein Hohlprofil 351 eingesetzt. Möglich ist auch, dass die Körpereinrichtung 5 in einen geteilten Hohlkörper eingebracht wird, welcher danach verschlossen wird. Die Körpereinrichtung 5 kann auch zwischen zwei oder mehr Bauelemente 352, 353 eingesetzt werden, welche anschließend zu einer geschlossenen Außenhülle 35 verbunden werden. The production of the outer shell 35 can be done by different process steps. For example, the body device 5 in a component 351 - 353 be used, which is the outer shell 35 provides. This is the body device 5 For example, in a hollow profile 351 used. It is also possible that the body device 5 is introduced into a divided hollow body, which is then closed. The body device 5 can also be between two or more components 352 . 353 are used, which subsequently to a closed outer shell 35 get connected.

Die Außenhülle 35 kann allerdings auch durch die poröse Körpereinrichtung 5 selbst zur Verfügung gestellt werden. Dazu kann beispielsweise bei der Herstellung eines Metallschaums 25 die Außenhülle 35 an der den Schaumkörper begrenzenden Werkzeuggeometrie (Hüllform) entstehen. Dieser Verfahrensschritt ist besonders vorteilhaft bei der Ausgestaltung komplexer Formteile 45. The outer shell 35 However, it can also by the porous body device 5 self-provided. This can, for example, in the production of a metal foam 25 the outer shell 35 arise at the foam body limiting tool geometry (shell shape). This process step is particularly advantageous in the design of complex moldings 45 ,

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Körpereinrichtung 5 aus einer Vielzahl von granulatartigen Grundkörpern 65, 75 und insbesondere Metallschaumkugeln zusammengefügt. Die Grundkörper 65, 75 sind insbesondere mit einer Haftvermittlungsschicht 650 und beispielsweise einem Klebstoff überzogen. Es ist auch möglich, dass die Grundkörper 65, 75 und vorzugsweise Metallschaumkugeln durch gezielte Wärmezufuhr wenigstens teilweise angeschmolzen werden, sodass diese an ihren Kontaktstellen miteinander verschweißt werden. Diese Grundkörper 65, 75 werden dann beispielsweise in Hohlprofile 351 oder andere geeignete Bauelemente 351–353 eingebracht. Über einen geeigneten Aktivierungsschritt werden die Grundkörper 65, 75 dann mit dem die Außenhülle 35 bereitstellenden Bauelementen 351–353 verbunden. Die Grundkörper 65, 75 können auch in entsprechend komplex ausgeformte Bauelemente 351–353 eingebracht werden, sodass sich gewünschte Formteile 45 erzeugen lassen. In an advantageous embodiment of the method, the body device 5 from a variety of granular bodies 65 . 75 and in particular metal foam balls joined together. The basic body 65 . 75 are in particular with a primer layer 650 and, for example, coated with an adhesive. It is also possible that the main body 65 . 75 and preferably metal foam balls are at least partially melted by targeted heat, so that they are welded together at their contact points. These basic body 65 . 75 Then, for example, in hollow sections 351 or other suitable components 351 - 353 brought in. About a suitable activation step, the main body 65 . 75 then with the outer shell 35 providing components 351 - 353 connected. The basic body 65 . 75 can also be used in correspondingly complex components 351 - 353 be introduced so that desired moldings 45 let generate.

Claims

Battery component ( 1 ) for a battery device ( 2 ) of an at least partially electrically operated vehicle ( 100 ), comprising at least one tempering device ( 3 ), which at least partially by at least one heat transfer fluid for controlling the temperature of at least one battery component ( 12 ) is flowed through, characterized in that the tempering ( 3 ) at least one at least partially porous body device ( 5 ), which comprises a plurality of pores which can be flowed through by the heat transfer fluid ( 15 ), so that by the porous body device ( 5 ) an enlarged surface for heat exchange with the battery component ( 12 ) is available.

Battery component ( 1 ) according to the preceding claim, wherein the pores ( 15 ) are at least partially in fluid communication with each other, so that in the body device ( 5 ) result in manifold branching flow channels.

Battery component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the body device ( 5 ) at least partially made of a metal material and in particular of a metal foam ( 25 ) is formed.

Battery component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the body device ( 5 ) at least in sections of at least one closed outer shell ( 35 ) surrounding the body device ( 5 ) with respect to the heat transfer fluid to the environment seals.

Battery component ( 1 ) according to the preceding claim, wherein the outer shell ( 35 ) by the body device ( 5 ) itself.

Battery component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the body device ( 5 ) as a molded part ( 45 ), which at least partially on at least two side surfaces ( 121 - 123 ) of the battery component to be tempered ( 12 ) is substantially form-fitting applied.

Battery component ( 1 ) according to claim 4, wherein the outer shell ( 35 ) by at least one hollow component ( 351 ) and in particular by at least one hollow profile ( 351 ) provided.

Battery component ( 1 ) according to one of the two preceding claims, wherein the outer shell is formed by at least two components which can be joined together ( 352 . 353 ) provided.

Battery component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the body device ( 5 ) on at least one support plate ( 352 ) Heat conductively connected and wherein on the support plate ( 352 ) also the battery component to be tempered ( 12 ) is arranged.

Battery component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the body device ( 5 ) at least partially as a structural engineering assembly ( 55 ) for stiffening the battery device ( 2 ) is trained.

Battery component ( 1 ) according to any one of the preceding claims, suitable and adapted for use in an underbody battery ( 22 ) to be used.

Battery component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the tempering device ( 3 ) is adapted and configured to a plurality of battery cells ( 12 ) to temper and in particular to cool.

Method for producing a battery component ( 1 ) for a battery device ( 2 ) of an at least partially electrically operated vehicle ( 100 ), comprising at least one tempering device ( 3 ), which at least partially by at least one heat transfer fluid for controlling the temperature of at least one battery component ( 12 ) is flowed through, characterized in that at least one at least partially porous body device ( 5 ) with a large number of pores ( 15 ) and that the porous body device ( 5 ) in at least one flow connection with the temperature control device ( 3 ), so that the pores ( 15 ) can be flowed through by the heat transfer fluid.

Method according to the preceding claim, wherein the body device ( 5 ) at least partially from granular basic bodies ( 65 . 75 ) and wherein a permeability of the pores ( 15 ) for the heat transfer fluid by the size of a cross section of the base body ( 65 ) is set.

Method according to one of the two preceding claims, wherein the basic body ( 65 ) via an adhesive layer ( 650 ).

Method according to one of the three preceding claims, wherein the basic body ( 65 ) are at least partially cohesively connected to each other and in particular welded together at contact points.