DE102017216519A1 - Heat transfer element, tempering device and battery housing with at least one heat transfer element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertragungselement (1) für eine Temperiervorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eines E-Fahrzeugs, umfassend mindestens ein hohlprofilartiges Element (2) mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, welches einen von einer Flüssigkeit durchleitbaren Innenraum (2.1) definiert, mindestens ein an einem offenen Ende des hohlprofilartigen Elements (2) zum Schließen des hohlprofilartigen Elements (2) angeordnetes Abschlusselement (3, 4), wobei in dem mindestens einen Abschlusselement (3, 4) mindestens ein Anschluss (3.1) zum Anschließen einer Zu- und/oder Ablaufleitung vorgesehen ist, wobei das Abschlusselement (3) zum Schließen über einen Kantenbereich (2.4) des hohlprofilartigen Elements (2) aufgeschoben und mit dem hohlprofilartigen Element (2), insbesondere mechanisch verbunden ist.The invention relates to a heat transfer element (1) for a temperature control device for a vehicle battery, in particular an e-vehicle, comprising at least one hollow profile-like element (2) with a substantially rectangular cross section, which defines an interior (2.1) which can be passed through by a liquid, at least one on at an open end of the hollow profile-like element (2) for closing the hollow profile-like element (2) arranged end element (3, 4), wherein in the at least one end element (3, 4) at least one connection (3.1) for connecting a supply and / or drain line is provided, wherein the closing element (3) for closing over an edge region (2.4) of the hollow profile-like element (2) pushed and with the hollow profile-like element (2), in particular mechanically connected.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein insbesondere plattenförmiges Wärmeübertragungselement für eine Temperiervorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eines E-Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Temperiervorrichtung für eine aus einem oder mehreren Batteriemodulen zusammengesetzten Fahrzeugbatterie sowie ein Batteriegehäuse zur Aufnahme einer aus einem oder mehreren Batteriemodulen zusammengesetzten Fahrzeugbatterie für ein Fahrzeug.The invention relates to a particular plate-shaped heat transfer element for a temperature control device for a vehicle battery, in particular an e-vehicle. Furthermore, the invention relates to a temperature control device for a composite of one or more battery modules vehicle battery and a battery case for receiving a vehicle battery composed of one or more battery modules for a vehicle.
Technischer HintergrundTechnical background
Die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, insbesondere von Automobilen, und der gleichzeitige Kundenwunsch an eine hohe Reichweite solcher Fahrzeuge erfordern die Entwicklung leistungsfähiger Batteriekonzepte. Die Batterie von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, kurz E-Fahrzeuge, ist die entscheidende Komponente für die Reichweite der E-Fahrzeuge. Die Batterie, welche aus einem oder mehreren Batteriemodulen besteht, wird in der Regel in einem crashsicher ausgelegten Batteriegehäuse angeordnet und unter dem Boden eines E-Fahrzeugs montiert.The increasing electrification of vehicles, especially automobiles, and the simultaneous customer desire for a high range of such vehicles require the development of powerful battery concepts. The battery of electric vehicles, in short E-vehicles, is the crucial component for the range of e-vehicles. The battery, which consists of one or more battery modules, is usually placed in a crash-proof designed battery housing and mounted under the floor of an e-vehicle.
Die Leistungsfähigkeit einer Batterie ist von den Einflüssen wie Lade- und Fahrzyklen, Nutzungszeit, Umwelteinflüssen und mechanischen Belastungen abhängig. Im Zusammenhang dieser Einflussgrößen spielt die Modultemperatur, d. h. die Temperatur der Batteriemodule eine entscheidende Rolle. Die Batterie verliert Leistungsfähigkeit, wenn die Umgebungstemperatur zu hoch ist oder die Wärme, die beim Auf- oder Entladen der Batterie entsteht, nicht aus den Batteriemodulen abgeführt werden kann. Die Batterie verliert ebenfalls Leistungsfähigkeit, wenn die Außentemperaturen bei winterlichen Witterungsbedingungen zu sehr absinken. In diesem Fall müssen die Batteriemodule beheizt werden, um die Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.The performance of a battery depends on the influences such as charging and driving cycles, time of use, environmental influences and mechanical loads. In the context of these factors, the module temperature, i. H. the temperature of the battery modules a crucial role. The battery loses power when the ambient temperature is too high or the heat generated when charging or discharging the battery can not be dissipated from the battery modules. The battery also loses power when outside temperatures drop too much in winter weather conditions. In this case, the battery modules must be heated to ensure the performance.
Unterschiedliche Kühlsysteme und deren Anordnung zur Abfuhr von Wärme aus den Batteriemodulen respektive aus dem Innenraum der in einem Batteriegehäuse angeordneten Batteriemodule sind aus dem Stand der Technik bekannt, s. beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wärmeübertragungselement für eine Temperiervorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eines E-Fahrzeugs anzugeben, welches wirtschaftlich und prozesssicher hergestellt werden kann.The object of the invention is to provide a heat transfer element for a temperature control device for a vehicle battery, in particular an e-vehicle, which can be produced economically and reliably.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.This problem is solved by the features of
Vorgesehen ist erfindungsgemäß ein insbesondere plattenförmiges Wärmeübertragungselement für eine Temperiervorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eines E-Fahrzeugs, welches mindestens ein hohlprofilartiges Element mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, welches einen von einer Flüssigkeit durchleitbaren Innenraum definiert, und mindestens ein an einem offenen Ende des hohlprofilartigen Elements zum Schließen des hohlprofilartigen Elements angeordnetes Abschlusselement, wobei in dem mindestens einen Abschlusselement mindestens ein Anschluss zum Anschließen einer Zu- und/oder Ablaufleitung vorgesehen ist, wobei das Abschlusselement zum Schließen über einen Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements aufgeschoben und mit dem hohlprofilartigen Element, insbesondere mechanisch verbunden ist, umfasst.Provided according to the invention is a particular plate-shaped heat transfer element for a temperature control device for a vehicle battery, in particular an e-vehicle, which defines at least one hollow profile-like element having a substantially rectangular cross-section which defines a passageway through a liquid interior, and at least one at an open end of the hollow profile-like Element for closing the hollow profile-like element arranged end element, wherein in the at least one end element at least one connection for connecting a supply and / or drain line is provided, said closing element pushed to close over an edge region of the hollow profile-like element and with the hollow profile-like element, in particular mechanically is connected.
Die Erfinder haben festgestellt, dass durch einen relativ einfachen Aufbau ein insbesondere plattenförmiges Wärmeübertragungselement mit einer effektiven Wärmeübertragung prozesssicher und wirtschaftlich hergestellt werden kann. In der einfachsten Ausgestaltung kann das Wärmeübertragungselement aus mindestens einem hohlprofilartigen Element mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und einem zumindest einseitig zum zumindest einseitigen Schließen des beidseitig offenen hohlprofilartigen Elementes angeordnetes Abschlusselement bestehen. Die gegenüberliegende offene Seite kann beispielsweise durch entsprechende Formgebung des Materials am Ende des hohlprofilartigen Elements beispielsweise durch Quetschen und/oder Fügen, insbesondere Kleben oder Schweißen geschlossen werden. Um eine ausreichend hohe Wärmeleitung bereitzustellen, besteht das hohlprofilartige Element aus einem Metall, vorzugsweise aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium. Bleche oder Bänder aus Stahl oder Edelstahl lassen sich großserientauglich und kosteneffektiv zu einem Schlitzprofil formen. Das Schlitzprofil kann anschließend reproduzierbar dicht, wobei die Dichtheitsprüfung gut automatisierbar durchführbar ist, durch eine Längsnaht mittels Schweißen oder Bördeln zu einem geschlossenen Hohlprofil gefügt werden. Der Endquerschnitt, insbesondere der im Wesentlichen rechteckige Querschnitt des hohlprofilartigen Elements kann bereits im Zuge der Formgebung zu einem Schlitzprofil berücksichtigt werden oder alternativ erst abschließend in einem letzten Schritt, beispielsweise durch ein definiertes Quetschen bereitgestellt werden, wobei ein definierter Innenraum (Innenabmessung) zum Durchleiten einer Flüssigkeit bestehen bleiben muss. Alternativ, insbesondere bei der Verwendung von Aluminium als Werkstoff, kann mittels nahtlosem Ziehen oder Extrudieren ein hohlprofilartiges Element mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hergestellt werden. Herstellungsbedingt weisen die Ecken des rechteckigen Querschnitts nicht unbedingt einen rechten Winkel auf, sprich r = 0,0 mm, sondern im Rahmen der Erfindung können auch Radien in den Ecken von bis zu r = 4 mm umfasst sein. Um Leichtbau betreiben zu können, liegt je nach Ausführungsform und Abmessung des plattenförmigen Wärmeübertragungselements die Wandstärke des hohlprofilartigen Elements unter 0,5 mm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,4 mm. Wird Stahl als Werkstoff verwendet, kann dieser auch mit einem anorganischen Überzug, insbesondere mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug auf Basis von Zink, Aluminium oder Zinn versehen sein. Um weiter Gewicht einzusparen, besteht das Abschlusselement aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem Kunststoff-Spritzgussteil oder einem Spritzgussteil aus faserverstärktem Kunststoff. Kunststoff-Spritzgussteile und Spritzgussteile aus faserverstärktem Kunststoff können großserientechnisch, kosteneffektiv und individuell hergestellt werden und ermöglichen die Integration mehrerer Funktionen in einem Bauteil.The inventors have found that by a relatively simple structure, a particular plate-shaped heat transfer element can be produced process-reliable and economical with an effective heat transfer. In the simplest embodiment, the heat transfer element may consist of at least one hollow profile-like element with a substantially rectangular cross-section and a closing element arranged at least on one side for closing the hollow-profile-like element open on both sides. The opposite open side can be closed, for example by appropriate shaping of the material at the end of the hollow profile-like element, for example by squeezing and / or joining, in particular gluing or welding. In order to provide a sufficiently high heat conduction, the hollow profile-like element consists of a metal, preferably of steel, stainless steel or aluminum. Sheets or strips made of steel or stainless steel can be mass-produced and cost-effectively formed into a slot profile. The slot profile can then be reproducibly sealed, wherein the leak test can be carried out easily automated, are joined by a longitudinal seam by welding or flanging to form a closed hollow profile. The end section, In particular, the substantially rectangular cross-section of the hollow profile-like element can already be considered in the course of shaping a slot profile or alternatively finally provided in a final step, for example by a defined squeezing, wherein a defined interior (inner dimension) remain for passing a liquid got to. Alternatively, in particular when using aluminum as the material, a hollow profile-like element with a substantially rectangular cross-section can be produced by means of seamless drawing or extrusion. As a result of the manufacturing process, the corners of the rectangular cross section do not necessarily have a right angle, ie r = 0.0 mm, but in the context of the invention, radii in the corners of up to r = 4 mm can also be included. In order to operate lightweight, depending on the embodiment and dimension of the plate-shaped heat transfer element, the wall thickness of the hollow profile-like element is less than 0.5 mm, in particular between 0.1 and 0.4 mm. If steel is used as the material, it can also be provided with an inorganic coating, in particular with a metallic corrosion protection coating based on zinc, aluminum or tin. To further save weight, the end element made of plastic, preferably made of a plastic injection molded part or an injection molded part made of fiber-reinforced plastic. Plastic injection-molded parts and injection-molded parts made of fiber-reinforced plastic can be mass-produced, cost-effectively and individually manufactured and enable the integration of multiple functions in one component.
An die Verbindung des Abschlusselements mit dem hohlprofilartigen Element bestehen hohe Anforderungen bezüglich der Dichtheit über die gesamte Lebensdauer des Wärmeübertragungselements. Diese muss auch unter wechselnden Beanspruchungen gewährleistet sein, wobei relevante Paramater sind: Umgebungstemperatur, Temperatur der Fahrzeugbatterie respektive des oder der Batteriemodule der Fahrzeugbatterie, Druck innerhalb des Temperiersystems (Kühlen/Heizen) und der Umgebungsdruck. Um diesen Anforderungen zu genügen respektive diesen Beanspruchungen standzuhalten, ist erfindungsgemäß das Abschlusselement zum Schließen über einen Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements aufgeschoben und mit dem hohlprofilartigen Element, insbesondere mechanisch verbunden. The connection of the end element with the hollow profile-like element is subject to high requirements with respect to the tightness over the entire service life of the heat transfer element. This must also be ensured under varying loads, with relevant parameters being: ambient temperature, temperature of the vehicle battery or of the battery module (s) of the vehicle battery, pressure within the temperature control system (cooling / heating) and the ambient pressure. In order to meet these requirements and to withstand these stresses, according to the invention, the closing element is slid over an edge region of the hollow profile-like element in order to close it and is connected to the hollow profile-like element, in particular mechanically.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist das Abschlusselement mittels Verrastung mit dem hohlprofilartigen Element verbunden. Besonders bevorzugt steht mindestens eine am Abschlusselement integrierte Nase im Eingriff mit mindestens einer im Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements korrespondierenden Öffnung. Insbesondere sind mindestens zwei Nasen am Abschlusselement integriert. Die Nasen können, ohne großen Aufwand zu betreiben, am Abschlusselement im Zuge des Spritzgießens integriert werden.According to a first embodiment, the closing element is connected by means of latching with the hollow profile-like element. Particularly preferably, at least one nose integrated on the closing element is in engagement with at least one opening corresponding to the edge region of the hollow profile-like element. In particular, at least two lugs are integrated on the closing element. The noses can, without much effort, be integrated into the closing element in the course of injection molding.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Abschlusselement eine umlaufende Nut auf, in welcher der Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements aufgenommen ist. Dadurch, dass der Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements in der umlaufenden Nut des Abschlusselements insbesondere im Wesentlichen formschlüssig aufgenommen ist, ist die Verbindung zwischen hohlprofilartigem Element und Abschlusselement besonders betriebssicher ausgeführt.According to a further embodiment, the closing element has a circumferential groove, in which the edge region of the hollow profile-like element is accommodated. Characterized in that the edge region of the hollow profile-like element is received in the circumferential groove of the closing element in particular substantially positive fit, the connection between the hollow profile-like element and closing element is carried out particularly reliable.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind Dichtmittel zwischen dem Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements und dem Abschlusselement vorgesehen, insbesondere in Form eines Klebstoffs und/oder mindestens eines Dichtelements. Das Vorsehen eines Klebstoffs hat nicht nur eine dichtende Wirkung, sondern erhöht auch die Stabilität und Betriebssicherheit der insbesondere mechanischen Verbindung zwischen hohlprofilartigem Element und Abschlusselement durch einen zusätzlichen Stoffschluss. Alternativ oder zusätzlich kann ein Dichtelement, zum Beispiel ein O-Ring oder andere geeignete Elemente zum Abdichten verwendet werden.According to a further embodiment, sealing means are provided between the edge region of the hollow profile-like element and the closure element, in particular in the form of an adhesive and / or at least one sealing element. The provision of an adhesive not only has a sealing effect, but also increases the stability and reliability of the particular mechanical connection between the hollow profile-like element and end element by an additional material connection. Alternatively or additionally, a sealing element, for example an O-ring or other suitable elements, may be used for sealing.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das mindestens eine Abschlusselement mindestens einen rechtwinklig vom Abschlusselement abstehenden Steg auf, welcher insbesondere einstückig mit dem Abschlusselement ausgebildet ist oder als gesondertes Bauteil mit dem Abschlusselement verbunden ist und in das hohlprofilartige Element zur Umlenkung der Flüssigkeit innerhalb des hohlprofilartigen Elements hineinragt. Abhängig von der Ausführung und Abmessung des plattenförmigen Wärmeübertragungselements können ein oder mehrere Stege innerhalb des hohlprofilartigen Elements angeordnet sein, welcher bzw. welche eine Umlenkung der Flüssigkeit und somit auch eine im Wesentlichen vollständige Durchströmung des Innenraums des hohlprofilartigen Elements erzwingen, wodurch der Wirkungsgrad des plattenförmigen Wärmeübertragungselements erhöht werden kann. Am Steg oder an den Stegen können Strukturen, beispielsweise Ausbuchtungen vorgesehen sein, die insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im gesamten Innenraum des hohlprofilartigen Elements vergleichmässigen können. Der Steg respektive die Stege sind beispielsweise bei einer kurzen Bauform des plattenförmigen Wärmeübertragungselements einstückig mit dem Abschlusselement ausgebildet. Alternativ, insbesondere bei einer längeren Bauform und Abmessung, kann der Steg respektive die Stege als zusätzliche Teile oder Bauteile ausgeführt sein und insbesondere mit dem Abschlusselement verbunden sein. Zur Erhöhung der Stabilität ist der Steg nicht nur derart bemessen, dass die Höhe des Stegs im Wesentlichen der lichten Höhe der Innenabmessung des hohlprofilartigen Elements entspricht und dadurch an die Innenwandung des hohlprofilartigen Elements anliegt, sondern zusätzlich mit der Innenwandung stoffschlüssig, beispielsweise verklebt ist.According to a further embodiment, the at least one end element has at least one web projecting at right angles from the end element, which is in particular integrally formed with the end element or is connected as a separate component to the end element and projects into the hollow profile-like element for deflecting the liquid within the hollow profile-like element. Depending on the design and dimension of the plate-shaped heat transfer element, one or more webs may be arranged within the hollow profile-like element, which or force a deflection of the liquid and thus a substantially complete flow through the interior of the hollow profile-like element, whereby the efficiency of the plate-shaped heat transfer element can be increased. On the web or on the webs structures, such as bulges can be provided, which can in particular the flow velocity of the liquid in the entire interior of the hollow profile-like element can be made uniform. The web or the webs are formed integrally with the end element, for example, in a short design of the plate-shaped heat transfer element. Alternatively, in particular with a longer design and dimension, the web or the webs can be designed as additional parts or components and in particular be connected to the end element. To increase the stability is the web not only dimensioned such that the height of the web substantially corresponds to the clear height of the inner dimension of the hollow profile-like element and thereby rests against the inner wall of the hollow profile-like element, but in addition cohesively, for example glued to the inner wall.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist an beiden offenen Enden des hohlprofilartigen Elements jeweils ein Abschlusselement zum Schließen des hohlprofilartigen Elements angeordnet. Das im Vergleich zum Schließen der offenen Seite durch entsprechende Formgebung des Materials am Ende des hohlprofilartigen Elements beispielsweise durch Quetschen und/oder Fügen, insbesondere Kleben oder Schweißen, kann durch das Vorsehen eines zweiten Abschlusselements ein prozesssicher hergestelltes und im Wesentlichen dichtes und wartungsfreies plattenförmiges Wärmeübertragungselement bereitgestellt werden.According to a particularly preferred embodiment, in each case a closing element for closing the hollow profile-like element is arranged at both open ends of the hollow profile-like element. Compared to closing the open side by appropriate shaping of the material at the end of the hollow profile-like element, for example by squeezing and / or joining, in particular gluing or welding, the provision of a second closure element can provide a process-assured and substantially dense and maintenance-free plate-shaped heat transfer element become.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das erste Abschlusselement einen Anschluss zum Anschließen einer Zulaufleitung und das zweite Abschlusselement einen Anschluss zum Anschließen einer Ablaufleitung auf. Vorzugsweise sind die beiden Abschlusselemente baugleich ausgeführt, wodurch pro Ausführung und Abmessung nur noch eine Geometrie hergestellt werden muss, was sich wiederrum kosteneffektiv auswirkt. Es kann vorteilhaft sein, dass der Zulauf und/oder der Ablauf beidseitig zugänglich ist. Dadurch können die Zuläufe bzw. Abläufe mehrerer Wärmeübertragungselemente miteinander verbunden werden und die Wärmeübertragungselemente parallel in den (Kühl-) Kreislauf eingebunden werden.According to a further embodiment, the first terminating element has a connection for connecting a supply line and the second terminating element has a connection for connecting a discharge line. Preferably, the two end elements are designed to be identical, which per design and dimension only one geometry must be made, which in turn has a cost-effective effect. It may be advantageous that the inlet and / or the outlet is accessible on both sides. As a result, the inlets or outlets of several heat transfer elements can be connected to one another and the heat transfer elements can be integrated into the (cooling) circuit in parallel.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung stellt das Abschlusselement Mittel zum Befestigen bereit. Diese können vorzugsweise bereits im Zuge der Herstellung des Abschlusselements integriert werden, beispielsweise in Form von Durchgangslöchern zur Aufnahme von Schrauben, Bolzen, Stiften etc. und/oder Befestigungsbereiche, die derart ausgebildet sind, beispielsweise Clipse aufzunehmen, um insbesondere eine mechanische, vorzugsweise lösbare Verbindung mit angrenzenden Teilen oder Bauteilen bereitzustellen.According to a further embodiment, the closing element provides means for fastening. These can preferably already be integrated in the course of the production of the closure element, for example in the form of through holes for receiving screws, bolts, pins, etc. and / or attachment areas, which are designed to receive, for example, clips, in particular a mechanical, preferably detachable connection to provide with adjacent parts or components.
Ein wesentlicher Vorteil ist die Modularität des erfindungsgemäßen plattenförmigen Wärmeübertragungselements. Durch unterschiedliche Bauformen und Abmessungen des plattenförmigen Wärmeübertragungselements können bei gleicher Geometrie der Abschlusselemente respektive der Wärmeübertragungselemente im späteren Einsatz unterschiedliche Geometrien von Batteriemodulen gekühlt und/oder beheizt werden. So kann die Abmessung des plattenförmigen Wärmeübertragungselements genau für die Fläche, die ein Batteriemodul oder mehrerer Batteriemodule einnehmen, ausgelegt werden. Insbesondere kann das hohlprofilartige Element oder mindestens eines der hohlprofilartigen Elemente des Wärmeübertragungselements ein oder mehrere Batteriemodule überdecken.A significant advantage is the modularity of the plate-shaped heat transfer element according to the invention. Due to different designs and dimensions of the plate-shaped heat transfer element different geometries of battery modules can be cooled and / or heated in the later use different geometries of battery modules with the same geometry of the end elements respectively the heat transfer elements. Thus, the dimension of the plate-shaped heat transfer member can be designed precisely for the area occupied by a battery module or a plurality of battery modules. In particular, the hollow profile-like element or at least one of the hollow profile-like elements of the heat transfer element can cover one or more battery modules.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Temperiervorrichtung für eine aus einem oder mehreren Batteriemodulen zusammengesetzten Fahrzeugbatterie, welche in einem Batteriegehäuse anordenbar ist, durch die Temperiervorrichtung eine Flüssigkeit durchleitbar ist, umfassend ein oder mehrere Wärmeübertragungselemente nach mindestens einer der vorgenannten Ausführungen, durch welche die Flüssigkeit zur Aufnahme und Abfuhr der durch das oder die Batteriemodule erzeugte Wärme durchleitbar ist, eine Pumpe zur Umwälzung der Flüssigkeit, einen Kühler zur Temperierung der mit Wärme beaufschlagten Flüssigkeit, ein Leitungssystem zur Zirkulation der Flüssigkeit, welches die Pumpe, den Kühler und das oder die Wärmeübertragungselemente fluidtechnisch miteinander verbindet und insbesondere ein geschlossenes System bildet. Dieses System weist eine hohe Kühlleistung auf, kann flexibel an den vorhandenen Bauraum angepasst werden und ist wartungsfrei. Die vorgenannte Aufzählung ist als nicht abschließend zu sehen, da selbstverständlich auch noch weitere Elemente, Bauteile und/oder Aggregate Bestandteil der Temperiervorrichtung sein können. Die Temperiervorrichtung kann die Fahrzeugbatterie je nach (Soll-) Betriebstemperatur kühlen wie auch beheizen.According to a second aspect, the invention relates to a temperature control device for a vehicle battery composed of one or more battery modules, which can be arranged in a battery housing, through the temperature control device, a liquid is durchleitbar comprising one or more heat transfer elements according to at least one of the aforementioned embodiments, through which the liquid for receiving and discharging the heat generated by the battery module (s), a pump for circulating the liquid, a condenser for controlling the temperature of the liquid under heat, a conduit for circulating the liquid containing the pump, the condenser and the heat transfer element (s) fluidly interconnected and in particular forms a closed system. This system has a high cooling capacity, can be flexibly adapted to the available installation space and is maintenance-free. The above list is not to be considered as conclusive, since of course also other elements, components and / or units may be part of the tempering. The tempering device can cool the vehicle battery depending on the (set) operating temperature as well as heat.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Batteriegehäuse zur Aufnahme einer aus einem oder mehreren Batteriemodulen zusammengesetzten Fahrzeugbatterie für ein Fahrzeug, umfassend einen Kasten, welcher aus einem Rahmen und einem Boden gebildet ist, welcher einen Innenbereich für die Fahrzeugbatterie bereitstellt, einen Deckel zum Abdecken des Kastens, und mindestens ein Wärmeübertragungselement nach mindestens einer der vorgenannten Ausführungen. Die vorgenannte Aufzählung ist als nicht abschließend zu sehen, da selbstverständlich auch noch weitere Elemente, Bauteile und/oder Aggregate Bestandteil des Batteriegehäuses sein können, wie z. B. Konsolen oder andere Elemente zum Anbinden des Batteriegehäuses an den Unterboden eines Fahrzeugs, quer- und/oder längsverlaufende Versteifungsprofile etc..According to a third aspect, the invention relates to a battery housing for accommodating a vehicle battery composed of one or more battery modules for a vehicle, comprising a box, which is formed by a frame and a bottom, which provides an interior area for the vehicle battery, a cover for covering the Box, and at least one heat transfer element according to at least one of the aforementioned embodiments. The above list is not to be considered exhaustive, since of course also other elements, components and / or units may be part of the battery case, such. As consoles or other elements for connecting the battery case to the underbody of a vehicle, transverse and / or longitudinal stiffening profiles etc ..
Das erfindungsgemäße insbesondere plattenförmige Wärmeübertragungselement ist aufgrund seiner Ausgestaltung vielseitig einsetzbar, so dass in Verbindung mit dem Batteriegehäuse das oder die Wärmeübertragungselemente unter dem Boden des Batteriegehäuses, zwischen dem Boden des Batteriegehäuses und dem oder den Batteriemodulen, zwischen dem oder den Batteriemodulen und Deckel und/oder über dem Deckel angeordnet werden können.The particular plate-shaped heat transfer element according to the invention is versatile due to its configuration, so that in connection with the battery housing or the heat transfer elements under the bottom of the battery case, between the bottom of the battery case and the battery modules or between the battery modules and the lid and / or can be arranged above the lid.
Figurenlistelist of figures
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt:
-
1 ): ein Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragungselements in perspektivischer Darstellunga) und inb) einen Querschnitt durchB-B in1a) , -
2 ) ein Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragungselements in einem Teilschnitt durchA-A in1a) , -
3 ) ein alternatives Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragungselements in einem Teilschnitt durchA-A in1a) , -
4 ): ein Ausführungsbeispiel eines Batteriegehäuses in einer perspektivischen Teilansicht und -
5 ): ein Ausführungsbeispiel einer Temperiervorrichtung in einer schematischen Darstellung.
-
1 ): An embodiment of a heat transfer element in a perspective viewa) and inb) a cross section throughBB in1a) . -
2 ) An embodiment of the heat transfer element in a partial sectionAA in1a) . -
3 ) an alternative embodiment of the heat transfer element in a partial section throughAA in1a) . -
4 ): An embodiment of a battery case in a perspective partial view and -
5 ): An embodiment of a temperature control in a schematic representation.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the Preferred Embodiments
In
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungen beschränkt, sondern es können auch Wärmeübertragungselement in unterschiedlichen Abmessungen vorgesehen werden. Die vorgenannten Merkmale sind alle miteinander kombinierbar. Beispielsweise können zum Abdichten sowohl Klebstoff wie auch Dichtelemente verwendet werden, insbesondere eine Kombination der Ausführungsbeispiele in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WärmeübertragungselementHeat transfer element
- 22
- hohlprofilartiges Elementhollow profile-like element
- 2.12.1
- Innenrauminner space
- 2.22.2
- Innenwandunginner wall
- 2.32.3
- Außenwandungouter wall
- 2.42.4
- Kantenbereichedge region
- 2.52.5
- Öffnungopening
- 33
- Abschlusselementtermination element
- 3.13.1
- Öffnung/LochOpening / hole
- 3.43.4
- Absatzparagraph
- 3.83.8
- Nasenose
- 3.93.9
- Nutgroove
- 44
- Abschlusselementtermination element
- 4.14.1
- Öffnung/LochOpening / hole
- 4.44.4
- Nasenose
- 4.54.5
- Nutgroove
- 55
- Stegweb
- 66
- Klebstoffadhesive
- 77
- Dichtelementsealing element
- 2020
- Temperiervorrichtungtempering
- 2121
- Pumpepump
- 2222
- Kühlercooler
- 2323
- Leitungssystemline system
- 2424
- geschlossenes Systemclosed system
- 3030
- Batteriegehäusebattery case
- 3131
- Batteriemodulbattery module
- 3232
- Kastenbox
- 3333
- Rahmenframe
- 3434
- Bodenground
- 3535
- Innenrauminner space
- dd
- WandstärkeWall thickness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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