DE102015216416B4 - Cooling unit for cooling a storage module of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Kühleinheit (230) für ein elektrisches Speichermodul (100) eines Fahrzeugs; wobei das Speichermodul (100) eine zu kühlende Fläche umfasst; wobei die Kühleinheit (230) umfasst:- einen flächenförmigen Kühlkörper (210), der ausgebildet ist, die zu kühlende Fläche des Speichermoduls (100) zu kühlen; wobei der Kühlkörper (210) eine Grundfläche aufweist, die von der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) abgewandt ist; und- ein oder mehrere Verteilerrohre (111, 112), die entlang ein oder mehrerer Enden des Kühlkörpers (210) verlaufen, und die mit dem Kühlkörper (210) verbunden sind; wobei alle Verteilerrohre (111, 112) der Kühleinheit (230) derart mit Enden des Kühlkörpers (210) verbunden sind, dass alle Verteilerrohre (111, 112) vollständig auf einer dem Speichermodul (100) zugewanden Seite einer entlang der Grundfläche des Kühlkörpers (210) verlaufenden Grundebene angeordnet sind; wobei der Kühlkörper (210) entlang der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) eine Länge von 50cm oder mehr aufweist; wobei die ein oder mehreren Verteilerrohre (111, 112) jeweils einen Durchmesser von 8mm oder mehr aufweisen; und wobei der Kühlkörper (210) eine Dicke, quer zu der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100), von 2mm oder mehr aufweist.Cooling unit (230) for an electrical storage module (100) of a vehicle; wherein the memory module (100) comprises a surface to be cooled; wherein the cooling unit (230) comprises: - a planar heat sink (210) which is designed to cool the surface of the storage module (100) to be cooled; wherein the heat sink (210) has a base area which faces away from the area of the memory module (100) to be cooled; and one or more manifolds (111, 112) extending along one or more ends of the heat sink (210) and connected to the heat sink (210); wherein all distribution pipes (111, 112) of the cooling unit (230) are connected to ends of the cooling body (210) in such a way that all distribution pipes (111, 112) are completely on a side facing the storage module (100) along the base of the cooling body (210 ) extending ground plane are arranged; wherein the heat sink (210) has a length of 50 cm or more along the surface of the memory module (100) to be cooled; wherein the one or more manifolds (111, 112) each have a diameter of 8mm or more; and wherein the heat sink (210) has a thickness, transverse to the surface of the memory module (100) to be cooled, of 2 mm or more.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugs.The invention relates to a cooling device for an electrical energy store of a vehicle.

Ein Fahrzeug mit Elektroantrieb umfasst einen elektrischen Energiespeicher mit einer Vielzahl von Speicherzellen. Dabei sind die Speicherzellen typischerweise innerhalb von ein oder mehreren Speichermodulen am Unterboden des Fahrzeugs angeordnet. Die ein oder mehreren Speichermodule umfassen eine Kühleinheit mit einem Kühlkörper (insbesondere mit einer Kühlplatte) und mit mindestens einem Verteilerrohr zur Führung eines Kühlmediums (z.B. Wasser-Glykol oder Kohlendioxid).A vehicle with an electric drive comprises an electrical energy store with a multiplicity of storage cells. The storage cells are typically arranged within one or more storage modules on the underbody of the vehicle. The one or more storage modules comprise a cooling unit with a heat sink (in particular with a cooling plate) and with at least one distributor pipe for guiding a cooling medium (e.g. water-glycol or carbon dioxide).

Die Speichermodule und insbesondere die Kühleinheiten nehmen Bauraum im Fahrzeug in Anspruch. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, den Bauraum für den Verbau eines Speichermoduls und insbesondere für den Verbau einer Kühleinheit zu reduzieren. DE 10 2009 029 629 A1 beschreibt einen Wärmeübertrager zur Temperierung von Fahrzeugbatterien. DE 10 2009 058 808 A1 beschreibt eine Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugantriebsbatterie. EP 2 660 926 A2 beschreibt ein Kühlmodul zur Kühlung einer Batterie mit verbesserter Effizienz.The storage modules and in particular the cooling units take up space in the vehicle. The present document deals with the technical task of reducing the installation space for the installation of a storage module and in particular for the installation of a cooling unit. DE 10 2009 029 629 A1 describes a heat exchanger for controlling the temperature of vehicle batteries. DE 10 2009 058 808 A1 describes a cooling device for a vehicle traction battery. EP 2 660 926 A2 describes a cooling module for cooling a battery with improved efficiency.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved by the independent claims. Advantageous embodiments are described, inter alia, in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Kühleinheit für ein elektrisches Speichermodul eines Fahrzeugs beschrieben. Das Speichermodul umfasst dabei eine zu kühlende Fläche, die durch eine erste und eine zweite Stirnfläche des Speichermoduls begrenzt ist. Typischerweise umfasst das Speichermodul eine Vielzahl von (plattenförmigen) Speicherzellen, die entlang der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls nebeneinander angeordnet sind. An den ersten und zweiten Stirnflächen umfasst das Speichermodul typischerweise Druckplatten, die die Speicherzellen zusammendrücken.According to one aspect, a cooling unit for an electrical storage module of a vehicle is described. The storage module comprises a surface to be cooled, which is delimited by a first and a second end face of the storage module. Typically, the memory module comprises a multiplicity of (plate-shaped) memory cells which are arranged next to one another along the surface of the memory module to be cooled. On the first and second end faces, the storage module typically comprises pressure plates which press the storage cells together.

Die Kühleinheit für ein solches Speichermodul umfasst einen flächenförmigen Kühlkörper, der ausgebildet ist, die Speicherzellen an der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls zu kühlen. Dabei wird typischerweise die gesamte zu kühlende Fläche durch den Kühlkörper abgedeckt. Der Kühlkörper weist eine Grundfläche bzw. eine Unterseite auf, die von der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls abgewandt ist. Der Kühlkörper kann z.B. eine Kühlplatte aufweisen, die die zu kühlende Fläche des Speichermoduls zumindest teilweise bedeckt, und die Kanäle umfasst, die eingerichtet sind, das Kühlmedium an der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls vorbeizuführen. Alternativ oder ergänzend kann der Kühlkörper Leitungsrohre mit einem Flachprofil aufweisen, die entlang der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls verlaufen und die eingerichtet sind, das Kühlmedium an der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls vorbeizuführen.The cooling unit for such a memory module comprises a sheet-like heat sink which is designed to cool the memory cells on the surface of the memory module to be cooled. The entire surface to be cooled is typically covered by the heat sink. The heat sink has a base area or an underside which faces away from the area of the memory module to be cooled. The heat sink can, for example, have a cooling plate which at least partially covers the surface of the storage module to be cooled and which comprises channels which are designed to guide the cooling medium past the surface of the storage module to be cooled. As an alternative or in addition, the cooling body can have conduits with a flat profile, which run along the surface of the storage module to be cooled and which are set up to guide the cooling medium past the surface of the storage module to be cooled.

Desweiteren umfasst die Kühleinheit ein oder mehrere Verteilerrohre, die entlang ein oder mehrerer Enden bzw. Seiten des Kühlkörpers verlaufen, und die mit dem Kühlkörper (an entsprechenden Enden bzw. Seiten) verbunden sind. Dabei sind alle Verteilerrohre der Kühleinheit derart mit Enden des Kühlkörpers verbunden, dass alle Verteilerrohre auf einer dem Speichermodul zugewandten Seite einer entlang der Grundfläche des Kühlkörpers verlaufenden Grundebene angeordnet sind. Die Grundebene umfasst dabei die Grundfläche. Mit anderen Worten, die Grundfläche des Kühlkörpers liegt innerhalb der Grundebene.Furthermore, the cooling unit comprises one or more distribution pipes which run along one or more ends or sides of the heat sink and which are connected to the heat sink (at corresponding ends or sides). In this case, all the distribution pipes of the cooling unit are connected to the ends of the cooling body in such a way that all the distribution pipes are arranged on a side facing the storage module of a base plane running along the base surface of the cooling body. The base level includes the base area. In other words, the base area of the heat sink lies within the base plane.

Desweiteren sind die Verteilerrohre der Kühleinheit derart mit Enden bzw. Seiten des Kühlkörpers verbunden, dass kein Verteilerrohr die Grundebene schneidet. Es befinden sich somit alle Verteilerrohre der Kühleinheit vollständig auf der dem Speichermodul zugewandten Seite der Grundebene des Kühlkörpers. Mit anderen Worten, alle Verteilerrohre der Kühleinheit (insbesondere alle Zu- und Abläufe) liegen oberhalb der Kühlkörperunterseite (d.h. oberhalb der Grundebene) (wenn angenommen wird, dass das Speichermodul auf dem Kühlkörper steht).Furthermore, the distribution pipes of the cooling unit are connected to the ends or sides of the heat sink in such a way that no distribution pipe intersects the base plane. All distribution pipes of the cooling unit are therefore located completely on the side of the base plane of the cooling body facing the storage module. In other words, all distribution pipes of the cooling unit (in particular all inflows and outflows) are above the underside of the heat sink (i.e. above the base level) (if it is assumed that the storage module is on the heat sink).

Durch eine derartige Anordnung der Verteilerrohre der Kühleinheit kann der erforderliche Bauraum für die Kühleinheit und für ein, die Kühleinheit umfassendes, Speichermodul in einem Fahrzeug reduziert werden.Such an arrangement of the distribution pipes of the cooling unit makes it possible to reduce the installation space required for the cooling unit and for a storage module comprising the cooling unit in a vehicle.

Der Kühlkörper kann an einem ersten Ende einen ersten gebogenen Abschnitt aufweisen, in dem der Kühlkörper in Richtung der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls gebogen ist, so dass ein, mit dem ersten Ende verbundenes, erstes Verteilerrohr auf der dem Speichermodul zugewanden Seite der Grundebene angeordnet ist und die Grundebene nicht schneidet. Mit anderen Worten, der Kühlkörper kann an einem Ende von der Kühlkörperunterseite weg und zu dem Speichermodul hin gebogen sein, um ein Verteilerrohr oberhalb der Kühlkörperunterseite zu positionieren. Eine derartige Anbindung über gebogene Abschnitte des Kühlkörpers kann für alle Verteilerrohre der Kühleinheit erfolgen.The heat sink can have a first bent section at a first end, in which the heat sink is bent in the direction of the surface of the storage module to be cooled, so that a first distributor pipe connected to the first end is arranged on the side of the base plane facing the storage module and the ground plane does not intersect. In other words, the heat sink can be bent at one end away from the heat sink underside and towards the storage module in order to position a distribution pipe above the heat sink underside. Such a connection via curved sections of the heat sink can take place for all distribution pipes of the cooling unit.

Die Kühleinheit kann ein erstes Verteilerrohr umfassen, das entlang eines ersten Endes des Kühlkörpers verläuft und das an dem ersten Ende des Kühlkörpers mit dem Kühlkörper verbunden ist. Dabei ist das erste Verteilerrohr ausgebildet, ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium an das erste Ende des Kühlkörpers heranzuführen und/oder von dem ersten Ende des Kühlkörpers wegzuführen. Desweiteren kann die Kühleinheit ein zweites Verteilerrohr umfassen, das entlang einem zweiten, dem ersten Ende entgegengesetzten, Ende des Kühlkörpers verläuft und das an dem zweiten Ende des Kühlkörpers mit dem Kühlkörper verbunden ist. Dabei kann das zweite Verteilerrohr ausgebildet sein, das Kühlmedium am zweiten Ende des Kühlkörpers aus dem Kühlkörper aufzunehmen und wieder in den Kühlkörper einzuspeisen. Insbesondere kann das Kühlmedium durch das zweite Verteilerrohr wieder in Richtung des ersten Verteilerrohrs umgelenkt werden.The cooling unit can comprise a first manifold which runs along a first end of the heat sink and which is connected to the heat sink at the first end of the heat sink. The first distributor pipe is formed, a liquid or gaseous cooling medium to the first Bring the end of the heat sink towards and / or lead away from the first end of the heat sink. Furthermore, the cooling unit can comprise a second distributor tube which runs along a second end of the cooling body opposite the first end and which is connected to the cooling body at the second end of the cooling body. The second distributor pipe can be designed to take up the cooling medium at the second end of the heat sink from the heat sink and feed it back into the heat sink. In particular, the cooling medium can be deflected again through the second distributor tube in the direction of the first distributor tube.

Die ein oder mehreren Verteilerrohre können ein (dediziertes) Zulaufrohr umfassen, das mit einem ersten Ende des Kühlkörpers verbunden ist, und das eingerichtet ist, das Kühlmedium an das erste Ende des Kühlkörpers heranzuführen. Desweiteren können die ein oder mehreren Verteilerrohre ein (dediziertes) Ablaufrohr umfassen, das entlang dem ersten Ende des Kühlkörpers verläuft und das an dem ersten Ende des Kühlkörpers mit dem Kühlkörper verbunden ist. Das Ablaufrohr ist dabei ausgebildet, das Kühlmedium von dem ersten Ende des Kühlkörpers wegzuführen. Die Kühleinheit kann somit entlang einem gleichen Ende des Kühlkörpers ein Zulaufrohr und ein separates Ablaufrohr umfassen. Diese Verteilerrohre liegen dabei beide oberhalb der Kühlkörperunterseite (wenn sich die zu kühlende Fläche des Speichermoduls auf der Oberseite des Kühlkörpers befindet).The one or more distribution pipes can comprise a (dedicated) inlet pipe which is connected to a first end of the heat sink and which is set up to bring the cooling medium to the first end of the heat sink. Furthermore, the one or more distribution pipes can comprise a (dedicated) drain pipe which runs along the first end of the heat sink and which is connected to the heat sink at the first end of the heat sink. The drain pipe is designed to lead the cooling medium away from the first end of the cooling body. The cooling unit can thus comprise an inlet pipe and a separate outlet pipe along the same end of the heat sink. These distribution pipes are both above the underside of the heat sink (if the area of the memory module to be cooled is on the top of the heat sink).

Insbesondere können das Zulaufrohr und das Ablaufrohr über jeweilige gebogene Abschnitte mit dem Kühlkörper verbunden sein. Die gebogenen Abschnitte können dabei unterschiedliche Krümmungen aufweisen, um das Zulaufrohr und das Ablaufrohr übereinander entlang dem ersten Ende des Kühlkörpers anzuordnen. Zu diesem Zweck kann das erste Ende des Kühlkörpers in mindestens zwei Bereiche unterteilt sein, wobei die gebogenen Abschnitte für das Zulaufrohr und für das Ablaufrohr in jeweils unterschiedlichen Bereichen des ersten Endes des Kühlkörpers angeordnet sind.In particular, the inlet pipe and the outlet pipe can be connected to the cooling body via respective curved sections. The bent sections can have different curvatures in order to arrange the inlet pipe and the outlet pipe one above the other along the first end of the cooling body. For this purpose, the first end of the heat sink can be divided into at least two areas, the curved sections for the inlet pipe and for the outlet pipe being arranged in different areas of the first end of the heat sink.

Der Kühlkörper kann entlang der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls eine Länge von 50cm oder mehr aufweisen, Die ein oder mehreren Verteilerrohre können jeweils einen Durchmesser von 8mm oder mehr aufweisen. Desweiteren kann der Kühlkörper eine Dicke, quer zu der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls, von 2mm, 4mm oder mehr aufweisen.The heat sink can have a length of 50 cm or more along the surface of the storage module to be cooled. The one or more distribution pipes can each have a diameter of 8 mm or more. Furthermore, the heat sink can have a thickness, transverse to the surface of the memory module to be cooled, of 2 mm, 4 mm or more.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein elektrisches Speichermodul für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb beschrieben. Das Speichermodul umfasst eine Vielzahl von Speicherzellen, die entlang einer zu kühlenden Fläche des Speichermoduls nebeneinander angeordnet sind. Desweiteren umfasst das Speichermodul die in diesem Dokument beschriebene Kühleinheit mit einem Kühlkörper und mit zumindest einem Verteilerrohr. Der Kühlkörper kann fest mit der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls verbunden, insbesondere verklebt, sein.According to a further aspect, an electrical storage module for a vehicle with an electric drive is described. The memory module comprises a multiplicity of memory cells which are arranged next to one another along a surface of the memory module to be cooled. Furthermore, the storage module comprises the cooling unit described in this document with a heat sink and with at least one distributor pipe. The heat sink can be firmly connected, in particular glued, to the surface of the memory module to be cooled.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein mehrspuriges Kraftfahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen) beschrieben. Das Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs. Desweiteren umfasst das Kraftfahrzeug das in diesem Dokument beschriebene elektrische Speichermodul, das eingerichtet ist, elektrische Energie zum Betrieb der elektrischen Maschine zu speichern.According to a further aspect, a multi-lane motor vehicle (in particular a road motor vehicle e.g. a passenger car or a truck) is described. The motor vehicle includes an electrical machine for driving the motor vehicle. Furthermore, the motor vehicle comprises the electrical storage module described in this document, which is set up to store electrical energy for operating the electrical machine.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the device and systems described in this document can be combined with one another in diverse ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in diverse ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 ein beispielhaftes Speichermodul mit einer Kühleinheit mit einem symmetrischen bzw. koplanaren Verteilerrohr;
  • 2a ein beispielhaftes Speichermodul mit einer Kühleinheit mit einem, gegenüber der Kühlplatte versetzten, Verteilerrohr;
  • 2b einen Ausschnitt aus 2a;
  • 2c eine Kühleinheit mit einem versetzten Verteilerrohr und mit mehreren Kühlleitern als Kühlkörper;
  • 2d eine Kühleinheit mit einem versetzten Verteilerrohr und mit einer Kühlplatte als Kühlkörper
  • 3a ein beispielhaftes Speichermodul mit einer Kühleinheit mit versetzten Verteilerrohren für Zulauf und Ablauf;
  • 3b einen Ausschnitt aus 3a;
  • 3c eine Kühleinheit mit versetzten Verteilerrohren und mit mehreren Kühlleitern als Kühlkörper; und
  • 3d eine Kühleinheit mit versetzten Verteilerrohren und mit einer Kühlplatte als Kühlkörper.
The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show it
  • 1 an exemplary storage module having a cooling unit with a symmetrical or coplanar manifold;
  • 2a an exemplary storage module with a cooling unit with a distributor pipe offset from the cooling plate;
  • 2 B a section 2a ;
  • 2c a cooling unit with an offset manifold and with several cooling conductors as heat sinks;
  • 2d a cooling unit with an offset manifold and a cooling plate as a heat sink
  • 3a an exemplary storage module with a cooling unit with offset distribution pipes for inlet and outlet;
  • 3b a section 3a ;
  • 3c a cooling unit with staggered distribution pipes and with several cooling conductors as heat sinks; and
  • 3d a cooling unit with offset manifolds and a cooling plate as a heat sink.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der technischen Aufgabe, den erforderlichen Bauraum für ein Speichermodul, insbesondere für die Kühleinheit eines Speichermoduls, in einem Fahrzeug zu reduzieren. 1 zeigt ein beispielhaftes Speichermodul 100 mit einer Vielzahl von Speicherzellen 101. Die einzelnen Speicherzellen 101 weisen elektrische Kontakte 102 auf, über die die Speicherzellen 101 miteinander und/oder mit einer elektrischen Antriebsmaschine eines Fahrzeugs verbunden werden können. Desweiteren weist das Speichermodul 100 ein Gehäuse 103 auf (z.B. Zuganker mit Druckplatten), durch das die Speicherzellen 101 zu einer Einheit zusammengehalten werden.As stated at the beginning, the present document is concerned with the technical task of reducing the installation space required for a storage module, in particular for the cooling unit of a storage module, in a vehicle. 1 shows an exemplary memory module 100 with a variety of storage cells 101 . The individual storage cells 101 have electrical contacts 102 on over which the memory cells 101 can be connected to one another and / or to an electric drive machine of a vehicle. Furthermore, the memory module 100 a housing 103 on (e.g. tie rods with pressure plates) through which the storage cells 101 be held together as a unit.

Das Speichermodul 100 ist auf einem flächenförmigen Kühlkörper 110 (z.B. auf einer Kühlplatte bzw. auf einem Multiportkühler) angeordnet, wobei der Kühlkörper 110 Kanäle umfassen kann, durch die ein Kühlmedium (z.B. Wasser-Glykol oder Kohlendioxid) geführt wird, um die Speicherzellen 101 zu kühlen. Der Kühlkörper 110 an einer gekühlten Fläche des Speichermoduls 100 angeordnet. Der Kühlkörper 110 kann, wie in 1 dargestellt, unterhalb der Speicherzellen 101 des Speichermoduls 100 angeordnet sein. Desweiteren kann der Kühlkörper 110 fest mit dem Speichermodul 100 verbunden (z.B. verklebt) sein. Das Kühlmedium kann durch ein oder mehrere Verteilerrohre 111, 112 zu der Kühlfläche 110 hin bzw. von der Kühlfläche 110 weg befördert werden. Die in 1 dargestellte Kühleinheit umfasst ein kombiniertes Zulauf-/Ablaufrohr 111, das eingerichtet ist, das Kühlmedium zu dem Kühlkörper 110 hin bzw. von dem Kühlkörper 110 weg zu befördern, und ein Umlenkrohr 112, das eingerichtet ist, Kühlmedium aus Kanälen des Kühlkörpers 110 zu entnehmen und in andere Kanäle des Kühlkörpers 110 einzuspeisen. Wie aus 1 ersichtlich, sind die Verteilerrohre 111, 112 symmetrisch bzw. koplanar zu dem Kühlkörper 110 angeordnet. Dadurch entsteht unter dem Kühlkörper 110 ein Luftraum (angedeutet durch den Doppelpfeil 115, der den Abstand vom Kühlkörper 110 zum Boden bzw. zur Bodenfreiheit bzw. zur Auflagefläche darstellt).The memory module 100 is on a sheet-like heat sink 110 (for example on a cooling plate or on a multiport cooler), the heat sink 110 May include channels through which a cooling medium (e.g. water-glycol or carbon dioxide) is passed to the storage cells 101 to cool. The heat sink 110 on a cooled surface of the memory module 100 arranged. The heat sink 110 can, as in 1 shown below the memory cells 101 of the memory module 100 be arranged. Furthermore, the heat sink 110 firmly to the memory module 100 connected (e.g. glued). The cooling medium can pass through one or more manifolds 111 , 112 to the cooling surface 110 towards or from the cooling surface 110 be transported away. In the 1 The cooling unit shown comprises a combined inlet / outlet pipe 111 , which is set up, the cooling medium to the heat sink 110 towards or from the heat sink 110 convey away, and a diversion tube 112 , which is set up, cooling medium from channels of the heat sink 110 and in other channels of the heat sink 110 to feed. How out 1 visible are the distribution pipes 111 , 112 symmetrical or coplanar to the heat sink 110 arranged. This creates under the heat sink 110 an air space (indicated by the double arrow 115 showing the distance from the heat sink 110 to the ground or to the ground clearance or to the supporting surface).

Wenn der Kühlkörper 110 z. B. als Auflagefläche des Speichermoduls 100 auf einer ebenen Fläche genutzt wird, wird der Abstand 115 des Speichermoduls 100 zur Auflagefläche durch den Radius der ein oder mehreren Verteilerrohre 111, 112 (z.B. 8 mm) bestimmt. Ohne den, durch die ein oder mehreren Verteilerrohre 111, 112 bestimmten, Abstand 115 könnte der Kühlkörper 110 bis auf die eigene Dicke des Kühlkörpers 110 (z.B. 2-4 mm) an die ebene Auflagefläche heranrücken. So könnte der für das Speichermodul 100 erforderliche Bauraum im Fahrzeug reduziert werden.When the heat sink 110 z. B. as a support surface of the memory module 100 is used on a flat surface, the distance becomes 115 of the memory module 100 to the bearing surface through the radius of the one or more distribution pipes 111 , 112 (e.g. 8 mm) determined. Without that, through the one or more manifolds 111 , 112 certain, distance 115 could be the heat sink 110 except for the thickness of the heat sink 110 Move (eg 2-4 mm) up to the level support surface. So could the one for the memory module 100 required installation space in the vehicle can be reduced.

Die koplanare Anordnung eines Verteilerrohres 111, 112 führt dazu, dass wenn, z.B. aus baulichen Gründen, nur auf einer Seite ein Verteilerrohr 111 verwendet werden kann, dieses Verteilerrohr 111 sowohl als Zulauf als auch als Ablauf, d.h. sowohl als Ein- und Ausströmer, verwendet werden muss. Es kann dann innerhalb des Verteilerrohres 111 nur eine Reihenschaltung der Kühlung umgesetzt werden, wodurch ggf. der Wirkungsgrad der Kühlung reduziert. Die koplanare Anordnung von Verteilerrohren 111, 112 kann somit bei baulichen Einschränkungen zu einer reduzierten Effektivität der Kühleinheit führen.The coplanar arrangement of a manifold 111 , 112 leads to the fact that if, for example for structural reasons, there is only a distributor pipe on one side 111 can be used this manifold 111 must be used both as an inlet and as an outlet, ie both as an inflow and outflow. It can then be inside the manifold 111 only a series connection of the cooling can be implemented, which may reduce the efficiency of the cooling. The coplanar arrangement of manifolds 111 , 112 can therefore lead to a reduced effectiveness of the cooling unit in the event of structural restrictions.

Die o.g. Nachteile können dadurch überwunden werden, dass die ein oder mehreren Verteilerrohre 111, 112 nicht koplanar und/oder nicht symmetrisch zu dem Kühlkörper 110 angeordnet werden. Zu diesem Zweck kann der Kühlkörper an einem Ende, das einem Verteilerrohr 111, 112 zugewandt ist, zu den Speicherzellen 101 hin (insbesondere aufwärts) gebogen werden (ähnlich wie die Spitze eines Skis). Dies ist beispielhaft in 2a für eine Kühleinheit 230 mit Verteilerrohren 111, 112 an beiden Stirnflächen des Speichermoduls 100, d.h. an zwei entgegensetzten Enden des Kühlkörpers 210. Der Kühlkörper 210 weist an den jeweiligen Enden einen gebogenen Abschnitt 211 auf.The above-mentioned disadvantages can be overcome in that the one or more distribution pipes 111 , 112 not coplanar and / or not symmetrical to the heat sink 110 to be ordered. For this purpose, the heat sink can be at one end, which is a distribution pipe 111 , 112 facing to the memory cells 101 be bent towards (especially upwards) (similar to the tip of a ski). This is exemplified in 2a for one cooling unit 230 with distribution pipes 111 , 112 on both end faces of the storage module 100 , ie at two opposite ends of the heat sink 210 . The heat sink 210 has a curved section at the respective ends 211 on.

Die ein oder mehreren gebogenen Abschnitte 211 können derart ausgestaltet sein, dass die entsprechenden ein oder mehreren Verteilerrohre 111, 112 oberhalb der Auflagefläche des Kühlkörpers 210 angeordnet sind. So kann gewährleistet werden, dass sich unterhalb des Kühlkörpers 210 kein Luftraum zu der Ablagefläche ergibt. Folglich kann der erforderliche Bauraum für das Speichermodul 110 und insbesondere für die Kühleinheit 230 reduziert werden.The one or more curved sections 211 can be designed in such a way that the corresponding one or more distribution pipes 111 , 112 above the contact surface of the heat sink 210 are arranged. This ensures that it is below the heat sink 210 there is no air space to the storage area. As a result, the space required for the memory module 110 and especially for the cooling unit 230 be reduced.

2b zeigt einen Ausschnitt aus 2a. Insbesondere zeigt 2b einen gebogenen Abschnitt 211 des Kühlkörpers 210. Desweiteren zeigt 2b einen Zulauf 212 zu dem Verteilerrohr 211. 2c zeigt die Kühleinheit 230 des Speichermoduls 100 aus 2a. Die Kühleinheit 230 umfasst ein erstes Verteilerrohr 111, das mit einem Zulauf 212 und mit einem Ablauf 213 für das Kühlmedium verbunden ist. Desweiteren umfasst die Kühleinheit 230 einen Kühlkörper 210, der in dem in 2c dargestellten Beispiel durch eine Vielzahl von flachen Rohrleitungen für das Kühlmedium gebildet wird. Alternativ kann der Kühlkörper 210 durch eine einheitliche Platte mit einer Vielzahl von Kanälen für das Kühlmedium gebildet sein (wie in 2d gezeigt). Die in 2c dargestellten Pfeile zeigen die Flussrichtung des Kühlmediums durch den Kühlkörper 210 an. Die Kühleinheit 230 umfasst weiter ein zweites Verteilerrohr 112, das dazu verwendet wird, das Kühlmedium von einer ersten Gruppe von Rohrleitungen bzw. Kanälen des Kühlkörpers 210 auf eine zweite Gruppe von Rohrleitungen bzw. Kanälen des Kühlkörpers 210 umzulenken. 2 B shows an excerpt from 2a . In particular shows 2 B a curved section 211 of the heat sink 210 . Furthermore shows 2 B an inlet 212 to the manifold 211 . 2c shows the cooling unit 230 of the memory module 100 the end 2a . The cooling unit 230 includes a first manifold 111 that with an influx 212 and with a sequence 213 for the cooling medium is connected. It also includes the cooling unit 230 a heat sink 210 that is in the in 2c shown example is formed by a plurality of flat pipes for the cooling medium. Alternatively, the heat sink 210 be formed by a uniform plate with a large number of channels for the cooling medium (as in 2d shown). In the 2c The arrows shown show the direction of flow of the cooling medium through the heat sink 210 at. The cooling unit 230 further comprises a second manifold 112 , which is used to draw the cooling medium from a first group of pipes or channels of the heat sink 210 on a second group of pipes or channels of the heat sink 210 redirect.

Die 2a bis 2d zeigen eine Kühleinheit 230 mit einer einseitigen Anordnung von Einströmer bzw. Zulauf 212 und Ausströmer bzw. Ablauf 213. Dabei wird der Kühlkörper 210 in hin- und rückströmende Teile unterteilt. 3a bis 3d zeigen eine weitere Variante mit zwei separaten Einströmer- und Ausströmer-Verteilerrohren 311, 321 (auch als Zulaufrohr 311 und Ablaufrohr 321 bezeichnet). Diese beiden Verteilerrohre 311, 321 für Hin- und Rückströmung sind auf der gleichen Seite des Speichermoduls 100 (d.h. an gleichen Ende des Kühlkörpers 210) angebracht. Zur Anbindung der Verteilerrohre 311, 321 kann der Kühlkörper 210 unterschiedlich stark aufwärts geneigt sein, so dass sich beide Verteilerrohre 311, 321 übereinander anordnen lassen.the 2a until 2d show a cooling unit 230 with a one-sided arrangement of inflow or inlet 212 and outflow or drain 213 . This is where the heat sink 210 divided into upstream and downstream parts. 3a until 3d show another variant with two separate inflow and outflow distributor pipes 311 , 321 (also as an inlet pipe 311 and drain pipe 321 designated). These two manifolds 311 , 321 for outward and return flow are on the same side of the storage module 100 (ie at the same end of the heat sink 210 ) appropriate. For connecting the distribution pipes 311 , 321 can the heat sink 210 be inclined upwards to different degrees, so that both manifolds 311 , 321 arrange on top of each other.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann die Bauhöhe eines Speichermoduls 110 reduziert werden. Somit kann der erforderliche Bauraum für ein Speichermodul 110 reduziert und so die effektive Energiedichte erhöht werden. Desweiteren kann die verfügbare Kühlfläche einer Kühleinheit 230 durch die Verwendung von übereinander angeordneten separaten Einströmer- und Ausströmer-Verteilerrohren 311, 321 vergrößert werden, da dadurch innere Deckel in einem kombinierten Verteilerrohr 111 entfallen können und da die Kanäle bzw. Leitungsrohre für das Kühlmedium (insbesondere bei sogenannten Multiports) beliebig eng zusammenrücken können.The measures described in this document can reduce the overall height of a memory module 110 be reduced. Thus, the required installation space for a memory module 110 and thus the effective energy density can be increased. Furthermore, the available cooling surface of a cooling unit 230 through the use of separate inflow and outflow distribution pipes arranged one above the other 311 , 321 can be enlarged, as this creates inner lids in a combined manifold 111 can be dispensed with and since the channels or conduits for the cooling medium (especially in the case of so-called multiports) can move as closely together as desired.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed devices and systems.

Claims (8)

Kühleinheit (230) für ein elektrisches Speichermodul (100) eines Fahrzeugs; wobei das Speichermodul (100) eine zu kühlende Fläche umfasst; wobei die Kühleinheit (230) umfasst: - einen flächenförmigen Kühlkörper (210), der ausgebildet ist, die zu kühlende Fläche des Speichermoduls (100) zu kühlen; wobei der Kühlkörper (210) eine Grundfläche aufweist, die von der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) abgewandt ist; und - ein oder mehrere Verteilerrohre (111, 112), die entlang ein oder mehrerer Enden des Kühlkörpers (210) verlaufen, und die mit dem Kühlkörper (210) verbunden sind; wobei alle Verteilerrohre (111, 112) der Kühleinheit (230) derart mit Enden des Kühlkörpers (210) verbunden sind, dass alle Verteilerrohre (111, 112) vollständig auf einer dem Speichermodul (100) zugewanden Seite einer entlang der Grundfläche des Kühlkörpers (210) verlaufenden Grundebene angeordnet sind; wobei der Kühlkörper (210) entlang der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) eine Länge von 50cm oder mehr aufweist; wobei die ein oder mehreren Verteilerrohre (111, 112) jeweils einen Durchmesser von 8mm oder mehr aufweisen; und wobei der Kühlkörper (210) eine Dicke, quer zu der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100), von 2mm oder mehr aufweist.Cooling unit (230) for an electrical storage module (100) of a vehicle; wherein the memory module (100) comprises a surface to be cooled; wherein the cooling unit (230) comprises: - A sheet-like heat sink (210) which is designed to cool the surface of the memory module (100) to be cooled; wherein the heat sink (210) has a base area which faces away from the area of the memory module (100) to be cooled; and - One or more manifolds (111, 112) which run along one or more ends of the heat sink (210) and which are connected to the heat sink (210); wherein all the distribution pipes (111, 112) of the cooling unit (230) are connected to ends of the heat sink (210) in such a way that all the distribution pipes (111, 112) are completely on a side facing the storage module (100) along the base of the heat sink (210 ) extending ground plane are arranged; wherein the heat sink (210) along the surface to be cooled of the memory module (100) has a length of 50 cm or more; wherein the one or more manifolds (111, 112) each have a diameter of 8mm or more; and wherein the heat sink (210) has a thickness, transverse to the surface of the memory module (100) to be cooled, of 2 mm or more. Kühleinheit (230) gemäß Anspruch 1, wobei der Kühlkörper (210) an einem ersten Ende einen ersten gebogenen Abschnitt (211) aufweist, in dem der Kühlkörper (210) in Richtung der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) gebogen ist.Cooling unit (230) according to Claim 1 wherein the heat sink (210) has a first bent section (211) at a first end, in which the heat sink (210) is bent in the direction of the surface of the memory module (100) to be cooled. Kühleinheit (230) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (210) - eine Kühlplatte aufweist, die die zu kühlende Fläche des Speichermoduls (100) zumindest teilweise bedeckt, und die Kanäle umfasst, die eingerichtet sind, das Kühlmedium an der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) vorbeizuführen; und/oder - Leitungsrohre mit einem Flachprofil aufweist, die entlang der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) verlaufen und die eingerichtet sind, das Kühlmedium an der zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) vorbeizuführen.Cooling unit (230) according to one of the preceding claims, wherein the heat sink (210) - Has a cooling plate which at least partially covers the surface of the storage module (100) to be cooled, and which comprises channels which are set up to guide the cooling medium past the surface of the storage module (100) to be cooled; and or - Has line pipes with a flat profile, which run along the surface to be cooled of the storage module (100) and which are set up to guide the cooling medium past the surface of the storage module (100) to be cooled. Kühleinheit (230) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühleinheit (230) - ein erstes Verteilerrohr (111) umfasst, das entlang eines ersten Endes des Kühlkörpers (210) verläuft und das an dem ersten Ende des Kühlkörpers (210) mit dem Kühlkörper (210) verbunden ist; wobei das erste Verteilerrohr (111) ausgebildet ist, ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium an das erste Ende des Kühlkörpers (210) heranzuführen und/oder von dem ersten Ende des Kühlkörpers (210) wegzuführen; und - ein zweites Verteilerrohr (112) umfasst, das entlang einem zweiten, dem ersten Ende entgegengesetzten, Ende des Kühlkörpers (210) verläuft und das an dem zweiten Ende des Kühlkörpers (210) mit dem Kühlkörper (210) verbunden ist; wobei das zweite Verteilerrohr (112) ausgebildet ist, das Kühlmedium am zweiten Ende des Kühlkörpers (210) aus dem Kühlkörper (210) aufzunehmen und wieder in den Kühlkörper (210) einzuspeisen.Cooling unit (230) according to one of the preceding claims, wherein the cooling unit (230) comprises a first manifold tube (111) which runs along a first end of the heat sink (210) and which at the first end of the heat sink (210) with the Heat sink (210) is connected; wherein the first distributor pipe (111) is designed to bring a liquid or gaseous cooling medium to the first end of the heat sink (210) and / or to lead it away from the first end of the heat sink (210); and - comprises a second manifold tube (112) which runs along a second end of the heat sink (210) opposite the first end and which is connected to the heat sink (210) at the second end of the heat sink (210); wherein the second distributor pipe (112) is designed to receive the cooling medium at the second end of the heat sink (210) from the heat sink (210) and feed it back into the heat sink (210). Kühleinheit (230) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die ein oder mehreren Verteilerrohre (111, 112) ein Zulaufrohr (311) umfassen, das mit einem ersten Ende des Kühlkörpers (210) verbunden ist, und das eingerichtet ist, das Kühlmedium an das erste Ende des Kühlkörpers (210) heranzuführen; und - die ein oder mehreren Verteilerrohre (111, 112) ein Ablaufrohr (321) umfassen, das entlang dem ersten Ende des Kühlkörpers (210) verläuft und das an dem ersten Ende des Kühlkörpers (210) mit dem Kühlkörper (210) verbunden ist; wobei das Ablaufrohr (321) ausgebildet ist, das Kühlmedium von dem ersten Ende des Kühlkörpers (210) wegzuführen.Cooling unit (230) according to one of the preceding claims, wherein - The one or more distribution pipes (111, 112) comprise an inlet pipe (311) which is connected to a first end of the cooling body (210) and which is set up to bring the cooling medium to the first end of the cooling body (210); and - the one or more distribution pipes (111, 112) comprise a drain pipe (321) which runs along the first end of the heat sink (210) and which is connected to the heat sink (210) at the first end of the heat sink (210); wherein the drain pipe (321) is designed to lead the cooling medium away from the first end of the heat sink (210). Kühleinheit (230) gemäß Anspruch 5, wobei - das Zulaufrohr (311) und das Ablaufrohr (321) über jeweilige gebogene Abschnitte (211) mit dem Kühlkörper verbunden sind; - die gebogenen Abschnitte (211) unterschiedliche Krümmungen aufweisen; - das erste Ende des Kühlkörpers (210) in mindestens zwei Bereiche unterteilt ist; - die gebogenen Abschnitte (211) in jeweils unterschiedlichen Bereichen des ersten Endes des Kühlkörpers (210) angeordnet sind; und - das Zulaufrohr (311) und das Ablaufrohr (321) übereinander angeordnet sind.Cooling unit (230) according to Claim 5 - The inlet pipe (311) and the outlet pipe (321) are connected to the heat sink via respective curved sections (211); - the bent sections (211) have different curvatures; - The first end of the heat sink (210) is divided into at least two areas; - The bent sections (211) are arranged in different areas of the first end of the heat sink (210); and - the inlet pipe (311) and the outlet pipe (321) are arranged one above the other. Elektrisches Speichermodul (100) für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, wobei das Speichermodul (100) umfasst, - eine Vielzahl von Speicherzellen (101), die entlang einer zu kühlenden Fläche des Speichermoduls (100) nebeneinander angeordnet sind; und - eine Kühleinheit (230) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Kühlkörper (210) und zumindest einem Verteilerrohr (111).Electric storage module (100) for a vehicle with electric drive, wherein the storage module (100) comprises, - A multiplicity of storage cells (101) which are arranged next to one another along a surface of the storage module (100) to be cooled; and - A cooling unit (230) according to one of the preceding claims, with a cooling body (210) and at least one distribution pipe (111). Mehrspuriges Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug umfasst, - eine elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs; und - ein elektrisches Speichermodul (100) gemäß Anspruch 7, das eingerichtet ist, elektrische Energie zum Betrieb der elektrischen Maschine zu speichern.Multi-lane motor vehicle, the motor vehicle comprising an electrical machine for driving the motor vehicle; and - an electrical storage module (100) according to Claim 7 , which is set up to store electrical energy for operating the electrical machine.
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