DE102017125098A1

DE102017125098A1 - Batterie-thermomanagement-baugruppe und -verfahren

Info

Publication number: DE102017125098A1
Application number: DE102017125098.0A
Authority: DE
Inventors: Stephen Liptak; Hyung Min Baek; Olivia Lomax; Patrick Daniel Maguire
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2018-05-03
Also published as: US20180123197A1; CN108023136B; CN108023136A; US10411314B2

Abstract

Eine beispielhafte Batterie-Thermomanagement-Baugruppe beinhaltet eine erste Struktur, die eine erste Materialzusammensetzung aufweist, und eine zweite Struktur, die eine andere, zweite Materialzusammensetzung aufweist. Die zweite Struktur ist zum Austauschen von Wärmeenergie zwischen einem Batteriearray und einem Fluid, das durch einen Fluidkanal kommuniziert wird, der durch die erste und zweite Struktur begrenzt ist, konfiguriert. Ein beispielhaftes Batterie-Thermomanagement-Verfahren beinhaltet das Sichern einer ersten Struktur einer ersten Materialzusammensetzung in Bezug auf eine zweite Struktur einer anderen, zweiten Materialzusammensetzung, um einen Fluidkanal bereitzustellen. Das Verfahren beinhaltet ferner das Verwenden der zweiten Struktur zum Durchlassen von Wärmeenergie zwischen einer Batterie und einem Fluid innerhalb des Fluidkanals.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine Thermomanagement-Baugruppe für eine Traktionsbatterie. Die Thermomanagement-Baugruppe verwendet ein Fluid, um die Wärmeenergie innerhalb der Traktionsbatterie zu verwalten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, weil elektrifizierte Fahrzeuge selektiv unter Verwendung einer oder mehrerer elektrischer Maschinen angetrieben werden, die durch ein Batteriepack mit Strom versorgt werden. Die elektrischen Maschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle von oder zusätzlich zu einem Vebrennungsmotor antreiben. Beispiele für elektrifizierte Fahrzeuge schließen Hybridelektrofahrzeuge (HEV), Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV), Brennstoffzellenfahrzeuge (FCV) und Batterieelektrofahrzeuge (BEV) ein.
Beim Batteriepack handelt es sich um eine Traktionsbatterie mit relativ hoher Spannung, die selektiv die elektrischen Maschinen und andere elektrische Lasten des elektrifizierten Fahrzeugs mit Strom versorgt. Das Batteriepack beinhaltet eine Vielzahl von untereinander verbundenen Batteriezellen, die Energie zum Versorgen dieser elektrischen Lasten mit Strom speichern. Das Batteriepack kann eine Kühlung oder Heizung erfordern. Einige Batteriepacks verwalten Wärmeenergie unter Verwendung eines Fluids.
KURZDARSTELLUNG
Eine Batterie-Thermomanagement-Baugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet, unter anderem, eine erste Struktur, die eine erste Materialzusammensetzung aufweist, und eine zweite Struktur, die eine andere, zweite Materialzusammensetzung aufweist. Die zweite Struktur ist zum Austauschen von Wärmeenergie zwischen einem Batteriearray und einem Fluid, das durch einen Fluidkanal kommuniziert wird, der durch die erste und zweite Struktur begrenzt ist, konfiguriert.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Baugruppe ist die erste Struktur ein Abschnitt einer Batterieeinfassung und die erste Materialzusammensetzung beinhaltet ein Polymer.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist der Abschnitt ein Einsatz der Batterieeinfassung.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen beinhaltet der Einsatz eine Leiste zum Lagern der zweiten Struktur und eine Schnittstelle zwischen der Leiste und der Struktur ist abgedichtet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist die zweite Struktur eine Wärmetauscherplatte und die zweite Materialzusammensetzung beinhaltet ein Metall oder eine Metalllegierung.
Eine weitere, nicht einschränkende Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen beinhaltet eine dritte Struktur, die ein Polymer beinhaltet und auf den Abschnitt der Batterieeinfassung und die Wärmetauscherplatte aufgeformt ist, um die Wärmetauscherplatte in Bezug auf den Abschnitt der Batterieeinfassung zu sichern.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist die dritte Struktur eine Wand der Batterieeinfassung.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen beinhaltet die Baugruppe eine dritte Struktur, die auf die erste Struktur aufgeformt wird, um die zweite Struktur in Bezug auf die erste Struktur zu halten.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen beinhaltet die dritte Struktur eine Verlängerung, die sich durch eine Öffnung in der zweiten Struktur erstreckt und an der ersten Struktur gesichert ist.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist die zweite Struktur eine Wärmetauscherplatte und die zweite Materialzusammensetzung beinhaltet ein Metall oder eine Metalllegierung.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist das Batteriearray direkt auf der Wärmetauscherplatte angeordnet.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen weist der Fluidkanal einen Umfang auf. Die erste Struktur stellt einen ersten Abschnitt des Umfangs bereit. Die zweite Struktur stellt einen restlichen, zweiten Abschnitt des Umfangs bereit.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist das Fluid ein flüssiges Kühlmittel, das direkt mit der ersten Struktur und der zweiten Struktur in Kontakt tritt, wenn es durch den Fluidkanal bewegt wird.
Ein Batterie-Thermomanagement-Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Sichern einer ersten Struktur einer ersten Materialzusammensetzung in Bezug auf eine zweite Struktur einer anderen, zweiten Materialzusammensetzung, um einen Fluidkanal bereitzustellen. Das Verfahren beinhaltet ferner das Verwenden der zweiten Struktur zum Durchlassen von Wärmeenergie zwischen einer Batterie und einem Fluid innerhalb des Fluidkanals.
Eine weitere, nicht einschränkende Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens beinhaltet das Sichern und Abdichten der zweiten Struktur an der ersten Struktur unter Verwendung einer dritten Struktur, die auf die erste und zweite Struktur aufgeformt wird.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren ist die erste Struktur ein Abschnitt einer Batteriepackeinfassung und die dritte Struktur ist ein weiterer Abschnitt der Batteriepackeinfassung.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren sind die erste und dritte Struktur polymerbasiert.
Bei einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren ist die zweite Struktur eine Wärmetauscherplatte und die zweite Materialzusammensetzung beinhaltet ein Metall oder eine Metalllegierung.
Eine weitere, nicht einschränkende Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Aufformen einer dritten Struktur auf die Wärmetauscherplatte zum Sichern der Wärmetauscherplatte an der zweiten Struktur. Ein Abschnitt der dritten Struktur erstreckt sich durch eine Öffnung in der Wärmetauscherplatte zum Kontaktieren der ersten Struktur.
Eine weitere, nicht einschränkende Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Abstützen eines Batteriearrays auf einer Seite der zweiten Struktur gegenüber dem Fluidkanal.
Figurenliste
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele werden einem Fachmann aus der ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Die Figuren, welche die ausführliche Beschreibung begleiten, können kurz wie folgt beschrieben werden.

1 zeigt schematisch einen beispielhaften Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug;
2 zeigt eine Seitenansicht des Batteriepacks vom Antriebsstrang aus 1.
3 zeigt eine Schnittansicht durch Linie 3-3 aus 2.
4 zeigt eine Schnittansicht ausgewählter Abschnitte einer ersten und einer zweiten Struktur des Batteriepacks aus 2 innerhalb einer Form;
5 zeigt die erste und die zweite Struktur aus 4 innerhalb der Form in einer Stufe vor dem Aufformen einer dritten Struktur des Batteriepacks;
6 zeigt die erste und die zweite Struktur aus 5 nach dem Aufformen der dritten Struktur;
7 zeigt eine Thermomanagement-Baugruppe für das Batteriepack aus 2 in einer frühen Baugruppenstufe.
8 zeigt eine Thermomanagement-Baugruppe aus 7 in einer späteren Baugruppenstufe als 7.
9 zeigt eine Thermomanagement-Baugruppe für das Batteriepack aus 2 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und in einer frühen Baugruppenstufe;
10 zeigt eine Thermomanagement-Baugruppe aus 9 in einer späteren Baugruppenstufe als 9.
11 zeigt eine Thermomanagement-Baugruppe für das Batteriepack aus 2 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und in einer frühen Baugruppenstufe;

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft eine Thermomanagement-Baugruppe, die zum Verwalten von Wärmeenergie innerhalb eines Batteriepacks benutzt wird. Die Thermomanagement-Baugruppe stellt eine oder mehrere Fluidkanäle unter Verwendung erster und zweiter Strukturen bereit, die unterschiedliche Materialzusammensetzungen aufweisen. Fluid wird durch die Fluidkanäle zum Verwalten von Wärmeenergie innerhalb des Batteriepacks bewegt.
Das Benutzen von unterschiedlichen Materialien zum Bereitstellen der Fluidkanäle kann die Baugruppe vereinfachen und die Komplexität reduzieren. Die erste und zweite Struktur können durch eine dritte Struktur, die aufgeformt wird, gemeinsam gesichert werden.
1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug. Obwohl als Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV - Hybrid Electric Vehicle) abgebildet, versteht es sich, dass die hierin beschriebenen Konzepte nicht auf HEV beschränkt sind und sich auch auf jeden beliebigen anderen Typ elektrifizierten Fahrzeugs erstrecken könnten, einschließlich unter anderem auf Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEVs - Plug-in Hybrid Electric Vehicles), Batterieelektrofahrzeuge (BEV), Kraftstoffzellenfahrzeuge usw.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet ein Batteriepack 14, das eine Vielzahl von Batterieanordnungen 18, einen Verbrennungsmotor 20, einen Elektromotor 22 und einen Generator 24 aufweist. Der Elektromotor 22 und der Generator 24 sind Typen von elektrischen Maschinen. Der Elektromotor 22 und Generator 24 können separat sein oder die Form eines kombinierten Elektromotor-Generators aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein Leistungsverzweigungs-Antriebsstrang, der ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste und zweite Antriebssystem erzeugen Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 anzutreiben. Das erste Antriebssystem beinhaltet eine Kombination von Motor 20 und Generator 24. Das zweite Antriebssystem beinhaltet mindestens den Elektromotor 22, den Generator 24 und das Batteriepack 14. Der Elektromotor 22 und der Generator 24 sind Abschnitte eines elektrischen Antriebssystems des Antriebsstranges 10.
Der Motor 20 und der Generator 24 können durch eine Leistungsübertragungseinheit 30 verbunden sein, wie z. B. durch einen Planetenradsatz. Selbstverständlich können andere Typen von Leistungsübertragungseinheiten verwendet werden, einschließlich anderer Getriebesätze und Getriebe, um den Motor 20 mit dem Generator 24 zu verbinden. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Leistungsübertragungseinheit 30 ein Planetengetriebesatz, das ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägerbaugruppe 36 beinhaltet.
Der Generator 24 kann durch den Motor 20 über die Leistungsübertragungseinheit 30 zum Umwandeln von kinetischer Energie in elektrische Energie angetrieben werden. Der Generator 24 kann alternativ als ein Elektromotor funktionieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch Drehmoment an eine Welle 38 abgegeben wird, die mit der Leistungsübertragungseinheit 30 verbunden ist.
Das Hohlrad 32 der Leistungsübertragungseinheit 30 ist mit einer Welle 40 verbunden, die mit den Fahrzeugantriebsrädern 28 durch eine zweite Leistungsübertragungseinheit 44 verbunden ist. Die zweite Leistungsübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz beinhalten, der eine Vielzahl von Zahnrädern 46 aufweist. Andere Leistungsübertragungseinheiten könnten in anderen Beispielen verwendet werden.
Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment vom Motor 20 an ein Differentialgetriebe 48, um schließlich den Fahrzeugantriebsrädern 28 Traktion bereitzustellen. Das Differentialgetriebe 48 kann eine Vielzahl von Zahnrädern beinhalten, welche die Übertragung von Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 28 ermöglicht. In diesem Beispiel ist die zweite Leistungsübertragungseinheit 44 mechanisch mit einer Achse 50 durch das Differentialgetriebe 48 gekoppelt, um Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Elektromotor 22 kann selektiv zum Antreiben der Fahrzeugantriebsräder 28 durch Abgeben von Drehmoment an eine Welle 52 eingesetzt werden, die auch mit der zweiten Leistungsübertragungseinheit 44 verbunden ist. In dieser Ausführungsform wirken der Elektromotor 22 und der Generator 24 als Teil eines regenerativen Bremssystems zusammen, in dem sowohl der Elektromotor 22 als auch der Generator 24 als Elektromotoren eingesetzt werden können, um Drehmoment abzugeben. Zum Beispiel können der Elektromotor 22 und der Generator 24 jeweils elektrische Leistung abgeben, um die Zellen des Batteriepacks 14 wiederaufzuladen.
Nun bezugnehmend auf 2-3 mit durchgehender Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Batteriepack 14 eine Einfassung 60, die einen offenen Bereich 64 bereitstellt, der die Batteriearrays 18 aufnimmt. Zwei Batteriearrays 18 sind innerhalb der beispielhaften Einfassung 60 aufgenommen. In anderen Beispielen nimmt die Einfassung 60 mehr als zwei oder weniger als zwei Batteriearrays 18 auf.
Das Gehäuse 60 weist einen Einsatz 70, einen Deckel 74 und eine Vielzahl von Wänden 78 auf, die sich von dem Einsatz 70 zum Deckel 74 erstreckt. Die Einsatz 70, der Deckel 74 und die Wände 78 sind polymerbasiert, wie z. B. aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Material. Das Material könnte mit einem Zusatz verstärkt sein, wie Glas- oder Kohlenstofffasern. Andere beispielhafte Zusätze könnten Kokosnussschalen, Hanf, geschredderte Dollar usw. sein. Wenn das Material ein Duroplast ist, könnte das Material Gummi sein.
In diesem Beispiel sind der Einsatz 70, der Deckel 74 und die Wände 78 aus einem Polyethylenmaterial hoher Dichte hergestellt. Die spezifischen Materialzusammensetzungen der Einsatzes 70, des Deckels 74 und der Wände 78 könnten gleich oder ungleich sein.
Innerhalb des offenen Bereichs 64 der Einfassung 60 sind die Arrays 18 auf einer Wärmetauscherplatte 80 gelagert. Die Wärmetauscherplatte 80 ist in diesem Beispiel ein Metall oder eine Metalllegierung. Die Wärmetauscherplatte 80 könnte in anderen Beispielen ein anderes Material als Metalle oder Metalllegierungen sein, das ausgewählt ist, um die Wärmeleitung zu fördern, wie z. B. ein Material mit einem Polymerzusatz wie Graphen. Die Materialzusammensetzung der Wärmetauscherplatte 80 unterscheidet sich von der Materialzusammensetzung des Einsatzes 70.
Innerhalb des Batteriepacks 14 befindet sich die Wärmetauscherplatte 80 auf einer Leiste 84 des Einsatzes 70. Der Einsatz 70 ist so ausgebildet, dass ein offener Bereich 88 innerhalb des Batteriepacks 14 bereitgestellt wird, wenn die Wärmetauscherplatte 80 auf der Leiste 84 des Einsatzes 70 angeordnet wird.
Der offene Bereich 88 wird als ein Fluidkanal verwendet. Fluid, wie z. B. ein flüssiges Kühlmittel, kann sich von einer Fluidzufuhr 90 durch einen Einlass 94 zu dem offenen Bereich 88 bewegen. Fluid tritt durch einen Auslass 98 aus dem offenen Bereich 88 aus und kann nach dem Durchlaufen beispielsweise eines Wärmetauschers wieder in die Fluidzufuhr zurückgeführt werden.
Der offene Bereich 88 beinhaltet Abschnitte, die im Allgemeinen parallel oder senkrecht zu den Batteriearrays 18 ausgerichtet sind. Wärmeenergie kann sich von den Arrays 18 durch die Wärmetauscherplatte 80 zu dem Fluid innerhalb des offenen Bereichs 88 bewegen. Wenn sich Wärmeenergie von den Arrays 18 zu dem Fluid bewegt, wird das Fluid verwendet, um die Arrays 18 zu kühlen. Durch Aufnehmen der Wärmeenergie von den Batteriearrays 18 mit dem Fluid wird eine Temperatur der Batteriearrays 18 reduziert.
Alternativ kann Wärmeenergie von dem Fluid innerhalb des offenen Bereichs 88 durch die Wärmetauscherplatte 80 zu den Batteriearrays 18 bewegt werden, wenn eine Erwärmung der Batteriearrays 18 erforderlich ist.
Der offene Bereich 88 hat einen Umfang 100. Ein Abschnitt des Umfangs wird durch das Fach 70 bereitgestellt und ein verbleibender Abschnitt des Umfangs 100 wird durch die Wärmetauscherplatte 80 bereitgestellt. Somit wird der Umfang 100 durch eine erste Struktur, hier Einsatz 70, bereitgestellt, die eine erste Materialzusammensetzung aufweist, und ferner durch eine zweite Struktur, hier die Wärmetauscherplatte 80, bereitgestellt, die eine zweite Materialzusammensetzung aufweist. Der Einsatz 70 und die Wärmetauscherplatte 80 stellen zusammen eine Thermomanagement-Baugruppe bereit.
Nun bezugnehmend auf 4-6 mit durchgehender Bezugnahme auf 2 und 3, kann die Wärmetauscherplatte 80 in Bezug auf den Einsatz 70 unter Verwendung einer dritten Struktur, hier eine oder mehrere der Wände 78, gesichert werden. Die Wand 78 ist auf den Einsatz 70 und die Wärmetauscherplatte 80 aufgeformt, um die Wärmetauscherplatte 80 auf der Leiste 84 in einer installierten Position zu halten.
Während des Aufformens ist der Einsatz 70 innerhalb eines Formwerkzeugs 110 angeordnet und die Wärmetauscherplatte 80 ist auf der Leiste 84 gelagert, wie in 4 und 5 dargestellt. Ein weiteres Formwerkzeug 114 wird dann gegen die Wärmetauscherplatte 80 bewegt.
Die Schnittstelle zwischen der Wärmetauscherplatte 80 und der Leiste 84 kann eine Dichtung 116, hier eine O-Ring-Dichtung, beinhalten. Die Dichtung 116 wird verwendet, um die Bewegung von Fluid aus den offenen Bereichen 88 einzuschränken. Obwohl als O-Ring-Dichtung dargestellt, könnte die Dichtung 116 in einem anderen Beispiel ein Klebstoff oder ein anderer Typ von Dichtungsmechanismus sein.
Die Formwerkzeuge 110 und 114 stellen einen Hohlraum C bereit, der im Allgemeinen der Form der Wand 78 entspricht. Der Hohlraum C ist mit einem geschmolzenen Polymermaterial (oder einem ungehärteten duroplastischen Material) gefüllt, das von einer Materialzufuhr 118 bereitgestellt wird. Das geschmolzene Polymermaterial härtet oder erstarrt innerhalb des Hohlraums C, um die Wand 78 bereitzustellen. Sobald das Material innerhalb des Hohlraums C aushärtet oder erstarrt, haftet das Material an mindestens einem Abschnitt 122 des Einsatzes 70, der sich zum Hohlraum C öffnet. Nach dem Abkühlen sichert die Wand 78 die Wärmetauscherplatte 80 am Einsatz 70. Die Wärmetauscherplatte 80 wird dann zwischen der Leiste 84 und der Wand 78 gehalten.
In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform könnte die Wärmetauscherplatte 80 auf der Leiste 84 aufliegen, jedoch von einer Oberfläche 124 des Einsatzes 70 lateral nach innen beabstandet sein. Die Wärmetauscherplatte 80 könnte beispielsweise an der Leitung 125 enden. Die Wand 78 wird dann so ausgebildet, dass sie sich in den resultierenden Spalt zwischen der Leitung 125 und der Oberfläche 124 erstreckt, wodurch mehr Kontaktflächen zwischen der Wand 78, der Wärmetauscherplatte 80 und dem Einsatz 70 bereitgestellt werden. Die Vergrößerung der Kontaktflächen kann eine stärkere mechanische Verbindung und eine längere Schnittstellenverbindung ermöglichen, um das Austreten von Fluid aus den offenen Bereichen 88 zu verhindern.
Erhebungen oder Noppen, die sich selektiv von der Oberfläche 124 der Leiste 84 nach innen erstrecken könnten, können in den Einsatz 70 eingeformt werden, um die Positionierung der Wärmetauscherplatte 80 im Abstand von der Oberfläche 124 zu unterstützen, um einen gewünschten Spalt zwischen der Wärmetauscherplatte und der Oberfläche 124 bereitzustellen.
Nun bezugnehmend auf 7 befindet sich die Wärmetauscherplatte 80 in einer frühenBaugruppenstufee, bevor sie auf der Leiste 84 positioniert wird. Der offene Bereich 88 wird teilweise durch eine Rippe 126 des Einsatzes 70 geteilt. 8 zeigt einen Teil der Wand 78, die in einer späteren Baugruppenstufe auf den Einsatz 70 aufgeformt wird. Wenn die Wärmetauscherplatte 80 an den Einsatz 70 montiert wird, folgt Fluid, das durch den offenen Bereich 88 bewegt wird, im Allgemeinen einer Bahn P vom Einlass 94 zum Auslass 98. Der Einlass 94 und der Auslass 98 können an unterschiedlichen Orten sein, sich z. B. horizontal durch die Umfangswand des Einsatzes 70 oder durch die Wärmetauscherplatte 80 erstrecken.
Nun bezugnehmend auf 9 und 10 kann ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Offenbarung die Verwendung einer dritten Struktur, die verschieden von den Wänden 78 ist, beinhalten, um eine Wärmeaustauscherplatte 80a in Bezug auf den Einsatz 70 zu halten. In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Wärmetauscherplatte 80a eine Vielzahl von Öffnungen 130. Nach dem Positionieren der Wärmetauscherplatte 80a auf der Leiste 84 wird eine Verlängerung 134 auf die Wärmetauscherplatte 80a und den Einsatz 70 aufgeformt. Die Verlängerung 134 erstreckt sich durch die Öffnungen 130. Die Verlängerung 134 beinhaltet einen Kopf mit einem Durchmesser, der größer als ein Durchmesser der Öffnungen 130 ist, um zu verhindern, dass sich die Wärmetauscherplatte 80a vom Einsatz 70 wegbewegt. Wenn die Öffnungen 130 eine größere Öffnung an der Oberseite der Wärmetauscherplatte 80a als die Größe der Öffnung 130 an der Unterseite aufweisen (wie z. B. eine kegelförmige, gegenplattenartige oder versenkte Tasche), kann die Verlängerung 134 aufgenommen werden, um die Wärmetauscherplatte 80a zu halten und gleichzeitig bündig mit der oberen Oberfläche der Wärmetauscherplatte 80a abzuschließen.
Die Verlängerungen 134 stellen eine aufgeformte Struktur bereit, welche die Wärmetauscherplatte 80a am Einsatz 70 sichert. Wände und eine Oberseite können dann auf dem Einsatz 70 angeordnet werden, um eine Einfassung zu vervollständigen. Dieses Ausführungsbeispiel erfordert ggf. keine aufgeformten Wände, um die Wärmetauscherplatte 80a in Bezug auf den Einsatz 70 zu sichern.
Nun bezugnehmend auf 11 kann ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eine Wärmetauscherplatte 80b beinhalten, die eine Vielzahl von Rückhaltemerkmale 140 aufweist. In diesem Beispiel sind die Rückhaltemerkmale 140 Weihnachtsbaumhalterungen (oder andere derartige klappbare und dann ausziehbare Rückhaltemerkmale), die so konfiguriert sind, dass sie innerhalb entsprechender Öffnungen 144 aufgenommen werden, die innerhalb eines Einsatzes 70b bereitgestellt sind. Die Wärmetauscherplatte 80b könnte in Bezug auf den Einsatz 70b unter Verwendung ausschließlich der Rückhaltemerkmale 140 gesichert werden oder könnte unter Verwendung sowohl der Rückhaltemerkmale 140 als auch einer anderen Struktur, die auf den Einsatz 70b aufgeformt wurde, in Bezug auf den Einsatz 70b gesichert werden. Umgekehrt können die Rückhaltemerkmale 140 in den Einsatz 70b eingeformt sein, der sich zu der Wärmetauscherplatte 80b entlang der Leiste 84 und entlang der Rippe 126 erstreckt. Diese Merkmale könnten anschließend auch durch die Wand 78 und die Verlängerungen 134 aufgeformt werden, um die Rückhaltemerkmale 140 an Ort und Stelle zu verriegeln und eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem offenen Bereich 88 und den anderen Abschnitten des Systems bereitzustellen.
Merkmale der offenbarten Beispiele beinhalten ein Batteriepack, daseinen oder mehrere Fluidkanälen aufweist, die zwischen einer ersten Struktur einer ersten Materialzusammensetzung und einer zweiten Struktur einer zweiten Materialzusammensetzung bereitgestellt sind.
Die offenbarten Beispiele stellen ein Thermomanagement mit im Wesentlichen zwei unterschiedlichen Komponenten bereit, die ungleiche Materialzusammensetzungen aufweisen. Die Ausführungsbeispiele können eine Gesamthöhe des Batteriepacks und ein Gesamtgewicht reduzieren, da die Fluidkanäle nicht vollständig mit einer Metallplatte begrenzt sind. Stattdessen kann ein Abschnitt des Kanals in einem Einsatz bereitgestellt sein.
Die vorstehende Beschreibung ist beispielhafter und nicht einschränkender Natur. Dem Fachmann können sich Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele erschließen, die nicht notwendigerweise vom Wesen dieser Offenbarung abweichen. Somit kann der Umfang des rechtlichen Schutzes, der dieser Offenbarung gewährt wird, nur durch Studium der folgenden Patentansprüche bestimmt werden.

Claims

Batterie-Thermomanagement-Baugruppe, Folgendes umfassend: eine erste Struktur, die eine erste Materialzusammensetzung aufweist; und eine zweite Struktur, die eine unterschiedliche, zweite Materialzusammensetzung aufweist und konfiguriert ist, um Wärmeenergie zwischen einem Batteriearray und einem Fluid auszutauschen, das durch einen Fluidkanal kommuniziert wird, der durch die erste und zweite Struktur begrenzt ist.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste Struktur ein Abschnitt einer Batterieeinfassung ist und die erste Materialzusammensetzung ein Polymer beinhaltet.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 2, wobei der Abschnitt ein Einsatz der Batterieeinfassung ist und wobei der Einsatz wahlweise eine Leiste zum Lagern der zweiten Struktur beinhaltet und eine Schnittstelle zwischen der Leiste und der Struktur abgedichtet ist.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 2, wobei die zweite Struktur eine Wärmetauscherplatte ist und die zweite Materialzusammensetzung ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst und wahlweise ferner eine dritte Struktur umfasst, die ein Polymer beinhaltet und auf den Abschnitt der Batterieeinfassung und der Wärmetauscherplatte aufgeformt ist, um die Wärmetauscherplatte in Bezug auf den Abschnitt der Batterieeinfassung zu sichern.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 4, wobei die dritte Struktur eine Wand der Batterieeinfassung ist.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend eine dritte Struktur, die auf die erste Struktur aufgeformt ist, um die zweite Struktur in Bezug auf die erste Struktur zu halten, und wobei die dritte Struktur wahlweise eine Verlängerung umfasst, die sich durch eine Öffnung in der zweiten Struktur erstreckt und an der ersten Struktur gesichert ist.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die zweite Struktur eine Wärmetauscherplatte ist und die zweite Materialzusammensetzung ein Metall oder eine Metalllegierung beinhaltet.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das Batteriearray direkt auf der Wärmetauscherplatte angeordnet ist.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der Fluidkanal einen Umfang aufweist, die erste Struktur einen ersten Abschnitt des Umfangs bereitstellt, die zweite Struktur einen restlichen, zweiten Abschnitt des Umfangs bereitstellt.
Batterie-Thermomanagement-Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das Fluid ein flüssiges Kühlmittel ist, das direkt mit der ersten Struktur und der zweiten Struktur in Kontakt tritt, wenn es durch den Fluidkanal bewegt wird.
Batterie-Thermomanagement-Verfahren, Folgendes umfassend: Sichern einer ersten Struktur einer ersten Materialzusammensetzung in Bezug auf eine zweite Struktur einer unterschiedlichen, zweiten Materialzusammensetzung, um einen Fluidkanal bereitzustellen; und Verwenden der zweiten Struktur zum Durchlassen von Wärmeenergie zwischen einer Batterie und einem Fluid innerhalb des Fluidkanals.
Batterie-Thermomanagement-Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Sichern und Abdichten der zweiten Struktur an der ersten Struktur unter Verwendung einer dritten Struktur, die auf die erste und zweite Struktur aufgeformt wird.
Batterie-Thermomanagement-Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Struktur ein Abschnitt einer Batteriepackeinfassung ist und die dritte Struktur ein weiterer Abschnitt der Batteriepackeinfassung ist, und wobei wahlweise die erste und dritte Struktur polymerbasiert sind.
Batterie-Thermomanagement-Verfahren nach Anspruch 11, wobei die zweite Struktur eine Wärmetauscherplatte ist und die zweite Materialzusammensetzung ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst.
Batterie-Thermomanagement-Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Aufformen einer dritten Struktur auf die Wärmetauscherplatte zum Sichern der Wärmetauscherplatte an einer zweiten Struktur, wobei sich ein Abschnitt der dritten Struktur durch eine Öffnung in der Wärmetauscherplatte erstreckt, um mit der ersten Struktur in Kontakt zu treten, und wahlweise ferner umfassend das Lagern eines Batteriearrays auf einer Seite der zweiten Struktur gegenüber dem Fluidkanal.