DE102016203773B4 - Device for holding and cooling at least one electrical energy storage device, energy storage device - Google Patents
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Abstract
Einrichtung (3) zum Halten und Kühlen von wenigstens einem elektrischen Energiespeicher (2), mit einer Kühlplatte (4), an welcher in einem ersten Abstand (A1) zueinander zumindest ein Paar (7) von zwei Haltewänden (8) einendig gehalten ist, zwischen denen der wenigstens eine Energiespeicher (2) derart anordenbar ist, dass er in flächigem Berührungskontakt zumindest mit den Haltewänden (8) steht, wobei die Haltewände (8) zur Gewährleistung des Berührungskontakts durch Federkraft gegen den Energiespeicher (2) gedrückt/drückbar sind, wobei die Haltewände (8) zumindest bereichsweise elastisch verformbar und/oder elastisch an der Kühlplatte (4) gelagert sind, und dass die Haltewände (8) in ihrem entspannten Zustand anderendig einen zweiten Abstand (A2) zueinander aufweisen, der kleiner ist als der erste Abstand.Device (3) for holding and cooling at least one electrical energy store (2), with a cooling plate (4) on which at least one pair (7) of two holding walls (8) is held at one end in a first distance (A1), between which the at least one energy store (2) can be arranged in such a way that it is in surface contact contact at least with the retaining walls (8), the retaining walls (8) being pressed / pressed against the energy store (2) by spring force to ensure contact contact, wherein the retaining walls (8) are at least partially elastically deformable and / or elastically mounted on the cooling plate (4), and that the retaining walls (8) in their relaxed state at the other end a second distance (A2) to each other, which is smaller than the first Distance.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Halten und Kühlen von wenigstens einem elektrischen Energiespeicher, mit einer Kühlplatte, an welcher in einem ersten Abstand zueinander zumindest in Paar von zwei Haltewänden einendig gehalten sind, zwischen denen der wenigstens eine Energiespeicher derart anordenbar ist, dass er in flächigem Berührungskontakt zumindest mit den Haltewänden steht, wobei die Haltewände zur Gewährleistung des Berührungskontakts durch Federkraft gegen den Energiespeicher gedrückt/drückbar sind.The invention relates to a device for holding and cooling of at least one electrical energy storage, with a cooling plate, which are held at one end at a first distance to each other at least in a pair of two retaining walls, between which the at least one energy storage can be arranged such that it is in planar Touch contact is at least with the retaining walls, wherein the retaining walls to ensure the contact contact by spring force against the energy storage are pressed / pressed.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Energiespeicheranordnung mit wenigstens einem Energiespeicher und mit einer Einrichtung zum Halten und Kühlen des wenigstens einen Energiespeichers.Furthermore, the invention relates to an energy storage arrangement having at least one energy store and with a device for holding and cooling the at least one energy store.
Einrichtungen und Anordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Mit der zunehmenden Elektrifizierung von Antriebsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen nehmen auch die Anforderungen an die Kühlung von elektrischen Energiespeichern zu. Nicht nur muss gewährleistet sein, dass die Energiespeicher eine Maximaltemperatur nicht überschreiten, um nicht beschädigt zu werden, es muss vielmehr auch gewährleistet sein, dass sich die Temperatur der Energiespeicher in einem vorteilhaften Bereich bewegt, um eine optimale Ausnutzung der darin gespeicherten elektrischen Energie gewährleisten zu können. Die Leistung derartiger Energiespeicher ist stark temperaturabhängig, weswegen es auch von Interesse ist, bei Vorhandensein mehrerer Energiespeicher diese möglichst auf einem gleichen Betriebstemperaturwert zu halten. Hierzu offenbart beispielsweise die Patentschrift
Aus der Offenlegungsschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine einfache Montage des oder der Energiespeicher an der Einrichtung gewährleistet ist, ohne den Kosten- oder Herstellungsaufwand der Einrichtung zu vergrößern.The invention has for its object to improve a device of the type mentioned in such a way that a simple installation of or the energy storage is guaranteed to the device without increasing the cost or production cost of the device.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass der Energiespeicher einfach in die Einrichtung eingesetzt werden kann, wobei eine nachträgliche oder zusätzliche Anbringung eines Federelements zur Gewährleistung des flächigen Berührungskontakts entfällt. Dadurch werden sowohl die Teilevielzahl als auch die Herstellungskosten reduziert. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, das die Haltewände zumindest bereichsweise elastisch verformbar und/oder an der Kühlplatte elastisch verlagerbar sind, und dass die Haltewände in ihrem entspannten Zustand anderendig einen zweiten Abstand zueinander aufweisen, der kleiner ist als der erste Abstand. Damit liegen die Haltewände an ihren von der Kühlplatte abgewandten Enden näher zueinander als an der Kühlplatte. In einer Seitenansicht sind die Haltewände somit in der Art eines umgedrehten V an der Halteplatte angeordnet. Wird nun der Energiespeicher zwischen die Haltewände geschoben, so werden diese an ihren freien Enden unter elastischer Verformung der Haltewände selbst und/oder der elastischen Lagerung auseinander gebogen, sodass der Energiespeicher zwischen den Haltewänden einschiebbar ist. Aufgrund der elastischen Verformung werden dabei die Haltewände elastisch vorgespannt, sodass eine Federkraft erzeugt wird, die jeweils in Richtung des Energiespeichers wirkt. Dadurch werden die Haltewände beim Einsetzen des Energiespeichers seitlich gegen den Energiespeicher gepresst, wodurch der flächige Berührungskontakt auf einfache und kostengünstige Art und Weise gewährleistet wird.The problem underlying the invention is achieved by a device having the features of
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltwände eben ausgebildet und in ihrer entspannten Stellung geneigt an der Kühlplatte gehalten sind. Damit sind die Haltewände in vorteilhafter Weise konstruktiv einfach gestaltet und können insbesondere auch identisch ausgebildet sein, sodass der Herstellungsaufwand weiter verringert wird. Durch die ebene Ausbildung wird außerdem das Einschieben des Energiespeichers zwischen die beiden Haltewände des Paares erleichtertet, da keine das Einschieben erschwerenden Vorsprünge oder dergleichen an den Haltewänden ausgebildet sind.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the retaining walls are formed flat and inclined in its relaxed position held on the cooling plate. Thus, the retaining walls are structurally simple in an advantageous manner and in particular may be identical, so that the production cost is further reduced. Due to the planar design also the insertion of the energy storage between the two retaining walls of the pair is facilitated because no complicating the insertion Projections or the like are formed on the retaining walls.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Abstand einer Breite des Energiespeichers entspricht. Ist der Energiespeicher somit vollständig zwischen das Paar der Haltewände eingeschoben, insbesondere sodass der Energiespeicher einendig zwischen den Haltewänden an der Kühlplatte anliegt, sind die Haltewände senkrecht zur Kühlplatte ausgerichtet. Furthermore, it is preferably provided that the first distance corresponds to a width of the energy store. If the energy store is thus completely inserted between the pair of retaining walls, in particular so that the energy store abuts one-end between the retaining walls on the cooling plate, the retaining walls are aligned perpendicular to the cooling plate.
Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich, dass der Energiespeicher parallele Seitenwände aufweist. Im Bereich der Kühlplatte wird somit keine oder eine äußerst geringe Federkraft auf den Energiespeicher ausgeübt, während anderendig eine entsprechend hohe Federkraft zwischen den Haltewänden auf den Energiespeicher wirkt. Dadurch, dass der erste Abstand mindestens der Breite des Energiespeichers entspricht, ist gewährleistet, dass der Energiespeicher bis an die Kühlplatte herangeschoben werden kann. Dadurch wird ein weiterer Berührungskontakt gewährleistet, welcher die Wärmeabfuhr aus dem Energiespeicher verbessert.The prerequisite for this is, of course, that the energy store has parallel side walls. In the region of the cooling plate thus no or an extremely small spring force is exerted on the energy storage, while at the other end a correspondingly high spring force acts between the retaining walls on the energy storage. Because the first distance corresponds at least to the width of the energy store, it is ensured that the energy store can be pushed up to the cooling plate. As a result, a further touch contact is ensured, which improves the heat dissipation from the energy storage.
Gemäß eine bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Höhe der Haltewände zumindest im Wesentlichen der Höhe des Energiespeichers entspricht: Damit erstrecken sich die Haltewände über die gesamte Höhe des Energiespeichers und gegebenenfalls darüber hinaus, sodass ein größtmöglicher Berührungskontakt zwischen Energiespeicher und Haltewänden gewährleistet ist.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the height of the retaining walls at least substantially equal to the height of the energy storage: Thus, the retaining walls over the entire height of the energy storage and possibly beyond, so that the greatest possible contact between the energy storage and retaining walls is guaranteed.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Haltwände aus einem thermisch leitfähigen Material gefertigt sind. Damit wird die Wärme vorteilhaft von den Haltewänden in die Kühlplatte überführt. Insbesondere sind die Haltwände aus Kunststoff oder Metall gefertigt.Furthermore, it is preferably provided that the retaining walls are made of a thermally conductive material. Thus, the heat is advantageously transferred from the retaining walls in the cooling plate. In particular, the retaining walls are made of plastic or metal.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass mehrere Paare von Haltewänden an der Kühlplatte nebeneinander angeordnet sind. Damit sind mehrere Energiespeicher an der Kühlplatte wie zuvor beschrieben anordenbar und thermisch verbindbar. Dabei ergibt sich der einfache Vorteil, dass die Paare von Halteplatten dicht nebeneinander anordenbar sind, ohne in einen Konflikt miteinander zu geraten, und dass hierdurch die Anzahl der Energiespeicher beliebig skalierbar ist.Furthermore, it is preferably provided that a plurality of pairs of retaining walls are arranged side by side on the cooling plate. As a result, a plurality of energy stores can be arranged on the cooling plate as described above and can be thermally connected. This results in the simple advantage that the pairs of retaining plates can be arranged close to each other, without coming into conflict with each other, and that thereby the number of energy storage is arbitrarily scalable.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die benachbarten Haltewände von zwei Paaren V-förmig an der Kühlplatte im entspannten Zustand angeordnet sind. Durch die V-förmige Anordnung ergibt sich der Vorteil, dass die Haltewände einfach beim Einschieben des Energiespeichers zwischen jeweils einem Paar von Haltewänden nach außen gedrängt werden können. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass im vorgespannten Zustand, wenn also ein Energiespeicher oder jeweils ein Energiespeicher in die zwei benachbarte Paare eingesetzt ist, ein Abstand zwischen den benachbarten Haltewänden verbleibt, wodurch Fertigungstoleranzen ausgeglichen und das Einsetzen mehrerer Energiespeicher in benachbarte Paare erleichtert wird.Furthermore, it is preferably provided that the adjacent retaining walls of two pairs are arranged V-shaped on the cooling plate in the relaxed state. Due to the V-shaped arrangement, there is the advantage that the retaining walls can easily be pushed outward during the insertion of the energy store between a respective pair of retaining walls. It is particularly preferred that in the prestressed state, ie when an energy store or an energy store is used in the two adjacent pairs, a distance between the adjacent retaining walls remains, whereby manufacturing tolerances compensated and the insertion of multiple energy storage is facilitated in adjacent pairs.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den benachbarten Haltewänden von zwei Paaren jeweils eine thermisch isolierende Schicht angeordnet ist. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass sich die Temperaturen der benachbarten Energiespeicher nicht gegenseitig durch die Haltewände hindurch beeinflussen. Vielmehr wird dadurch gewährleistet, dass die Wärme von dem jeweiligen Energiespeicher durch die damit in Berührungskontakt stehende Haltewand in die Kühlplatte abgeführt wird. Damit wird die Anbindung des jeweiligen Energiespeichers an die Kühlplatte beziehungsweise die Wärmeabfuhr in die Kühlplatte sichergestellt. Insbesondere in einem Schadensfall, beispielsweise bei einem internen Kurzschluss eines Energiespeichers, wird damit die thermische Belastung eines benachbarten Energiespeichers reduziert.According to an advantageous development of the invention, provision is made for a respective thermally insulating layer to be arranged between the adjacent retaining walls of two pairs. As a result, the advantage is achieved that the temperatures of the adjacent energy storage do not influence each other through the retaining walls. Rather, this ensures that the heat is dissipated by the respective energy storage by standing in contact with the holding wall in the cooling plate. This ensures the connection of the respective energy store to the cooling plate or the heat dissipation into the cooling plate. In particular, in a case of damage, for example in the case of an internal short circuit of an energy store, the thermal load of an adjacent energy store is thus reduced.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die thermisch isolierende Schicht durch zumindest eine zwischen die V-förmig angeordneten Haltewände angeordnete Folie gebildet ist. Die Folie ist einfach und kostengünstig herstellbar und bei der Montage zwischen den benachbarten Haltewänden anordenbar. Beispielsweise ist die Folie an einer der zwei Haltewände angebracht, sodass dann, wenn Energiespeicher in die benachbaren Paare von Haltewänden eingesetzt sind, die Folie sowohl an der einen als auch an der anderen Haltewand zwischen den benachbarten Paaren von Haltewänden anliegt. Optional kann auch jeder der benachbarten Haltewände der zwei Paare jeweils eine entsprechende Folie zugeordnet sein. Zweckmäßigerweise erstreckt sich die jeweilige Folie über die gesamte Breite und Höhe der jeweiligen Haltewand. Insbesondere ist vorgesehen, dass die jeweilige Folie flexibel ausgebildet ist, sodass sie bei einer Verformung der Haltewand mitverformt werden kann und insbesondere die Verformung der jeweiligen Haltewand nicht behindert.In particular, it is provided that the thermally insulating layer is formed by at least one arranged between the V-shaped retaining walls film. The film is simple and inexpensive to produce and can be arranged during assembly between the adjacent retaining walls. For example, the foil is attached to one of the two retaining walls, so that when energy stores are inserted into the adjacent pairs of retaining walls, the foil rests against both the one and the other retaining wall between the adjacent pairs of retaining walls. Optionally, each of the adjacent retaining walls of the two pairs can each be assigned a corresponding foil. Conveniently, the respective film extends over the entire width and height of the respective retaining wall. In particular, it is provided that the respective film is designed to be flexible, so that it can be mitverformt in a deformation of the retaining wall and in particular does not hinder the deformation of the respective retaining wall.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass die Kühlplatte und/oder die Haltewände jeweils wenigstens einen Kühlmittelkanal für ein förderbares Kühlmittel aufweisen. Dadurch wird eine aktive Wärmeabfuhr aus dem oder den Energiespeicher(n) gewährleistet. Insbesondere ist vorgesehen, dass zumindest die Kühlplatte mit einem oder mehreren Kühlmittelkanälen versehen ist, sodass die von den Haltewänden in die Kühlplatte abgeführte Wärme sicher abtransportiert werden kann. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Energiespeicher insgesamt erhöht.According to an advantageous development of the invention it is additionally provided that the cooling plate and / or the retaining walls each have at least one coolant channel for a conveyable coolant. As a result, active heat dissipation from the energy store (s) is ensured. In particular, it is provided that at least the cooling plate is provided with one or more coolant channels, so that the dissipated by the retaining walls in the cooling plate heat safely can be removed. As a result, the performance of the energy storage is increased overall.
Die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Einrichtung zum Halten und Kühlen des oder der Energiespeicher aus. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.The energy storage device according to the invention with the features of
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erörtert werden. Dazu zeigen
-
1 eine Energiespeicheranordnung mit einem Energiespeicher und einer Einrichtung zum Halten und Kühlen des Energiespeichers und -
2 die Energiespeicheranordnung mit dem durch die Einrichtung gehaltenen Energiespeicher.
-
1 an energy storage device having an energy storage device and a device for holding and cooling the energy storage device and -
2 the energy storage device with the held by the device energy storage.
Die Einrichtung
An der Kühlplatte
Die Paare
Der erste Abstand
Die Haltewände
Optional ist vorgesehen, dass zwischen die benachbarten Haltewände
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- EnergiespeicheranordnungEnergy storage device
- 22
- Energiespeicherenergy storage
- 33
- EinrichtungFacility
- 44
- Kühlplattecooling plate
- 55
- KühlmittelkanalCoolant channel
- 66
- Pfeilarrow
- 77
- PaarPair
- 88th
- Haltewandretaining wall
- 99
- Pfeilarrow
- 1010
- Stirnflächeface
- 1111
- Schichtlayer
Claims (11)
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Legal Events
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R020 | Patent grant now final | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
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