DE102017204194A1 - Energiespeicher mit Kühlvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einem Energiespeicher - Google Patents

Energiespeicher mit Kühlvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einem Energiespeicher Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit Kühlvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren elektrischen Energiespeichermodulen (1), die elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind und die in benachbarten Reihen angeordnet sind; mehreren separaten Kühlelementen (9), die jeweils an zumindest eine Fläche eines zugeordneten Energiespeichermoduls (1) anliegen, zur Aufnahme von Wärme von den Energiespeichermodulen (1), die von Kühl- oder Kältemittel durchströmbar sind und jeweils einen Zu- und Ablauf aufweisen; einem Kühlmittelkanal (3), der zwischen den benachbarten Reihen an Energiespeichermodulen (1) angeordnet ist, wobei der Zu- und Ablauf der Kühlelemente (9) jeweils über eine Kühlmittelleitung (12) mit dem Kühlmittelkanal (3) verbunden ist, und wobei der Kühlmittelkanal (3) im Querschnitt einen Vorlauf (4) und einen Rücklauf (5) aufweist, die an einen Hohlraum (6) grenzen, der zwischen dem Vorlauf (4) und dem Rücklauf (5) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit Kühlvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit solch einem Energiespeicher.
  • Zur Sicherung der Reichweite, Lebensdauer und abrufbaren Leistung von Elektro- und Hybridfahrzeugen ist ein definiertes Thermomanagement der Batterien/Batteriezellen/Batteriezellmodule erforderlich. Dafür kommen aktive und passive Kühlsysteme zum Einsatz.
  • Aus der DE 102015215253 A1 ist beispielsweise ein Energiespeicher mit einer Kühlvorrichtung bekannt, in der mehrere Kühlmodule, die jeweiligen Energiespeichermodulen zugeordnet sind, von einem gemeinsamen Kühlmittelkanal abzweigen. Der Kühlmittelkanal kann im Querschnitt einen Vor- und einen Rücklauf ausbilden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Energiespeicher bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch einen Energiespeicher gemäß Anspruch 1 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Energiespeicher mit Kühlvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bereitgestellt, mit mehreren elektrischen Energiespeichermodulen, die elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind und die in benachbarten Reihen angeordnet sind; mehreren separaten Kühlelementen, die jeweils an zumindest eine Fläche eines zugeordneten Energiespeichermoduls anliegen, zur Aufnahme von Wärme von den Energiespeichermodulen, die von Kühl- oder Kältemittel durchströmbar sind und jeweils einen Zu- und Ablauf aufweisen; einem Kühlmittelkanal, der zwischen den benachbarten Reihen an Energiespeichermodulen angeordnet ist, wobei der Zu- und Ablauf der Kühlelemente jeweils über eine Kühlmittelleitung mit dem Kühlmittelkanal verbunden ist, und wobei der Kühlmittelkanal im Querschnitt einen Vorlauf und einen Rücklauf aufweist, die an einen Hohlraum grenzen, der zwischen dem Vorlauf und dem Rücklauf ausgebildet ist. Durch den dazwischen liegenden Hohlraum wird eine Übertragung von Wärmeenergie zwischen dem kalten Vorlauf und dem warmen/heißen Rücklauf verringert, dadurch kann eine bessere Kühlwirkung der Energiespeichermodule erreicht werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Vorlauf durch eine mit Öffnungen versehene Strukturwand unterteilt und der Rücklauf durch eine mit Öffnungen versehene weitere Strukturwand unterteilt, welche sich jeweils entlang einer Längsrichtung des Kühlmittelkanals erstreckt. Das druckbeaufschlagte Kühl- oder Kältemittel übt einen Druck auf die Innenwände des Kühlmittelkanals aus. Die Trennwand erhöht dabei eine Stabilität des Kühlmittelkanals.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kühlmittelleitungen flexibel. Dabei erleichtern flexible Kühlmittelleitungen, einen Ein- und Ausbau der Energiespeichermodule und der Kühlelemente. Die Ein- und Ausbaubewegung der Energiespeichermodule und der Kühlelemente ist damit entkoppelt von dem Anschluss der Kühlmittelleitungen am Kühlmittelkanal.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kühlmittelleitungen mittels werkzeugfrei anbringbaren und einrastenden Steckern an dem Kühlmittelkanal befestigbar. Dies erhöht die Serientauglichkeit des Energiespeichers, da die Energiespeichermodule und die Kühlelemente sehr schnell und einfach montierbar sind.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Energiespeicher derart ausgebildet, dass die Zu- und Abläufe als Kühlelement-Stutzen von den Kühlelementen in einer bestimmten Richtung abstehen und die Kühlmittelleitung zur Verbindung mit dem Kühlmittelkanal mit einem Kühlkanal-Stutzen verbindbar ist, wobei der Kühlkanal-Stutzen im Wesentlichen in der gleichen Richtung vom Kühlkanal absteht wie der Kühlplatten-Stutzen von der Kühlplatte absteht. Dadurch, dass die Stutzen gleich oder im Wesentlichen gleich ausgerichtet sind, können die Energiespeichermodule und/oder die Kühlelemente in ihre montierte Position abgesenkt oder aus ihrer montierten Position angehoben werden, während die Kühlmittelleitungen mit dem Kühlmittelkanal verbunden sind und die Kühlmittelleitung dieser Bewegung folgt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Kühlmittelkanal einen rechteckigen Querschnitt auf. Ein solcher rechteckiger Querschnitt hat sich als günstiges Verhältnis von gutem Fluidströmungsverhalten und wenig Platzbedarf herausgestellt. Insbesondere zeigt sich dies bei einem Höhe-Breite-Verhältnis von 4:1.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kühlmittelleitung zumindest abschnittsweise ein Schlauch, ein Kunststoffrohr und/oder ein Wellrohr.
  • Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Energiespeicher bereit.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
    • 1 ist eine dreidimensionale Darstellung von Energiespeichermodulen des erfindungsgemäßen Energiespeichers mit einem zwischen diesen verlaufenden Kühlmittelkanal, und
    • 2 ist eine schematische Darstellung der Anbindung der Kühlelemente an den Kühlmittelkanal.
  • Der erfindungsgemäße Energiespeicher ist ein Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie und wird vorzugsweise als Traktionsenergiespeicher für die Bereitstellung von Antriebsenergie eines rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs verwendet. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein Personenkraftwagen, kann aber auch ein anderes Kraftfahrzeug sein.
  • Der Energiespeicher weist mehrere Energiespeichermodule 1 auf, die elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind. Jedes dieser Energiespeichermodule 1 weist eine Vielzahl von Speicherzellen 2 auf, die direkt aneinander gereiht sind und elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind (nur einige sind mit einem Bezugszeichen versehen). Vorzugsweise hat der Energiespeicher eine Ausgangsspannung von mehr als 45 Volt, kann aber auch mehr als 250 Volt haben.
  • Die Energiespeichermodule 1 sind in dem Energiespeicher derart angeordnet, dass die Energiespeichermodule 1 in Reihen angeordnet bzw. in Reihen gruppiert sind. Vorzugsweise ist dabei eine Längsrichtung eines Energiespeichermoduls 1 senkrecht zur Längsrichtung bzw. Stapelrichtung einer Reihe. Innerhalb einer Reihe sind die Energiespeichermodule 1 direkt aneinander gereiht.
  • Zwischen benachbarten Reihen an Energiespeichermodulen 1 ist ein Kühlmittelkanal 3 vorgesehen, der einen Leitungsabschnitt eines Kühl- oder Kältekreislaufs bildet, in dem ein Kühl- oder Kältemittel zirkuliert. Vorzugsweise weist der Energiespeicher zwei Reihen an Energiespeichermodulen 1 auf, zwischen denen ein Kühlmittelkanal 3 angeordnet ist. Es können aber auch mehr als zwei Reihen vorhanden sein. Beispielsweise können die Energiespeichermodule 1 in drei Reihen angeordnet sein, so dass insgesamt zwei Kühlmittelkanäle 3 vorgesehen sind, nämlich je einer zwischen den benachbarten Reihen. Der Kühlmittelkanal 3 ist ein einstückig ausgebildeter, unterteilter Kanal. Vorzugsweise ist der Kühlmittelkanal 3 geradlinig und hat im Querschnitt eine rechteckige Außenkontur. Der Kühlmittelkanal 3 weist einen Vorlauf 4 und einen Rücklauf 5 auf. Sowohl der Vorlauf 4 als auch der Rücklauf 5 grenzen an einen Hohlraum 6 und sind jeweils von diesem durch durchgängig geschlossene Trennwände 7 fluiddicht getrennt. Vorzugsweise ist der Kühlmittelkanal 3 in zumindest drei Kammern unterteilt, welche sich entlang der Längsrichtung des Kühlmittelkanals 3 erstrecken. Die Trennwände 7, welche die zumindest drei Kammern ausbilden sind vorzugsweise eben. Eine Ebene, welche mittig zwischen den benachbarten Reihen verläuft soll für Erklärungszwecke als Mittelebene bezeichnet werden. Die Trennwände 7, welche die zumindest drei Kammern ausbilden, sind vorzugsweise parallel zur Mittelebene und erstrecken sich über die gesamte Abmessung des Kühlmittelkanals 3 parallel zu dieser Mittelebene, wie aus 1 ersichtlich. Durch den Hohlraum 6 wird der Vorlauf 4 von dem Rücklauf 5 über die gesamte Längsrichtung des Kühlmittelkanals 3 und über die gesamte Abmessung parallel zur Mittelebene beabstandet, insbesondere mit konstantem Abstand. Im Betrieb befindet sich in dem Hohlraum 6 vorzugsweise Luft, es ist aber auch denkbar für eine verbesserte thermische Isolation im Hohlraum 6 ein Vakuum vorzusehen. Der Vorlauf 4 und der Rücklauf 5 können durch eine oder mehrere mit Öffnungen versehene Strukturwände 8 unterteilt sein. Diese Strukturwände 8 verlaufen entlang der Längsrichtung und senkrecht zur Mittelebene. Diese Strukturwände 8 dienen der Verbesserung der Stabilität des Kühlmittelkanals 3. Der Kühlmittelkanal 3 ist beispielsweise aus Aluminium, kann aber auch aus einem Kunststoff sein. Insbesondere wird der Kühlmittelkanal 3 als Strangpressprofil ausgebildet.
  • Zur Kühlung jedes Energiespeichermoduls 1 sind Kühlelemente 9 vorgesehen. Im dargestellten Fall sind die Kühlelemente 9 als Kühlplatten ausgebildet, in ihrem hohlen Inneren die von Kühl- oder Kältemittel durchströmbar sind. Beispielsweise kann im Inneren der Kühlplatten 9 ein mäanderförmiger Kanal für das Kühl- oder Kältemittel ausgebildet sein. Die Kühlelemente 9 können aber ein von Kühl- oder Kältemittel durchströmbares Gitter oder parallel verlaufende Rohre/Flachrohre aufweisen. Vorzugsweise liegen die Kühlelemente 9 jeweils an eine Seite der Energiespeichermodule 1, vorzugsweise die Unterseite bezogen auf die Einbaulage im Fahrzeug, an. Die Kühlelemente 9 können aber auch an mehr als eine Seite der Energiespeichermodule 1 anliegen. Vorzugsweise ist jedem Energiespeichermodul 1 ein separates Kühlelement 9 zugeordnet, es ist aber auch möglich, dass mehrere Energiespeichermodule 1 einem Kühlelement 9 zugeordnet sind. Die Kühlelemente 9 haben jeweils zwei Kühlelement-Stutzen 10, die von dem Kühlelement 9 hervorstehen und von denen einer einen Zulauf bildet, über welchen das Kühl- oder Kältemittel in das Innere des Kühlelements 9 zuführbar ist, und der andere einen Ablauf bildet, über welchen das Kühl- oder Kältemittel aus dem Inneren des Kühlelements 9 abführbar ist. Die Kühlelement-Stutzen 10 sind auf das Kühlelement 9 aufgelötet oder aufgeschweißt. Die Kühlelement-Stutzen 10 stehen von dem Kühlelement 9 in einer bestimmten Richtung ab.
  • An den Kühlmittelkanal 3 sind für jedes mit dem Kühlmittelkanal 3 zu verbindenden Kühlelement 9 zwei Kühlmittelkanal-Stutzen 11 vorgesehen, die von dem Kühlmittelkanal 3 vorzugsweise in der gleichen Richtung vom Kühlmittelkanal 3 abstehen, wie die Kühlelement-Stutzen 10 von dem Kühlelement 9 abstehen. Diese Richtung ist vorzugsweise nach oben, bezogen auf die Einbaulage im Fahrzeug. Einer dieser zwei Kühlmittelkanal-Stutzen 11 ist mit dem Vorlauf 4 und der andere mit dem Rücklauf 5 verbunden.
  • Kühlmittelleitungen 12 verbinden jeweils einen mit dem Vorlauf verbundenen Kühlmittelkanal-Stutzen 11 mit einem als Zulauf fungierenden Kühlelement-Stutzen 10. Weitere Kühlmittelleitungen 12 verbinden jeweils einen mit dem Rücklauf verbundenen Kühlmittelkanal-Stutzen 11 mit einem als Ablauf fungierenden Kühlelement-Stutzen 10. Die Enden der Kühlmittelleitungen 12 sind mit Steckern 13 versehen, die werkzeugfrei und vorzugsweise einrastend mit den Kühlmittelkanal-Stutzen 11 und den Kühlelement-Stutzen 10 verbindbar sind. Die Kühlelement-Stutzen 10 und/oder die Kühlmittelkanal-Stutzen 11 können aber beispielsweise auch mit einem Gewinde versehen sein (vorzugsweise einem Außengewinde) auf welches ein mit Gewinde versehenes Anschlussende der Kühlmittelleitungen 12 aufgeschraubt wird oder auf welches ein Doppelverbinder aufgeschraubt wird, der die Enden der Kühlmittelleitungen 12 mit den Stutzen verbindet. Dazu können entsprechende Dichtungen, wie beispielsweise O-Ring-Dichtungen verwendet werden.
  • Der Vorlauf 4 des Kühlmittelkanals 3 ist mit dem Rücklauf 5 somit nicht direkt, sondern über die Kühlelement 9 verbunden, d.h. das Kühl- oder Kältemittel strömt über den Vorlauf 4 kommend in die Kühlelement 9 und von dort in den Rücklauf 5. Die Längsenden des Kühlmittelkanals 3 sind somit fluiddicht verschlossen, wobei zur Einbindung des Kühlmittelkanals 3 in den Kühl- oder Kältekreislauf der Vorlauf 4 mit einer Zuleitung und der Rücklauf 5 mit einer Ableitung in den Kühl- oder Kältekreislauf versehen ist, die beispielsweise an einem der Längsenden einmünden.
  • Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015215253 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Energiespeicher mit Kühlvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren elektrischen Energiespeichermodulen (1), die elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind und die in benachbarten Reihen angeordnet sind; mehreren separaten Kühlelementen (9), die jeweils an zumindest eine Fläche eines zugeordneten Energiespeichermoduls (1) anliegen, zur Aufnahme von Wärme von den Energiespeichermodulen (1), die von Kühl- oder Kältemittel durchströmbar sind und jeweils einen Zu- und Ablauf aufweisen; einem Kühlmittelkanal (3), der zwischen den benachbarten Reihen an Energiespeichermodulen (1) angeordnet ist, wobei der Zu- und Ablauf der Kühlelemente (9) jeweils über eine Kühlmittelleitung (12) mit dem Kühlmittelkanal (3) verbunden ist, und wobei der Kühlmittelkanal (3) im Querschnitt einen Vorlauf (4) und einen Rücklauf (5) aufweist, die an einen Hohlraum (6) grenzen, der zwischen dem Vorlauf (4) und dem Rücklauf (5) ausgebildet ist.
  2. Energiespeicher gemäß Anspruch 2, wobei der Vorlauf (4) durch eine mit Öffnungen versehene Strukturwand (8) unterteilt ist und der Rücklauf (5) durch eine mit Öffnungen versehene weitere Strukturwand (8) unterteilt ist, welche sich jeweils entlang einer Längsrichtung des Kühlmittelkanals (3) erstreckt.
  3. Energiespeicher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlmittelleitungen (12) flexibel sind.
  4. Energiespeicher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlmittelleitungen (12) mittels werkzeugfrei anbringbaren und einrastenden Steckern (13) an dem Kühlmittelkanal (3) befestigbar sind.
  5. Energiespeicher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zu- und Abläufe als Kühlelement-Stutzen (10) von den Kühlelementen (9) in einer bestimmten Richtung abstehen und die Kühlmittelleitung (12) zur Verbindung mit dem Kühlmittelkanal (3) mit einem Kühlkanal-Stutzen (11) verbindbar ist, wobei der Kühlkanal-Stutzen (11) im Wesentlichen in der gleichen Richtung vom Kühlkanal (3) absteht wie der Kühlplatten-Stutzen (10) von der Kühlplatte (9) absteht.
  6. Energiespeicher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlmittelkanal (3) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  7. Energiespeicher gemäß Anspruch 6, wobei der rechteckige Querschnitt ein Höhe-Breite-Verhältnis von 4:1 hat.
  8. Energiespeicher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlmittelleitung (12) zumindest abschnittsweise ein Schlauch, ein Kunststoffrohr und/oder ein Wellrohr ist.
  9. Kraftfahrzeug mit einem Energiespeicher gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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WO (1) WO2018166816A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017208617A1 (de) 2017-05-22 2018-11-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeichergehäuse mit einem Kühlungsanschluss, Energiespeicher und Kraftfahrzeug mit einem solchen
DE102019110195A1 (de) * 2019-04-17 2020-10-22 Webasto SE Temperierungsvorrichtung
US20220359939A1 (en) * 2019-11-13 2022-11-10 Ford Global Technologies, Llc Systematic layouts for electrified vehicle traction battery packs

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200395644A1 (en) * 2017-08-30 2020-12-17 Modine Manufacturing Company Battery cooling system
FR3113450B1 (fr) * 2020-08-13 2023-10-06 Valeo Siemens Eautomotive France Sas Ensemble électrique modulaire comprenant un système de refroidissement intégré
DE102020121882A1 (de) * 2020-08-20 2022-02-24 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hochvoltbatterie, Verfahren zu deren Herstellung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015113622A1 (de) * 2014-08-25 2016-02-25 Ford Global Technologies, Llc Traktionsbatteriebaugruppe mit Thermovorrichtung
DE102015106948A1 (de) * 2015-05-05 2016-11-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Fahrzeugkomponente
DE102015215253A1 (de) 2015-08-11 2017-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlvorrichtung für Energiespeicher

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7846573B2 (en) * 2007-06-01 2010-12-07 Cobasys, Llc Coolant manifold
DE102008014155A1 (de) * 2008-03-14 2009-09-17 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Modulares Batteriesystem mit Kühlsystem
CN102037581B (zh) * 2008-06-11 2014-03-12 株式会社Lg化学 电动汽车用u型电池
DE102010032900A1 (de) * 2010-07-30 2012-02-02 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie mit mehreren Batteriezellengruppen und Fahrzeugbatteriebaugruppe
DE102011107607A1 (de) * 2011-06-30 2013-01-03 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie sowie Verfahren zur Herstellung einer Kühlvorrichtung
JP5695988B2 (ja) * 2011-07-04 2015-04-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池モジュールおよび電源装置
JP6497585B2 (ja) * 2015-06-01 2019-04-10 株式会社Ｇｓユアサ 電源装置
DE102015214661A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug mit einer Kühlvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015113622A1 (de) * 2014-08-25 2016-02-25 Ford Global Technologies, Llc Traktionsbatteriebaugruppe mit Thermovorrichtung
DE102015106948A1 (de) * 2015-05-05 2016-11-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Fahrzeugkomponente
DE102015215253A1 (de) 2015-08-11 2017-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlvorrichtung für Energiespeicher

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017208617A1 (de) 2017-05-22 2018-11-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeichergehäuse mit einem Kühlungsanschluss, Energiespeicher und Kraftfahrzeug mit einem solchen
DE102019110195A1 (de) * 2019-04-17 2020-10-22 Webasto SE Temperierungsvorrichtung
DE102019110195B4 (de) * 2019-04-17 2020-12-31 Webasto SE Temperierungsvorrichtung
US20220359939A1 (en) * 2019-11-13 2022-11-10 Ford Global Technologies, Llc Systematic layouts for electrified vehicle traction battery packs
US11876202B2 (en) * 2019-11-13 2024-01-16 Ford Global Technologies, Llc Systematic layouts for electrified vehicle traction battery packs

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