DE102018104680A1

DE102018104680A1 - Cooling system for tempering a traction battery

Info

Publication number: DE102018104680A1
Application number: DE102018104680.4A
Authority: DE
Inventors: Dominik Grass; Manuel Groß
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-09-05

Abstract

Es ist ein Kühlsystem (44) zum Temperieren einer Traktionsbatterie (50) zum elektrischen Antreiben eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer Kühlkanäle (12) aufweisenden Kühlplatte (10), wobei der Kühlkanal (12) einen Vorlauf (14) und einen Rücklauf (16) aufweist, und
einem mit dem Vorlauf (14) kommunizierend verbundenen Sammlerelement (30) zur Förderung eines Kühlmediums beabstandet zur Stirnseite (20) der Kühlplatte (10), wobei eine mittelbar oder unmittelbar mit der Kühlplatte (10) verbundenen Haube (40) zur Ausbildung einer mit dem Rücklauf (16) kommunizierenden Sammlerkanal (42) vorgesehen ist, wobei das mindestens eine Sammlerelement (30) innerhalb der Haube (40) angeordnet ist und der Sammlerkanal (42) zwischen der Haube (40) und dem Sammlerelement (30) ausgebildet ist. Die Zufuhr und die Abfuhr des Kühlmediums kann dadurch in unmittelbarer Nähe der Stirnseite (20) der Kühlplatte (10) erfolgen, so dass ein kompaktes und kostengünstiges Kühlsystem (44) zum Kühlen einer Traktionsbatterie (50) ermöglicht ist.

It is a cooling system (44) for tempering a traction battery (50) for electrically driving a motor vehicle provided with a cooling channels (12) having cooling plate (10), wherein the cooling channel (12) has a flow (14) and a return (16) , and
a with the flow (14) communicatively connected collector element (30) for conveying a cooling medium spaced from the end face (20) of the cooling plate (10), wherein a directly or indirectly connected to the cooling plate (10) hood (40) for forming a with the Return (16) communicating collector channel (42) is provided, wherein the at least one collector element (30) within the hood (40) is arranged and the collector channel (42) between the hood (40) and the collector element (30) is formed. The supply and the discharge of the cooling medium can thereby take place in the immediate vicinity of the end face (20) of the cooling plate (10), so that a compact and cost-effective cooling system (44) for cooling a traction battery (50) is made possible.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem, mit dessen Hilfe eine Traktionsbatterie zum elektrischen Antreiben eines Kraftfahrzeugs temperiert werden kann.The invention relates to a cooling system by means of which a traction battery for the electric driving of a motor vehicle can be tempered.

Aus CN 105977426 A ist ein Kühlsystem zum Kühlen einer Kraftfahrzeugbatterie bekannt, bei dem mehrere Kühlschlangen jeweils eingangsseitig mit einer Eingangssammelleitung und ausgangsseitig mit einer Ausgangssammelleitung verbunden sind, wobei die Eingangssammelleitung und die Ausgangssammelleitung nebeneinander verlaufen.Out CN 105977426 A a cooling system for cooling a motor vehicle battery is known in which a plurality of cooling coils are each connected on the input side to an input bus and the output side to an output bus, wherein the input bus and the output bus run next to each other.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Bauraumbedarf und/oder die Herstellungskosten für ein Kühlsystem zum Kühlen einer Traktionsbatterie zu verringern.There is a continuing need to reduce the space requirement and / or the manufacturing cost of a cooling system for cooling a traction battery.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein kompaktes und kostengünstiges Kühlsystem zum Kühlen einer Traktionsbatterie ermöglichen.It is the object of the invention to show measures that allow a compact and cost-effective cooling system for cooling a traction battery.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a cooling system having the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, which individually or in combination may represent an aspect of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Kühlsystem zum Temperieren einer Traktionsbatterie zum elektrischen Antreiben eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer Kühlkanäle aufweisenden Kühlplatte, wobei der Kühlkanal einen Vorlauf und einen Rücklauf aufweist, und einem mit dem Vorlauf kommunizierend verbundenen Sammlerelement zur Förderung eines Kühlmediums beabstandet zur Stirnseite der Kühlplatte, wobei eine mittelbar oder unmittelbar mit der Kühlplatte verbundenen Haube zur Ausbildung einer mit dem Rücklauf kommunizierenden Sammlerkanal vorgesehen ist, wobei das mindestens eine Sammlerelement innerhalb der Haube angeordnet ist und der Sammlerkanal zwischen der Haube und dem Sammlerelement ausgebildet ist.According to the invention a cooling system for tempering a traction battery for electrically driving a motor vehicle is provided with a cooling channels having cooling plate, wherein the cooling channel has a flow and a return, and a communicating with the flow collector element for conveying a cooling medium spaced from the end face of the cooling plate, wherein a indirectly or directly connected to the cooling plate hood for forming a communicating with the return collector channel is provided, wherein the at least one collector element is disposed within the hood and the collector channel between the hood and the collector element is formed.

Zwischen der Haube und der Stirnseite der Kühlplatte kann der Sammlerkanal ausgebildet werden, über den beispielsweise das erwärmte Kühlmedium abtransportiert werden kann. Da der Rücklauf in der Stirnseite der Kühlplatte mündet, weist der Rücklauf in der Stirnseite der Kühlplatte eine Rücklauföffnung auf, die mit dem Sammlerkanal kommuniziert. Hierzu ist es lediglich erforderlich die Haube für das Kühlmedium dicht mit der Kühlplatte, insbesondere mit der Stirnseite, beispielsweise durch Schweißen, zu verbinden. Dadurch kann mit einem geringen Kostenaufwand bei der Herstellung ein an der Stirnseite der Kühlplatte bauraumsparend entlang verlaufender Sammlerkanal ausgebildet werden. Im Gegensatz zum Rücklauf ist der Vorlauf mit dem Sammlerelement fluidisch verbunden, wobei das Sammlerelement innerhalb des von der Haube ausgebildeten Sammlerkanals angeordnet ist. Das Sammlerelement kann eine Sammlerleitung ausbilden, die insbesondere weitere mit jeweils einem weiteren Vorlauf eines weiteren Kühlkanals der Kühlplatte verbundene Sammlerelemente aufweist. Die mit den Vorläufen verbundene Sammlerleitung ist dadurch innerhalb des mit den Rückläufen verbundenen Sammlerkanal angeordnet. Die Sammlerleitung kann hierbei an einer Stelle, vorzugsweise an genau einer Stelle, aus dem Sammlerkanal herausgeführt sein, während der Sammlerkanal an einer Stelle, insbesondere an genau einer Stelle, einen Verbindungsstutzen aufweist. Die Zufuhr und die Abfuhr des Kühlmediums kann dadurch in unmittelbarer Nähe der Stirnseite der Kühlplatte erfolgen, so dass ein kompaktes und kostengünstiges Kühlsystem zum Kühlen einer Traktionsbatterie ermöglicht ist.Between the hood and the front side of the cooling plate of the collector channel can be formed, on the example, the heated cooling medium can be removed. Since the return flows into the end face of the cooling plate, the return in the end face of the cooling plate on a return opening, which communicates with the collector channel. For this purpose, it is only necessary to connect the hood for the cooling medium tightly with the cooling plate, in particular with the front side, for example by welding. This can be formed with a low cost in the production of a space on the front side of the cooling plate space along extending collector channel. In contrast to the return flow of the flow is connected to the collector element fluidly connected, wherein the collector element is disposed within the collector channel formed by the hood. The collector element can form a collector line, which in particular has further collector elements connected to a respective further flow of a further cooling channel of the cooling plate. The header line connected to the headers is thereby arranged within the header channel connected to the returns. The collector line can hereby be led out of the collector channel at one point, preferably at exactly one point, while the collector channel has a connecting piece at one point, in particular at exactly one point. The supply and the removal of the cooling medium can be done in the immediate vicinity of the end face of the cooling plate, so that a compact and inexpensive cooling system for cooling a traction battery is possible.

Der Vorlauf des Kühlkanals und der Rücklauf des Kühlkanals können vorzugsweise an einer Stirnseite der Kühlplatte enden. Die Stirnseite der Kühlplatte kann beispielsweise eine Seitenwand des Sammlerkanals ausbilden, so dass der Materialeinsatz zur Begrenzung des Sammlerkanals minimiert werden kann. Der Vorlauf des Kühlkanals kann zur Zufuhr des Kühlmediums und der Rücklauf des Kühlkanals zur Abfuhr des Kühlmediums verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich den Rücklauf des Kühlkanals zur Zufuhr des Kühlmediums und den Vorlauf des Kühlkanals zur Abfuhr des Kühlmediums zu verwenden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Strömungsrichtung in dem Kühlsystem umgekehrt werden kann. Besonders bevorzugt kann das Kühlsystem zum Kühlen und/oder zum Heizen der Traktionsbatterie genutzt werden. Dies ermöglicht es auch bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen mit unterschiedlichen Umgebungstemperaturen die Traktionsbatterie auf eine gewünschte Betriebstemperatur zu temperieren. Der Vorlauf und der Rücklauf verlaufen insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander. Vorzugsweise sind der Vorlauf und der Rücklauf an einer von der Stirnseite der Kühlplatte wegweisenden Rückseite miteinander verbunden, wobei hierzu insbesondere ein U-Stück vorgesehen ist, das den Ausgang des Vorlaufs an der Rückseite der Kühlplatte mit dem Eingang des Rücklaufs verbindet.The flow of the cooling channel and the return of the cooling channel may preferably end at an end face of the cooling plate. The end face of the cooling plate can for example form a side wall of the collector channel, so that the material used to limit the collector channel can be minimized. The flow of the cooling channel can be used to supply the cooling medium and the return of the cooling channel for the removal of the cooling medium. However, it is also possible to use the return of the cooling channel for supplying the cooling medium and the flow of the cooling channel for the removal of the cooling medium. It is preferably provided that the flow direction in the cooling system can be reversed. Particularly preferably, the cooling system can be used for cooling and / or for heating the traction battery. This makes it possible to temper the traction battery to a desired operating temperature even under different weather conditions with different ambient temperatures. The flow and the return run in particular substantially parallel to each other. Preferably, the flow and the return are connected to one another at the front side of the cooling plate facing away from each other, for this purpose, in particular a U-piece is provided, which connects the output of the flow at the back of the cooling plate with the input of the return.

Insbesondere weist das Sammlerelement ein im Wesentlichen parallel zur Stirnseite der Kühlplatte verlaufendes Rohrstück auf, wobei von dem Rohrstück in radialer Richtung ein hohler Fluidstecker absteht, wobei insbesondere der Fluidstecker in den Vorlauf des Kühlkanals teilweise eingesteckt ist, wobei vorzugsweise der Fluidstecker ein Tannenbaumprofil zum Verklemmen in dem Kühlkanal aufweist. Der Fluidstecker kann in axialer Richtung des Kühlkanals in eine in der Stirnseite der Kühlplatte vorgesehene Vorlauföffnung des Vorlaufs eingesteckt werden, um einen fluidischen Anschluss des Vorlaufs an dem Sammlerelement herbeizuführen. Durch das Tannenbaumprofil kann der Fluidstecker leicht in die Vorlauföffnung eingesteckt werden aber gegen ein Herausrutschen gesichert sein. Insbesondere kann ein Druck in dem Vorlauf und/oder in dem Sammlerelement, der bestrebt ist den Fluidstecker aus dem Vorlauf herauszudrücken, ein Verklemmen des Fluidsteckers in dem Kühlkanal über das Tannenbaumprofil sogar verstärken, wodurch sich ein sicherer Verbund ergibt. Innerhalb des Sammlerelements kann das Kühlfluid um ca. 90° umgelenkt werden, so dass das Kühlfluid im Wesentlichen parallel zu der Stirnseite der Kühlplatte strömen kann und nur zum Eintreten in den Vorlauf über den Fluidstecker umgelenkt wird. In dem Sammlerelement kann sich ein Staudruck aufbauen, so dass das Kühlmedium mit einem entsprechend höheren Druck in den Vorlauf gepumpt werden kann. Bei einem derartig hohen Eingangsdruck kann der Kühlkanal entsprechend lang ausgestaltet sein, wobei ein damit korrelierender höherer Druckverlust zugelassen werden kann.In particular, the collector element has a substantially parallel to the end face of the cooling plate extending pipe piece, wherein protrudes from the pipe section in the radial direction, a hollow fluid connector, wherein in particular the fluid connector is partially inserted into the flow of the cooling channel, wherein preferably the fluid connector Tannenbaumprofil has to jam in the cooling channel. The fluid connector can be inserted in the axial direction of the cooling channel in a provided in the end face of the cooling plate flow opening of the flow to bring about a fluid connection of the flow to the collector element. By the Christmas tree profile, the fluid connector can be easily inserted into the flow opening but secured against slipping out. In particular, a pressure in the flow and / or in the collector element, which tends to push out the fluid connector from the supply, even amplify jamming of the fluid connector in the cooling channel on the Christmas tree profile, resulting in a secure bond. Within the collector element, the cooling fluid can be deflected by about 90 °, so that the cooling fluid can flow substantially parallel to the end face of the cooling plate and is deflected only to enter the flow via the fluid connector. In the collector element, a back pressure can build up, so that the cooling medium can be pumped with a correspondingly higher pressure in the flow. With such a high inlet pressure, the cooling channel can be designed to be correspondingly long, whereby a correlated higher pressure loss can be permitted.

Vorzugsweise ist eine Einstecktiefe des Fluidsteckers in dem Kühlkanal größer als ein Abstand des Sammlerelements zu der Haube an dem vom Fluidstecker wegweisenden Umfangsbereich des Sammlerelements. Falls der Fluidstecker aufgrund des in dem Vorlauf vorherrschenden Betriebsdrucks aus dem Vorlauf herausgedrückt werden sollte, kann das Sammlerelement an der Haube anstoßen, bevor der Fluidstecker vollständig aus dem Vorlauf gelangt. Eine Leckage aus dem Vorlauf in den Sammlerkanal kann dadurch vermieden oder zumindest gering gehalten werden. Ein vollständiges Herausrutschen des Fluidsteckers aus der Kühlplatte kann dadurch vermieden werden. Insbesondere weist der Fluidstecker einen radial abstehenden Anschlag auf, um die maximale Einstecktiefe des Fluidsteckers in dem Kühlkanal zu begrenzen. Dadurch kann gleichzeitig ein Mindestabstand des Rohrstücks des Sammlerelements zur Stirnseite der Kühlplatte vorgegeben werden.Preferably, an insertion depth of the fluid connector in the cooling channel is greater than a distance of the collector element to the hood on the peripheral portion of the collector element facing away from the fluid connector. If the fluid plug should be pushed out of the supply line due to the operating pressure prevailing in the supply line, the collector element can abut against the hood before the fluid plug completely comes out of the supply line. A leakage from the flow into the collector channel can be avoided or at least kept low. A complete slipping out of the fluid connector from the cooling plate can be avoided. In particular, the fluid connector has a radially protruding stop in order to limit the maximum insertion depth of the fluid connector in the cooling channel. As a result, at the same time a minimum distance of the pipe section of the collector element to the end face of the cooling plate can be specified.

Besonders bevorzugt sind mehrere Sammlerelemente, insbesondere über eine zwischengeschaltete Verbindungsmanschette, zu einer gemeinsamen Sammlerleitung zusammengeschlossen. Grundsätzlich ist es möglich die Sammlerleitung als ein einziges Bauteil auszugestalten. Durch die Aufteilung der Sammlerleitung auf mehrere Sammlerelemente, die vorzugsweise nur genau einen Fluidstecker aufweisen, kann das jeweilige Sammlerelement leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Zudem ist es möglich für unterschiedliche breite Kühlplatten durch eine Anpassung der Anzahl der gleichen Sammlerelemente die Länge der Sammlerleitung leicht anzupassen. Vorzugsweise sind in Axialrichtung der Sammlerleitung zwei nachfolgende Sammlerelement an unterschiedlichen Axialenden in die Verbindungsmanschette eingesteckt oder auf die Verbindungsmanschette aufgesteckt. Durch die Länge der Verbindungsmanschette kann auf unterschiedliche Abstände der Kühlleitungen bei unterschiedlichen Kühlplatten einfach reagiert werden, ohne anders dimensionierte Sammlerelemente vorhalten zu müssen. Insbesondere ist zwischen der Verbindungsmanschette und dem angeschlossenen Sammlerelement eine Presspassung vorgesehen, so dass sich eine ausreichende Dichtheit für das Kühlmedium ergibt.Particularly preferably, a plurality of collector elements, in particular via an intermediate connection sleeve, are combined to form a common collector line. Basically, it is possible to design the collector line as a single component. By dividing the collector line to a plurality of collector elements, which preferably only have exactly one fluid connector, the respective collector element can be made easier and cheaper. In addition, it is possible for different wide cooling plates by adjusting the number of the same collector elements easily adjust the length of the header line. Preferably, two subsequent collector element are inserted at different axial ends in the connecting sleeve or attached to the connecting sleeve in the axial direction of the collector line. Due to the length of the connecting sleeve can be easily responded to different distances of the cooling lines at different cooling plates without having to hold differently sized collector elements. In particular, a press fit is provided between the connection sleeve and the connected collector element, so that there is sufficient tightness for the cooling medium.

Insbesondere ist ein mit dem Sammlerelement kommunizierender Anschlussstutzen vorgesehen, wobei der Anschlussstutzen durch die Haube hindurchgeführt ist. Ein Anschluss der Sammlerleitung und ein Anschluss des Sammlerkanals kann dadurch an derselben Seite der Kühlplatte erfolgen, so dass sich eine bauraumsparende Anbindung von weiteren das Kühlmedium betreffenden Aggregaten, beispielsweise Kühler, Wärmetauscher, Kältemaschine oder ähnliches, ergibt. Insbesondere ist der Anschlussstutzen durch eine Öffnung der Haube hindurchgeführt und im Bereich der Öffnung, vorzugsweise durch Schweißen, dichtend mit der Haube verbunden. Ein Durchführen des Anschlussstutzens durch die Kühlplatte ist dadurch vermieden.In particular, a connecting piece communicating with the collector element is provided, wherein the connecting piece is guided through the hood. A connection of the collector line and a connection of the collector channel can thereby take place on the same side of the cooling plate, so that a space-saving connection of other cooling medium-related aggregates, such as radiator, heat exchanger, chiller or the like results. In particular, the connecting piece is passed through an opening of the hood and in the region of the opening, preferably by welding, sealingly connected to the hood. A passage of the connecting piece through the cooling plate is thereby avoided.

Vorzugsweise ist mit der Stirnseite der Kühlplatte eine Blende zur dichtenden Abdeckung der Stirnseite der Kühlplatte verbunden, wobei die Blende mindestens eine Durchgangsöffnung für den Vorlauf und/oder für den Rücklauf des Kühlkanals aufweist, wobei insbesondere für den Vorlauf und für den Rücklauf jeweils eine gemeinsame Durchgangsöffnung vorgesehen ist. Die Blende kann weitere in der Kühlplatte vorgesehene Hohlräume, die nicht als Kühlkanal verwendet werden, dichtend abdecken. Die Blende kann entlang der Durchgangsöffnung an die Stirnseite der Kühlplatte geschweißt werden, wodurch sich gleichzeitig eine gute Abdichtung der Vorlauföffnung und der Rücklauföffnung ergibt.Preferably, with the end face of the cooling plate, a diaphragm for sealing cover of the end face of the cooling plate is connected, wherein the aperture has at least one passage opening for the flow and / or for the return of the cooling channel, in particular for the flow and for the return in each case a common passage opening is provided. The panel can seal further provided in the cooling plate cavities that are not used as a cooling channel, sealing. The panel can be welded along the passage opening to the end face of the cooling plate, which at the same time results in a good sealing of the flow opening and the return opening.

Besonders bevorzugt ist die Haube mit der Blende, insbesondere durch Schweißen, direkt verbunden. Die Blende kann dadurch gleichzeitig eine Begrenzung des Sammlerkanals ausbilden und/oder eine direkte Verbindung mit der Haube eingehen. Eine thermische Beschädigung der Oberseite und/oder der Unterseite der Kühlplatte beim Anschweißen der Haube kann vermieden werden.Particularly preferably, the hood is directly connected to the panel, in particular by welding. The diaphragm can thereby simultaneously form a boundary of the collector channel and / or enter into a direct connection with the hood. Thermal damage to the top and / or the bottom of the cooling plate when welding the hood can be avoided.

Insbesondere ist die Kühlplatte als Strangpressprofil ausgestaltet, wobei insbesondere die Kühlplatte zwischen zwei benachbarten Kühlkanälen einen Hohlraum aufweist. Der Vorlauf der Rücklauf und gegebenenfalls weitere Hohlräume können sich über die gesamte Länge der Kühlplatte erstrecken. Durch die Herstellung der Kühlplatte durch Strangpressen können die Herstellungskosten gering gehalten werden. Mit Hilfe der weiteren nicht als Kühlkanal verwendeten Hohlräume kann der Materialeinsatz für die Kühlplatte und das Gewicht der Kühlplatte reduziert werden.In particular, the cooling plate is designed as an extruded profile, wherein in particular the cooling plate between two adjacent cooling channels has a cavity. The flow of the return and possibly further cavities may extend over the entire length of the cooling plate. By producing the cooling plate by extrusion, the manufacturing cost can be kept low. With the help of the other not used as a cooling channel cavities of the material used for the cooling plate and the weight of the cooling plate can be reduced.

Vorzugsweise ist die Haube wannenförmig ausgestaltet, wobei insbesondere die Haube einstückig durch Tiefziehen herstellbar ist. Dadurch ist es nicht erforderlich an den axialen Enden des Sammlerkanals eine separat ausgeführte Abdeckung vorzusehen. Stattdessen kann die Abdeckung einstückig mit der Haube ausgeführt sein, wodurch sich entsprechend geringe Herstellungskosten ergeben.Preferably, the hood is configured trough-shaped, in particular, the hood is produced in one piece by deep drawing. As a result, it is not necessary to provide a separately designed cover at the axial ends of the collector channel. Instead, the cover may be integral with the hood, resulting in correspondingly low production costs.

Die Erfindung betrifft eine Traktionsbatterie zum elektrischen Antreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Batteriemodul und einem Kühlsystem, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Temperieren des Batteriemoduls, wobei das Batteriemodul thermisch an einer Oberseite der Kühlplatte des Kühlsystems angebunden ist, wobei insbesondere das Batteriemodul die Oberseite der Kühlplatte direkt kontaktiert. Die Zufuhr und die Abfuhr des Kühlmediums kann dadurch in unmittelbarer Nähe der Stirnseite der Kühlplatte erfolgen, so dass ein kompaktes und kostengünstiges Kühlsystem zum Kühlen einer Traktionsbatterie ermöglicht ist.The invention relates to a traction battery for electrically driving a motor vehicle with a battery module and a cooling system, which can be formed and further developed as described above, for tempering the battery module, wherein the battery module is thermally connected to an upper side of the cooling plate of the cooling system, in particular Battery module contacted the top of the cooling plate directly. The supply and the removal of the cooling medium can be done in the immediate vicinity of the end face of the cooling plate, so that a compact and inexpensive cooling system for cooling a traction battery is possible.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1: eine schematische perspektivische Ansicht einer Kühlplatte,
2: eine schematische perspektivische Ansicht der Kühlplatte aus 1 mit einer Blende,
3: eine schematische perspektivische Schnittansicht der Kühlplatte aus 2,
4: eine schematische perspektivische Schnittansicht eines Kühlsystems mit der Kühlplatte aus 2,
5: eine schematische perspektivische Ansicht des Kühlsystems aus 4 und
6: eine schematische Draufsicht auf eine Traktionsbatterie mit dem Kühlsystem aus 5.

The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments, wherein the features shown below, both individually and in combination may represent an aspect of the invention. Show it:

1 FIG. 3: a schematic perspective view of a cooling plate, FIG.
2 : a schematic perspective view of the cooling plate 1 with a panel,
3 a schematic perspective sectional view of the cooling plate 2 .
4 FIG. 2 is a schematic perspective sectional view of a cooling system with the cooling plate made. FIG 2 .
5 a schematic perspective view of the cooling system 4 and
6 : A schematic plan view of a traction battery with the cooling system off 5 ,

Die in 1 dargestellte als Strangpressteil ausgestaltete Kühlplatte 10 kann in Längsrichtung verlaufende Kühlkanäle 12 aufweisen, die jeweils einen Vorlauf 14 und einen parallel neben dem Vorlauf 14 verlaufenden Rücklauf 16 aufweisen, durch die ein Kühlmedium gepumpt werden kann, um eine Oberseite 18 zu temperieren. Der Vorlauf 14 und der Rücklauf 16 des Kühlkanals 12 münden jeweils in einer Stirnseite 20 der Kühlplatte 10. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen den Kühlkanälen 12 in Längsrichtung der Kühlplatte 10 verlaufende Hohlräume 22 vorgesehen, die nicht mit dem Kühlmedium durchströmt werden. Beispielsweise weisen die Hohlräume 22 einen rechteckigen Querschnitt auf, während der Vorlauf 14 und der Rücklauf 16 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.In the 1 illustrated as an extruded cooling plate 10 can be longitudinally extending cooling channels 12 each having a lead 14 and a parallel next to the flow 14 running return 16 have, through which a cooling medium can be pumped to a top eighteen to temper. The lead 14 and the return 16 of the cooling channel 12 each open into one end face 20 the cooling plate 10 , In the illustrated embodiment are between the cooling channels 12 in the longitudinal direction of the cooling plate 10 running cavities 22 provided, which are not flowed through with the cooling medium. For example, the cavities 22 a rectangular cross-section on, while the flow 14 and the return 16 have a substantially circular cross-section.

Wie in 2 dargestellt kann an der Stirnseite 20 der Kühlplatte 10 eine Blende 24 befestigt sein. Die Blende 24 kann die Hohlräume 22 abdecken und abdichten. Die Blende 24 weist Durchgangsöffnungen 26 auf, über die der Vorlauf 14 und der Rücklauf 16 durch die Blende 24 hindurch fluidisch für das Kühlmedium zugänglich bleiben, wie in 3 dargestellt. Zwischen dem Rand der Durchgangsöffnung 26 und der Stirnseite 20 der Kühlplatte 10 ergibt sich eine Kehle, die leicht für eine Schweißnaht genutzt werden kann.As in 2 can be shown on the front side 20 the cooling plate 10 a panel 24 be attached. The aperture 24 can the cavities 22 cover and seal. The aperture 24 has passage openings 26 on, over which the forerunner 14 and the return 16 through the aperture 24 remain fluidly accessible to the cooling medium as in 3 shown. Between the edge of the passage opening 26 and the front side 20 the cooling plate 10 results in a throat that can be easily used for a weld.

Wie in 4 dargestellt kann in den jeweiligen Vorlauf 14 ein Fluidstecker 28 eines Sammlerelements 30 eingesteckt werden, um eine fluidische Verbindung des Vorlaufs 14 mit dem Sammlerelement 30 herbeizuführen. In Längsrichtung des Sammlerelements 30 nachfolgende Sammlerelemente 30 können über eine Verbindungsmanschette 32 miteinander verbunden werden, wodurch eine Sammlerleitung 34 zusammengesetzt werden kann, die mit jedem Vorlauf 14 kommunizieren kann. Eine wannenförmige Haube 40 kann die Sammlerleitung 34 überdecken und mit der Blende 24 an der Stirnseite 20 der Kühlplatte 10 verschweißt sein. Zwischen der Haube 40 und der Sammlerleitung 34 ist ein ausreichender Zwischenraum ausgebildet, mit dem der Rücklauf 16 kommunizieren kann. Dadurch ergibt sich außerhalb der Sammlerleitung 34 ein von der Haube 40 und der Blende 24 begrenzter Sammlerkanal 42, der mit jedem Rücklauf 16 kommunizieren kann. Dadurch wird ein Kühlsystem 44 ausgebildet, das über die Oberseite 18 der Kühlplatte 10 ein Aggregat eines Kraftfahrzeugs temperieren, insbesondere kühlen, kann.As in 4 can be shown in the respective flow 14 a fluid connector 28 a collector item 30 be plugged to a fluidic connection of the flow 14 with the collector element 30 bring about. In the longitudinal direction of the collector element 30 subsequent collector elements 30 can have a connection cuff 32 connected together, creating a collector line 34 can be assembled with each lead 14 can communicate. A trough-shaped hood 40 can the collector's line 34 cover and with the aperture 24 at the front 20 the cooling plate 10 be welded. Between the hood 40 and the collector's line 34 a sufficient space is formed with which the return 16 can communicate. This results outside of the collector line 34 one from the hood 40 and the aperture 24 limited collector channel 42 who with each return 16 can communicate. This will create a cooling system 44 trained that over the top eighteen the cooling plate 10 temper a unit of a motor vehicle, in particular cool, can.

Wie in 5 dargestellt kann die mit den Vorläufen 14 kommunizierende Sammlerleitung 42 einen Anschlussstutzen 46 aufweisen, der durch eine Öffnung der Haube 40 nach außen durchgeführt ist. Über den Anschlussstutzen 46 kann beispielsweise das Kühlmedium in das Kühlsystem 44 hineingepumpt werden. Die Haube 40 kann einen insbesondere ausgestülpten Verbindungsstutzen 48 aufweisen, über den beispielsweise das erwärmte Kühlmedium aus dem Kühlsystem 44 abgeführt werden kann. Das abgeführte Kühlmedium kann in weiteren Aggregaten aufbereitet, insbesondere abgekühlt, werden und über den Anschlussstutzen 46 wieder zugeführt werden.As in 5 can be represented with the heats 14 communicating collector's management 42 a connecting piece 46 have, passing through an opening of the hood 40 is carried out to the outside. Over the connecting piece 46 For example, the cooling medium in the cooling system 44 be pumped into it. The hood 40 may be a particular everted connecting piece 48 have, for example, the heated cooling medium from the cooling system 44 can be dissipated. The discharged cooling medium can be processed in further units, in particular cooled, and over the union 46 be fed again.

Wie in 6 dargestellt kann das Kühlsystem 44 Teil einer Traktionsbatterie 50 zum elektrischen Antreiben eines Kraftfahrzeugs sein. Die Traktionsbatterie 50 kann mehrere Batteriemodule 52 aufweisen, die flächig auf der Oberseite 18 der Kühlplatte 10 aufgesetzt sein können, um eine möglichst gute thermische Anbindung zwischen der Kühlplatte 10 und den Batteriemodulen 52 zu erreichen. Der Vorlauf 14 und der Rücklauf 16 eines Kühlkanals 12 können über ein beispielsweise U-förmiges Rohrstück 54 miteinander verbunden sein. Dadurch ist nur an der einen Stirnseite 20 eine Sammlerleitung 34 und ein Sammlerkanal 42 vorgesehen.As in 6 the cooling system can be shown 44 Part of a traction battery 50 to be electrically driving a motor vehicle. The traction battery 50 can have several battery modules 52 which are flat on the top eighteen the cooling plate 10 can be attached to the best possible thermal connection between the cooling plate 10 and the battery modules 52 to reach. The lead 14 and the return 16 a cooling channel 12 can over an example U-shaped piece of pipe 54 be connected to each other. This is only on the one end 20 a collector's line 34 and a collector channel 42 intended.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

CN 105977426 A [0002]

Claims

Cooling system for tempering a traction battery (50) for electrically driving a motor vehicle, comprising a cooling plate (12) having cooling plate (12), wherein the cooling channel (12) has a flow (14) and a return (16), and one with the flow (14) communicatively connected collector element (30) for conveying a cooling medium spaced from the end face (20) of the cooling plate (10), characterized in that a directly or indirectly connected to the cooling plate (10) hood (40) for forming a with the return (16) communicating collecting duct (42) is provided, wherein the at least one collector element (30) within the hood (40) is arranged and the collector channel (42) between the hood (40) and the collector element (30) is formed.

Cooling system after Claim 1 characterized in that the collector element (30) has a substantially parallel to the end face (20) of the cooling plate (10) extending pipe piece, wherein from the pipe section in the radial direction a hollow fluid connector (28) protrudes, in particular the fluid connector (28) in the flow (14) of the cooling channel (12) is partially inserted, wherein preferably the fluid connector (28) has a Christmas tree profile for clamping in the cooling channel (12).

Cooling system after Claim 2 characterized in that a depth of insertion of the fluid connector (28) in the cooling channel (12) is greater than a distance of the collector element (30) to the hood (40) on the periphery of the collector element (30) facing away from the fluid connector (28).

Cooling system according to one of the Claims 1 to 3 characterized in that a plurality of collector elements (30), in particular via an intermediate connection sleeve (32), are combined to form a common collector line (34).

Cooling system according to one of the Claims 1 to 4 characterized in that a connecting piece (46) communicating with the collector element (30) is provided, wherein the connecting piece (46) is guided through the hood (40).

Cooling system according to one of the Claims 1 to 5 characterized in that connected to the end face (20) of the cooling plate (10) is a diaphragm (24) for sealingly covering the end face (20) of the cooling plate (10), wherein the diaphragm (24) has at least one passage opening (26) for the Forward flow (14) and / or for the return (16) of the cooling channel (12), wherein in particular for the flow (14) and for the return (16) each have a common passage opening (26) is provided.

Cooling system after Claim 6 characterized in that the hood (40) with the diaphragm (24), in particular by welding, is directly connected.

Cooling system according to one of the Claims 1 to 7 characterized in that the cooling plate (10) is designed as an extruded profile, wherein in particular the cooling plate (10) between two adjacent cooling channels (12) has a cavity (22).

Cooling system according to one of the Claims 1 to 8th characterized in that the hood (40) is designed trough-shaped, wherein in particular the hood (40) is produced in one piece by deep drawing.

Traction battery for electrically driving a motor vehicle with a battery module (52) and a cooling system (44) according to one of Claims 1 to 9 for tempering the battery module (52), wherein the battery module (52) is thermally connected to an upper side (18) of the cooling plate (10) of the cooling system (44), wherein in particular the battery module (52) the top (18) of the cooling plate (10 ) contacted directly.