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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft eine Batterieanordnung für ein elektrifiziertes Fahrzeug. Die Batterieanordnung schließt eine thermische Rippe zur Wärmeverwaltung von Batteriezellen der Anordnung ein.
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HINTERGRUND
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Das Bestreben, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Automobilen zu reduzieren, ist gut dokumentiert. Deshalb werden Fahrzeuge entwickelt, die die Abhängigkeit von Verbrennungsmotoren reduzieren oder vollständig eliminieren. Bei elektrifizierten Fahrzeugen handelt es sich um einen Fahrzeugtyp, der gegenwärtig zu diesem Zweck entwickelt wird. Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich allgemein von konventionellen Kraftfahrzeugen, weil sie selektiv von einer oder mehreren batteriebetriebenen Elektromaschinen angetrieben werden. Konventionelle Kraftfahrzeuge verwenden hingegen ausschließlich Verbrennungsmotoren zum Antrieb.
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Typischerweise versorgt ein Hochspannungsbatteriepack die Elektromaschinen und anderen elektrischen Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs mit Energie. Das Batteriepack schließt eine Vielzahl von Batteriezellen ein, die regelmäßig geladen werden müssen, um die zum Betreiben dieser Verbraucher erforderliche Energie zu ergänzen. Während der Lade- und Entladevorgänge erzeugen die Batteriezellen Wärme. Es ist wünschenswert, diese Wärme zu verwalten, um die Kapazität und Lebensdauer der Batteriezellen zu verbessern.
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KURZFASSUNG
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Eine thermische Rippe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung schließt unter anderem einen Körper, einen sich vom Körper erstreckenden Fuß und einen verdickten Bereich des Körpers einschließlich einer ersten Dicke, die größer als eine zweite Dicke des anderen Bereichs des Körpers ist, ein.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform der vorstehenden thermischen Rippe steht der Fuß quer zum Körper.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der beiden vorstehenden thermischen Rippen ist der verdickte Bereich ein Abschnitt des Körpers nahe dem Fuß.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden thermischen Rippen ist der Körper geschlitzt und schließt eine Vielzahl von Fingern ein.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden thermischen Rippen ist ein Schlitz zwischen benachbarten Fingern der Vielzahl von Fingern vorgesehen.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden thermischen Rippen ist der verdickte Abschnitt durch eine Wand eines ersten Rippenabschnitts und eine Wand eines zweiten Rippenabschnitts begründet.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden thermischen Rippen beträgt die erste Dicke wenigstens das Doppelte der zweiten Dicke.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden thermischen Rippen sind der Körper und der Fuß in einer einteiligen Bauweise konfigurierte Strangpressteile.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden thermischen Rippen sind der Körper und der Fuß in einer zweiteiligen Bauweise einschließlich eines ersten, Rücken an Rücken mit einem zweiten Rippenabschnitt positionierten Rippenabschnitts konfiguriert.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden thermischen Rippen schließt der Körper einen Finger ein, der einen Versatz bezüglich eines Wandabschnitts des Körpers bildet.
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Ein Batteriepack gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung schließt unter anderem eine Batterieanordnung mit einer ersten Batteriezelle, einer zweiten Batteriezelle und einer zwischen der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle positionierten thermischen Rippe ein. Die thermische Rippe weist einen verdickten Bereich mit einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu einem ersten Bereich der thermischen Rippe auf.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Batteriepacks schließt die thermische Rippe einen Körper und einen Fuß ein, der sich vom Körper erstreckt.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform eines der beiden vorstehenden Batteriepacks ist der Körper der thermischen Rippe in eine Vielzahl von Fingern segmentiert, die durch Schlitze getrennt sind.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks schließt die thermische Rippe einen ersten, Rücken an Rücken mit einem zweiten Rippenabschnitt positionierten Rippenabschnitt ein.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist die Batterieanordnung nahe einer Wärmetauscherplatte positioniert.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist ein Wärmeschnittstellenmaterial zwischen einem Fuß der thermischen Rippe und der Wärmetauscherplatte vorgesehen.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist der verdickte Bereich nahe dem Fuß der thermischen Rippe vorgesehen.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks werden die erste Batteriezelle, die zweite Batteriezelle und die thermische Rippe in einem Rahmen gehalten.
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Bei einer weiteren, nicht beschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks schließt die thermische Rippe einen ersten Rippenabschnitt und einen zweiten Rippenabschnitt ein. Jeder des ersten Rippenabschnitts und des zweiten Rippenabschnitts schließt Finger und Schlitze ein, wobei die Finger des ersten Rippenabschnitts in die Schlitze des zweiten Rippenabschnitts und die Finger des zweiten Rippenabschnitts in die Schlitze des ersten Rippenabschnitts gefügt sind, wenn der erste Rippenabschnitt Rücken an Rücken mit dem zweiten Rippenabschnitt positioniert ist.
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Ein Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung schließt unter anderem das Positionieren einer thermischen Rippe zwischen einer ersten Batteriezelle und einer zweiten Batteriezelle einer Batterieanordnung eines elektrifizierten Fahrzeugs ein, wobei die thermische Rippe einen ersten Bereich mit einer ersten Wärmeleitfähigkeit und einen verdickten Bereich mit einer zweiten Wärmeleitfähigkeit, die größer ist als die erste Wärmeleitfähigkeit, aufweist.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorstehenden Absätze, die Ansprüche sowie die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich eines ihrer verschiedenen Aspekte oder ihrer jeweiligen Einzelmerkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale gelten für alle Ausführungsformen, es sei denn, derartige Merkmale sind nicht kompatibel.
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Aus der folgenden detaillierten Beschreibung werden die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung dem Fachkundigen ersichtlich. Die die detaillierte Beschreibung begleitenden Figuren können kurz wie folgt beschrieben werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines elektrifizierten Fahrzeugs.
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2 stellt Abschnitte einer Batterieanordnung eines elektrifizierten Fahrzeugs dar.
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3 stellt eine zweiteilige thermische Rippe gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
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4A ist eine isometrische Explosionsansicht der thermischen Rippe von 3.
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4B ist eine Explosionsseitenansicht der thermischen Rippe von 3.
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5 stellt eine thermische Rippe gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
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6 stellt eine thermische Rippe gemäß noch einer weiteren Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
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7A, 7B, 7C und 7D stellen Abschnitte einer weiteren Batterieanordnung dar.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung beschreibt eine Batterieanordnung für ein elektrifiziertes Fahrzeug. Die Batterieanordnung schließt eine thermische Rippe zwischen benachbarten Batteriezellen der Anordnung ein. Die thermische Rippe ist zum Ableiten von Wärme von den Batteriezellen zu einer Stelle außerhalb der Batteriezellen konfiguriert. Die thermische Rippe schließt einen Körper, einen sich vom Körper erstreckenden Fuß und einen verdickten Bereich mit einer Dicke, die größer ist als die Dicken der übrigen Abschnitte der thermischen Rippe, ein. Bei manchen Ausführungsformen weist die thermische Rippe eine zweiteilige Bauweise auf. Bei anderen Ausführungsformen weist die thermische Rippe eine einteilige Bauweise auf. Diese und weitere Merkmale werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung genauer erörtert.
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1 stellt einen Antriebsstrang 10 eines elektrifizierten Fahrzeugs 12 schematisch dar. Obwohl die Darstellung auf einem Elektromobil (Battery Electric Vehicle, BEV) beruht, wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf BEVs beschränkt sind und auf andere elektrifizierte Fahrzeuge, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf, Plug-in-Hybride (Plug-in Hybrid Electric Vehicles, PHEVs), Voll-Hybrid-Elektrofahrzeuge (Full Hybrid Electric Vehicles, FHEVs) und Mildhybrid-Elektrofahrzeuge (Mild Hybrid Electric Vehicles, mHEVs), angewendet werden könnten. Daher könnte das elektrifizierte Fahrzeug 12, obwohl bei dieser Ausführungsform nicht gezeigt, mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sein, der entweder allein oder in Kombination mit anderen Energiequellen zum Antreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 12 verwendet werden kann.
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Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 12 ein Voll-Elektromobil, das nur durch elektrische Energie angetrieben wird, zum Beispiel durch eine Elektromaschine 14, ohne Unterstützung durch einen Verbrennungsmotor. Die Elektromaschine 14 kann als ein Elektromotor oder Elektrogenerator arbeiten. Die Elektromaschine 14 erhält elektrische Energie und liefert eine Drehausgangsleistung. Die Elektromaschine 14 kann mit einem Getriebe 16 zum Einstellen des Ausgangsdrehmoments und der Drehzahl der Elektromaschine 14 durch ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis verbunden sein. Das Getriebe 16 ist mit einem Satz von Antriebsrädern 18 durch eine Ausgangswelle 20 verbunden. Ein Hochspannungsbus 22 verbindet die Elektromaschine 14 durch einen Inverter 26 elektrisch mit einem Batteriepack 24. Die Elektromaschine 14, das Getriebe 16 und der Inverter 26 werden kollektiv als ein Transaxle 28 bezeichnet.
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Das Batteriepack 24 ist eine beispielhafte Batterie eines elektrifizierten Fahrzeugs. Das Batteriepack 24 kann ein Hochspannungstraktionsbatteriepack sein, das eine Vielzahl von Batterieanordnungen 25 (d. h. Batteriereihen oder Gruppierungen von Batteriezellen) einschließt, die elektrische Energie zum Betreiben der Elektromaschine 14 und/oder anderer elektrischer Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 ausgeben können. Energiespeichervorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen anderer Typen können ebenfalls zur elektrischen Energieversorgung des elektrifizierten Fahrzeugs 12 verwendet werden.
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Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann auch ein Ladesystem 30 zum Laden der Energiespeichervorrichtungen (z. B. Batteriezellen) des Batteriepacks 24 einschließen. Das Ladesystem 30 kann mit einer externen Stromversorgung (nicht gezeigt) zum Erhalten und Verteilen von Energie verbunden werden. Das Ladesystem 30 kann auch mit Leistungselektronik zum Umwandeln der von der externen Stromversorgung erhaltenen Wechselstromleistung in Gleichstromleistung zum Laden der Energiespeichervorrichtungen des Batteriepacks 24 ausgestattet sein. Das Ladesystem 30 kann auch eine oder mehrere konventionelle Spannungsquellen von der externen Stromversorgung aufnehmen (z. B. 110 Volt, 220 Volt etc.).
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Der in 1 gezeigte Antriebsstrang 10 ist äußerst schematisch dargestellt und nicht dazu gedacht, diese Offenbarung zu beschränken. Im Rahmen dieser Offenbarung könnten verschiedene zusätzliche Komponenten alternativ oder zusätzlich beim Antriebsstrang 10 verwendet werden.
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2 stellt ausgewählte Abschnitte einer Batterieanordnung 25 dar, die in einem Batteriepack eines elektrifizierten Fahrzeugs verwendet werden können. Beispielsweise könnte die beispielhafte Batterieanordnung 25 Teil des Batteriepacks 24 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 von 1 sein. Die Batterieanordnung 25 schließt eine thermische Rippe 40 ein, die zwischen benachbarten Batteriezellen 42 vorgesehen ist. Obwohl in 2 zwei Batteriezellen 42 dargestellt sind, könnte die Batterieanordnung 25 zusätzliche Batteriezellen im Rahmen dieser Offenbarung einschließen. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform sind zum Beispiel mehrere Batteriezellen 42 zum Bilden der Batterieanordnung 25 zusammengestapelt, wobei eine thermische Rippe 40 pro zwei Batteriezellen 42 vorgesehen ist.
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Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform sind die Batteriezellen 42 Pouchzellen. Batteriezellen mit anderen Geometrien (prismatischen, zylindrischen etc.) und/oder Chemien (Lithium-Ionen-, Nickel-Metallhydrid-, Blei-Säure-Ausführungen etc.) könnten jedoch alternativ im Rahmen dieser Offenbarung verwendet werden.
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Die Batteriezellen 42 und die thermische Rippe 40 sind nahe einer Wärmetauscherplatte 44, auch Kaltplatte genannt, positioniert. Die Wärmetauscherplatte 44 ist zum Leiten von Wärme aus den Batteriezellen 42 heraus konfiguriert. Mit anderen Worten, die Wärmetauscherplatte 44 fungiert als ein Kühlkörper zum Wegnehmen von Wärme von den Wärmequellen (d. h. den Batteriezellen 42) während des Vorliegens gewisser Bedingungen. Die Wärmetauscherplatte 44 könnte alternativ zum Hinzufügen von Wärme zu den Batteriezellen 42 konfiguriert werden, zum Beispiel während des Herrschens niedriger Umgebungstemperaturen. Obwohl nicht gezeigt, kann die Wärmetauscherplatte 44 einen internen Kühlkreis zum Zirkulieren einer Flüssigkeit, wie Kühlmittel oder Kältemittel, zur Wärmebehandlung der Batteriezellen 42 einschließen.
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Bei einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform ist ein Wärmeschnittstellenmaterial (TIM) 46 zwischen der thermischen Rippe 40 und der Wärmetauscherplatte 44 positioniert. Das TIM 46 hält den Wärmekontakt zwischen der thermischen Rippe 40 und der Wärmetauscherplatte 44 aufrecht und erhöht die Wärmeleitfähigkeit zwischen diesen benachbarten Komponenten während Wärmeübertragungsereignissen. Das TIM 46 kann ein bekanntes Wärmeleitmaterial sein.
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Die thermische Rippe 40 ist zwischen zwei Batteriezellen 42 positioniert, um Wärmeenergie zur Wärmetauscherplatte 44 zu leiten oder von dieser abzuleiten. Die thermische Rippe 40 steht in direkter Berührung mit den Seitenflächen 48 von zwei benachbarten Batteriezellen 42. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist die thermische Rippe 40 zum Wegnehmen von Wärme von den Batteriezellen 42 und zum Leiten der Wärme zur Wärmetauscherplatte 44 konfiguriert. Bei einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform ist die thermische Rippe 40 zum Hinzufügen von Wärme zu den Batteriezellen 42, die von der Wärmetauscherplatte 44 hergeleitet wird, konfiguriert.
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Die thermische Rippe 40 schließt einen Körper 50 und einen Fuß 52, der sich vom Körper 50 erstreckt, ein. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform erstreckt sich der Fuß 52 quer vom Körper 50. Der Körper 50 schließt einen ersten Bereich 54 und einen verdickten Bereich 56 ein. Der erste Bereich 54 des Körpers 50 ist zwischen den benachbarten Batteriezellen 42 eingebettet. Der verdickte Bereich 56 ist zwischen den Batteriezellen 42 und dem TIM 46 positioniert und nicht zwischen den benachbarten Batteriezellen 42 eingebettet.
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Der verdickte Bereich 56 der thermischen Rippe 40 befindet sich an einer kritischen Zone der Wärmeübertragung zwischen den Batteriezellen 42 und der Wärmetauscherplatte 44. Die Wärmeleitfähigkeit der thermischen Rippe 40 wird an dieser kritischen Wärmeübertragungszone durch Bereitstellen des verdickten Bereichs 56 effektiv erhöht.
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Der verdickte Bereich 56 des Körpers 50 weist eine Dicke T2 auf, die größer ist als eine Dicke T1 des ersten Bereichs 54 des Körpers 50. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform beträgt die Dicke T2 des verdickten Bereichs 56 wenigstens das Doppelte der Dicke T1 des ersten Bereichs 54 des Körpers 50. Die Dicke T2 könnte jedoch eine beliebige Dicke sein, die größer als die Dicke T1 ist. Durch Beibehaltung der relativ kleinen Dicke T1 am ersten Bereich 54 des Körpers 50 (d. h. am zwischen den Batteriezellen 42 eingebetteten Bereich) bewirkt das vorgeschlagene Rippendesign verbesserte Wärmeübertragung, ohne den Einbauraum oder die Gesamtbaulänge der Batterieanordnung 25 negativ zu beeinflussen.
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3, 4A und 4B stellen eine beispielhafte thermische Rippe 40 dar, die bei der oben beschriebenen Batterieanordnung 25 verwendet werden kann. Bei dieser nicht beschränkenden Ausführungsform ist die thermische Rippe 40 als Doppelrippe oder in zweiteiliger Bauweise ausgelegt, die einen ersten Rippenabschnitt 58 aufweist, der Rücken an Rücken mit einem zweiten Rippenabschnitt 60 positioniert ist. Der erste und zweite Rippenabschnitt 58, 60 sind identische Komponenten (d. h. identisch in Größe, Form und Gesamtbauweise), sind jedoch 180º zueinander gedreht, um Rücken-an-Rücken-Positionierung zu ermöglichen.
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Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform besteht die thermische Rippe 40 aus Aluminium. Aber auch andere Materialien kommen im Rahmen dieser Offenbarung in Betracht.
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Der erste Rippenabschnitt 58 und der zweite Rippenabschnitt 60 schließen jeweils einen Sockel 62 und eine Wand 64 ein. Die Wände 64 stehen nach oben von den Sockeln 62 vor. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform sind die Wände 64 geschlitzt. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform schließt zum Beispiel jede Wand 64 eine Vielzahl von Fingern 66 ein, die durch Schlitze 68 voneinander getrennt sind. Bei Rücken-an-Rücken-Platzierung sind die Finger 66 des ersten Rippenabschnitts 58 auf die Schlitze 68 (am besten in 4B gezeigt) des zweiten Rippenabschnitts 60 ausgerichtet (und umgekehrt). Zum Zusammenbauen der thermischen Rippe 40 werden die Finger 66 des ersten Rippenabschnitts 58 daher in den Schlitzen 68 des zweiten Rippenabschnitts 60 aufgenommen, und die Finger 66 des zweiten Rippenabschnitts 60 werden in den Schlitzen 68 des ersten Rippenabschnitts 58 aufgenommen. Nach Rücken-an-Rücken-Positionierung können der erste Rippenabschnitt 58 und der zweite Rippenabschnitt 60 wahlweise aneinander angebracht werden (z. B. durch Schweißung etc.).
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Die Wände 64 des ersten und zweiten Rippenabschnitts 58, 60 begründen den Körper 50 der thermischen Rippe 40, und die Sockel 62 begründen den Fuß 52 der thermischen Rippe 40. Der Körper 50 weist die Dicke T1 im die Finger 66 und die Schlitze 68 einschließenden Bereich auf und weist die Dicke T2 im Bereich auf, wo die Wände 64 angrenzend an die Sockel 62 aneinander anstoßen. Die Dicke T2 ist größer als die Dicke T1.
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Wir wenden uns nun hauptsächlich 4B zu, in der gezeigt ist, dass die Finger 66 des ersten und zweiten Rippenabschnitts 58, 60 einen Versatz 70 bezüglich eines Grundwandabschnitts 72 jeder Wand 64 bilden können. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform sind die Finger 66 gebogen, um den Versatz 70 herzustellen. Der Versatz 70 kann das Einfügen der Finger 66 in die Schlitze 68 des gegenüberliegenden Rippenabschnitts 58, 60 erleichtern.
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5 stellt eine weitere beispielhafte thermische Rippe 140 dar. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei der thermischen Rippe 140 um ein einteiliges, in einer T-Form ausgebildetes Strangpressteil. Die thermische Rippe 140 schließt einen Körper 150 und einen Fuß 152, der sich vom Körper 150 erstreckt, ein. Ein verdickter Bereich 156 des Körpers 150 ist nahe dem Fuß 152 positioniert. Der Fuß 152 erstreckt sich an beiden Seiten des Körpers 150 nach außen.
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6 stellt noch eine weitere beispielhafte thermische Rippe 240 dar. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei der thermischen Rippe 240 um ein einteiliges, in einer L-Form ausgebildetes Strangpressteil. Die thermische Rippe 240 schließt einen Körper 250 und einen Fuß 252, der sich vom Körper 250 erstreckt, ein. Ein verdickter Bereich 256 des Körpers 250 ist nahe dem Fuß 252 positioniert. Der Fuß 252 erstreckt sich nur an einer Seite des Körpers 250 nach außen.
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7A bis 7D stellen eine weitere Batterieanordnung 325 dar. Die Batterieanordnung 325 dieser beispielhaften Ausführungsform schließt eine thermische Rippe 340 ein, die zwischen benachbarten Batteriezellen 342 vorgesehen ist. Die thermische Rippe 340 und die Batteriezellen 342 werden in einem Rahmen 380 gehalten. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform besteht der Rahmen 380 aus einem Kunststoffmaterial, das entweder wärmeleitend oder nicht wärmeleitend sein kann, und die thermische Rippe 340 besteht aus einem metallischen Material.
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Der Rahmen 380, die Batteriezellen 342 und die thermische Rippe 340 sind nahe einer Wärmetauscherplatte 344 positioniert. Die Wärmetauscherplatte 344 ist zum Leiten von Wärme aus den Batteriezellen 342 heraus konfiguriert. Ein Wärmeschnittstellenmaterial (TIM) 346 kann zwischen der thermischen Rippe 340 und der Wärmetauscherplatte 344 positioniert sein.
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Die thermische Rippe 340 ist zwischen zwei Batteriezellen 342 positioniert, um Wärmeenergie zur Wärmetauscherplatte 344 zu leiten oder von dieser abzuleiten. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform steht die thermische Rippe 340 in direkter Berührung mit den Seitenflächen 348 der beiden benachbarten Batteriezellen 342 und steht in direkter Berührung mit den Unterseiten 382 der Batteriezellen 342. Auf diese Weise ist die thermische Rippe 340 zum Leiten von Wärme sowohl in eine erste Richtung D1 (hier eine vertikale Richtung) als auch in eine zweite Richtung D2 (hier eine horizontale Richtung) konfiguriert.
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Die thermische Rippe 340 kann einen Körper 350 und einen ersten Fuß 352A sowie einen zweiten Fuß 352B, die sich beide vom Körper 350 erstrecken, einschließen. Der Körper 350 berührt die Seitenflächen 348 der Batteriezellen 342 zum Leiten von Wärme in die erste Richtung D1. Der erste Fuß 352A berührt die Unterseiten 382 der Batteriezellen 342 zum Leiten von Wärme in die Richtung D2. Der erste Fuß 352A könnte eine beliebige Form aufweisen, die einer beliebigen Form der Unterseiten 382 der Batteriezellen 342 entspricht. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform erstreckt sich der erste Fuß 352A über eine gesamte Länge L der Unterseiten 382 der Batteriezellen 342 (siehe 7B). Bei einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform ist der erste Fuß 352A so segmentiert, dass er die Unterseiten 382 nur entlang bestimmter Abschnitte der Länge L berührt (siehe 7C und 7D). Bei derartigen Ausführungsformen erstrecken sich die Wände 390 des Rahmens 380 zwischen Segmenten 392 des ersten Fußes 352A.
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Der zweite Fuß 352B kann sich parallel zum ersten Fuß 352A erstrecken, ist jedoch eher nahe der Wärmetauscherplatte 344 als der Unterseiten 382 der Batteriezellen 342 positioniert. Eine Wand 384 des Rahmens 380 kann zwischen dem ersten Fuß 352A und dem zweiten Fuß 352B positioniert sein. Der zweite Fuß 352B könnte durchgehend über seine Länge sein (siehe 7B und 7D) oder könnte alternativ segmentiert sein (siehe 7C).
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Bei einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform weist der Körper 350 einen verdickten Bereich 356 auf (siehe 7A). Der verdickte Bereich 356 ist zwischen dem ersten Fuß 352A und dem zweiten Fuß 352B positioniert. Der verdickte Bereich 356 der thermischen Rippe 340 befindet sich an einer kritischen Zone der Wärmeübertragung zwischen den Batteriezellen 342 und der Wärmetauscherplatte 344. Die Wärmeleitfähigkeit der thermischen Rippe 340 wird an dieser kritischen Wärmeübertragungszone durch Bereitstellen des verdickten Bereichs 356 effektiv erhöht. Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform weist der verdickte Bereich 356 des Körpers 350 eine größere Dicke auf als der Abschnitt des Körpers 350, der zwischen den Batteriezellen 342 angeordnet ist.
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Obwohl die verschiedenen nicht beschränkenden Ausführungsformen als spezifische Komponenten oder Schritte aufweisend dargestellt sind, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf derartige spezielle Kombinationen begrenzt. Es ist möglich, gewisse Komponenten oder Merkmale von einer der nicht beschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von einer der anderen nicht beschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass gleichartige Bezugsnummern über die verschiedenen Figuren hinweg entsprechende oder ähnliche Elemente bezeichnen. Dabei ist zu verstehen, dass, obwohl bei diesen beispielhaften Ausführungsformen eine bestimmte Komponentenanordnung offenbart und dargestellt ist, andere Anordnungen ebenfalls aus den Lehren dieser Offenbarung Nutzen ziehen können.
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Die vorstehende Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht in einem beschränkenden Sinne aufgefasst werden. Ein gewöhnlicher Fachmann würde verstehen, dass gewisse Modifikationen in den Rahmen dieser Offenbarung kommen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Ansprüche in Hinblick auf Feststellung des wahren Umfangs und Inhalts dieser Offenbarung untersucht werden.
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Es ist ferner beschrieben:
- A. Thermische Rippe, umfassend:
einen Körper;
einen Fuß, der sich vom Körper erstreckt; und
einen verdickten Bereich des Körpers mit einer ersten Dicke, die größer ist als
eine zweite Dicke eines anderen Bereichs des Körpers.
- B. Thermische Rippe nach A, wobei der Fuß quer zum Körper steht.
- C. Thermische Rippe nach A, wobei der verdickte Bereich ein Abschnitt des Körpers ist, der nahe dem Fuß ist.
- D. Thermische Rippe nach A, wobei der Körper geschlitzt ist und eine Vielzahl von Fingern einschließt.
- E. Thermische Rippe nach D, umfassend einen zwischen angrenzenden Fingern der Vielzahl von Fingern vorgesehenen Schlitz.
- F. Thermische Rippe nach A, wobei der verdickte Abschnitt durch eine Wand eines ersten Rippenabschnitts und eine Wand eines zweiten Rippenabschnitts begründet ist.
- G. Thermische Rippe nach A, wobei die erste Dicke wenigstens das Doppelte der zweiten Dicke beträgt.
- H. Thermische Rippe nach A, wobei der Körper und der Fuß in einer einteiligen Bauweise konfigurierte Strangpressteile sind.
- I. Thermische Rippe nach A, wobei der Körper und der Fuß in einer zweiteiligen Bauweise einschließlich eines ersten, Rücken an Rücken mit einem zweiten Rippenabschnitt positionierten Rippenabschnitts konfiguriert sind.
- J. Thermische Rippe nach A, wobei der Körper einen Finger einschließt, der einen Versatz bezüglich eines Wandabschnitts des Körpers bildet.
- K. Batteriepack, umfassend:
eine Batterieanordnung, einschließend:
eine erste Batteriezelle;
eine zweite Batteriezelle; und
eine zwischen der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle positionierte thermische Rippe, wobei die thermische Rippe einen verdickten Bereich mit einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu einem ersten Bereich der thermischen Rippe aufweist.
- L. Batteriepack nach K, wobei die thermische Rippe einen Körper und einen Fuß, der sich vom Körper erstreckt, einschließt.
- M. Batteriepack nach L, wobei der Körper der thermischen Rippe in eine Vielzahl von Fingern segmentiert ist, die durch Schlitze getrennt sind.
- N. Batteriepack nach K, wobei die thermische Rippe einen ersten, Rücken an Rücken bezüglich eines zweiten Rippenabschnitts positionierten Rippenabschnitt einschließt.
- O. Batteriepack nach K, wobei die Batterieanordnung nahe einer Wärmetauscherplatte positioniert ist.
- P. Batteriepack nach O, umfassend ein Wärmeschnittstellenmaterial, das zwischen einem Fuß der thermischen Rippe und der Wärmetauscherplatte vorgesehen ist.
- Q. Batteriepack nach P, wobei der verdickte Bereich nahe des Fußes der thermischen Rippe vorgesehen ist.
- R. Batteriepack nach K, wobei die erste Batteriezelle, die zweite Batteriezelle und die thermische Rippe in einem Rahmen gehalten werden.
- S. Batteriepack nach K, wobei die thermische Rippe einen ersten Rippenabschnitt und einen zweiten Rippenabschnitt einschließt, und jeder des ersten Rippenabschnitts und des zweiten Rippenabschnitts Finger und Schlitze einschließt, wobei die Finger des ersten Rippenabschnitts in den Schlitzen des zweiten Rippenabschnitts eingefügt sind und die Finger des zweiten Rippenabschnitts in den Schlitzen des ersten Rippenabschnitts eingefügt sind, wenn der erste Rippenabschnitt Rücken an Rücken mit dem zweiten Rippenabschnitt positioniert ist.
- T. Verfahren, umfassend:
Positionieren einer thermischen Rippe zwischen einer ersten Batteriezelle und einer zweiten Batteriezelle einer Batterieanordnung eines elektrifizierten Fahrzeugs, wobei die thermische Rippe einen ersten Bereich mit einer ersten Wärmeleitfähigkeit und einen verdickten Bereich mit einer zweiten Wärmeleitfähigkeit, die größer ist als die erste Wärmeleitfähigkeit, aufweist.
