DE102017128571A1

DE102017128571A1 - Kühlplatte

Info

Publication number: DE102017128571A1
Application number: DE102017128571.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Fuerstner; Oliver Steiner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte (1), insbesondere zur Kühlung von Batterien oder Energiespeichern, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einer Mehrzahl von Fluidkanälen (3) zum Durchleiten eines Fluids, wobei die Kühlplatte (1) aus einer Mehrzahl von modularen Kühlplattenelementen (2) zusammengesetzt ist, die jeweils zumindest einen Fluidkanal (3) aufweisen, wobei die Kühlplattenelemente (2) derart miteinander formschlüssig verbunden sind, dass jeweils zwei benachbarte Kühlplattenelemente (2) miteinander formschlüssig verbunden und verrastet sind, um zusammen eine strukturelle Einheit zu bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte, insbesondere zur Kühlung von Batterien oder Energiespeichern, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen.
Heutige Batterien oder Energiespeicher, im Weiteren synonym verwendet, insbesondere auf Li-Ionen-Technologie, benötigen ein Temperieren, weil die Leistungsfähigkeit bei höheren Temperaturen und bei niedrigeren Temperaturen abnimmt. Deshalb ist die Batterie bei niedrigeren Temperaturen zu beheizen und bei höheren Temperaturen zu kühlen. Dies wird mittels bekannter Kühlplatten vorgenommen, welche als Platten mit darin angeordneten Fluidkanälen ausgebildet sind. Durch die Fluidkanäle wird ein Fluid geleitet, um die Temperatur der Batterie in einem gewünschten Temperaturfenster zu halten. Dazu wird das Fluid beispielsweise temperiert und/oder gemischt, damit es die gewünschte Temperatur aufweist, um die Batterie zu temperieren.
Solche Kühlplatten bestehen zumeist aus metallischen Platten und/oder aus Rohren, die miteinander verschweißt oder verlötet sind, um eine stabile und dichte Struktur zu schaffen, welche mit der Batterie in thermischen Kontakt gebracht wird.
Solche Kühlplatten haben den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig herstellbar sind, sie haben jedoch den Nachteil, dass sie in der Größe nach dem Schweißen oder Löten festgelegt sind und für Anwendungen in unterschiedlichen Größen, also unterschiedliche Kühlplatten, herzustellen sind. Dadurch sind Werkzeuge in verschiedenen Größen nötig, was die Kosten wiederum steigen lässt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlplatte zu schaffen, welche in der Größe anpassbar ist.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Kühlplatte, insbesondere zur Kühlung von Batterien oder Energiespeichern, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einer Mehrzahl von Fluidkanälen zum Durchleiten eines Fluids, wobei die Kühlplatte aus einer Mehrzahl von modularen Kühlplattenelementen zusammengesetzt ist, die jeweils zumindest einen Fluidkanal aufweisen, wobei die Kühlplattenelemente derart miteinander formschlüssig verbunden sind, dass jeweils zwei benachbarte Kühlplattenelemente miteinander formschlüssig verbunden und verrastet sind, um zusammen eine strukturelle Einheit zu bilden. Dadurch wird es möglich, dass die Größe der Kühlplatte einfach veränderlich ist, indem eine oder mehrere Kühlplattenelemente zusammengefügt bzw. hinzugefügt werden, bis die Größe der Kühlplatte den Anforderungen entspricht. Auch ist es vorteilhaft, wenn auf Löten oder Schweißen verzichtet werden kann, was den Produktionsprozess erleichtert.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn eines der benachbarten Kühlplattenelemente einen Vorsprung und ein Rastelement und das andere der benachbarten Kühlplattenelemente eine Aufnahme und ein komplementäres Rastelement aufweisen, wobei zum Verbinden der beiden benachbarten Kühlplattenelemente der Vorsprung in die Aufnahme greift und das Rastelement mit dem komplementären Rastelement verrastet ist. Dadurch wird eine formschlüssige und einfach zu verbindende Verbindung erreicht. Dabei kann das Verrasten durchaus ausreichend sein, für die Stabilität der Kühlplatte. Gegebenenfalls ist es vorteilhaft, wenn zusätzliche Mittel vorgesehen sind, um die Kühlplatte zu stabilisieren.
So ist es auch vorteilhaft, wenn die benachbarten Kühlplattenelemente durch eine zusätzliche Verbindung miteinander verbunden sind. Für eine solche zusätzliche Verbindung können gesonderte Verbindungsmittel dienen, die beispielsweise gleichzeitig auch eine Abdichtung bewirken können.
Dabei kann die zusätzliche Verbindung eine Schraubverbindung und/oder eine Klebeverbindung sein. Alternativ sind jedoch auch andere Verbindungsmittel möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fluidkanäle der Kühlplattenelemente voneinander getrennt ausgebildet sind. Dadurch ist der jeweilige Fluidkanal von der Verbindung mit einem benachbarten Kühlplattenelement beabstandet und getrennt ausgebildet, so dass eine Undichtigkeit aufgrund der Verbindung unwahrscheinlich ist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Fluidkanäle zweier benachbarter Kühlplattenelemente über eine Fluidverbindung miteinander verbunden ausgebildet sind. Dadurch kann eine kommunizierende Strömung stattfinden, was die Wirkung der Kühlplatte verbessern kann.
Dabei ist es bei einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn die Fluidverbindung im Bereich des Vorsprungs einer der benachbarten Kühlplattenelemente und im Bereich der Aufnahme der anderen der benachbarten Kühlplattenelemente ausgebildet ist. Dadurch wird die Fluidverbindung beim Zusammenfügen der Kühlplattenelemente bewirkt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Fluidverbindung zwischen den beiden Kühlplattenelementen mittels zumindest eines Dichtelements abgedichtet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Kühlplatte dauerhaft dicht ausgebildet wird.
So ist es auch vorteilhaft, wenn das zumindest eine Dichtelement die Fluidverbindung abdichtend umgreift. Dadurch wird eine sichere Abdichtung erzielt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das zumindest eine Dichtelement aufgespritzt, eingelegt und/oder aufgeklebt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Kühlplatte, die aus zwei Kühlplattenelementen zusammengesetzt wird,
2 eine schematische Darstellung der Kühlplatte, die aus zwei Kühlplattenelementen zusammengesetzt ist,
3 eine schematische Darstellung einer alternativen Kühlplatte, die aus zwei Kühlplattenelementen zusammengesetzt ist, und
4 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Kühlplatte, die aus zwei Kühlplattenelementen zusammengesetzt ist.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Kühlplatte 1, insbesondere zur Kühlung von Batterien oder Energiespeichern, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Die Kühlplatte 1 besteht dabei aus einer Anzahl von Kühlplattenelementen 2, insbesondere aus einer Mehrzahl von Kühlplattenelementen 2.
Die Kühlplatte 1 weist eine Mehrzahl von Fluidkanälen 3 zum Durchleiten eines Fluids auf.
Die 1 zeigt, dass die Kühlplatte 1 aus einer Mehrzahl von modularen Kühlplattenelementen 2 zusammengesetzt ist, die jeweils zumindest einen Fluidkanal 3 aufweisen.
Die Kühlplattenelemente 3 sind, siehe die 1 und 2, derart miteinander formschlüssig verbunden, dass jeweils zwei benachbarte Kühlplattenelemente 2 miteinander formschlüssig verbunden und verrastet sind, um zusammen eine strukturelle Einheit zu bilden.
Dazu weist eines der benachbarten Kühlplattenelemente 2 einen Vorsprung 4 und ein Rastelement 5 und das andere der benachbarten Kühlplattenelemente 2 weist eine Aufnahme 6 und ein komplementäres Rastelement 7 auf, so dass beim Zusammenfügen der beiden Kühlplattenelemente 2 der Vorsprung 4 in die Aufnahme 6 eingreift und das Rastelement 5 mit dem komplementären Rastelement 7 verrastet. Dabei ist der Vorsprung 4 etwa hakenförmig ausgebildet und wird in eine etwa komplementäre Aufnahme 6 eingesetzt. Dadurch verhaken sich die beiden Kühlplattenelemente 2 und bilden eine strukturelle, stabile Einheit.
Dabei können die benachbarten Kühlplattenelemente 2 alleine durch diese Verbindung stabil miteinander verbunden werden oder alternativ können die benachbarten Kühlplattenelemente 2 auch durch eine zusätzliche Verbindung miteinander verbunden werden.
In 2 ist beispielsweise eine Klebeverbindung vorgesehen. In 3 ist die zusätzliche Verbindung als eine Schraubverbindung 10 ausgebildet, bei welcher eine Schraube durch das eine Kühlplattenelement 2 durchgeführt und in ein Gewinde des anderen Kühlplattenelements eingeschraubt ist.
In den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 sind die Fluidkanäle 3 der Kühlplattenelemente 2 voneinander getrennt ausgebildet.
Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Fluidkanäle 3 zweier benachbarter Kühlplattenelemente 2 über eine Fluidverbindung 11 miteinander verbunden ausgebildet sind.
Dabei ist die Fluidverbindung 11 im Bereich des Vorsprungs 4 einer der benachbarten Kühlplattenelemente 2 und im Bereich der Aufnahme 6 der anderen der benachbarten Kühlplattenelemente 2 ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Fluidverbindung 11 mit dem Zusammenfügen der beiden Kühlplattenelemente 2 erzeugt wird. Vorteilhaft ist dabei auch, wenn die Fluidverbindung 11 zwischen den beiden Kühlplattenelementen 2 mittels zumindest eines Dichtelements 12 abgedichtet ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das zumindest eine Dichtelement 12 die Fluidverbindung 11 abdichtend umgreift.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zumindest eine Dichtelement 12 aufgespritzt, eingelegt und/oder aufgeklebt ist.

Claims

Kühlplatte (1), insbesondere zur Kühlung von Batterien oder Energiespeichern, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einer Mehrzahl von Fluidkanälen (3) zum Durchleiten eines Fluids, wobei die Kühlplatte (1) aus einer Mehrzahl von modularen Kühlplattenelementen (2) zusammengesetzt ist, die jeweils zumindest einen Fluidkanal (3) aufweisen, wobei die Kühlplattenelemente (2) derart miteinander formschlüssig verbunden sind, dass jeweils zwei benachbarte Kühlplattenelemente (2) miteinander formschlüssig verbunden und verrastet sind, um zusammen eine strukturelle Einheit zu bilden.
Kühlplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der benachbarten Kühlplattenelemente (2) einen Vorsprung (4) und ein Rastelement (5) und das andere der benachbarten Kühlplattenelemente (2) eine Aufnahme (6) und ein komplementäres Rastelement (7) aufweisen, wobei zum Verbinden der beiden benachbarten Kühlplattenelemente (2) der Vorsprung (4) in die Aufnahme (6) greift und das Rastelement (5) mit dem komplementären Rastelement (7) verrastet ist.
Kühlplatte (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Kühlplattenelemente (2) durch eine zusätzliche Verbindung miteinander verbunden sind.
Kühlplatte (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung eine Schraubverbindung (10) und/oder eine Klebeverbindung ist.
Kühlplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkanäle (3) der Kühlplattenelemente (2) voneinander getrennt ausgebildet sind.
Kühlplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkanäle (3) zweier benachbarter Kühlplattenelemente (2) über eine Fluidverbindung (11) miteinander verbunden ausgebildet sind.
Kühlplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (11) im Bereich des Vorsprungs (4) einer der benachbarten Kühlplattenelemente (2) und im Bereich der Aufnahme (6) der anderen der benachbarten Kühlplattenelemente (2) ausgebildet ist.
Kühlplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (11) zwischen den beiden Kühlplattenelementen (2) mittels zumindest eines Dichtelements (12) abgedichtet ist.
Kühlplatte (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtelement (12) die Fluidverbindung (11) abdichtend umgreift.
Kühlplatte (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtelement (12) aufgespritzt, eingelegt und/oder aufgeklebt ist.