DE102019118905A1

DE102019118905A1 - Kühlsystem und Energiespeicher mit einem Kühlsystem

Info

Publication number: DE102019118905A1
Application number: DE102019118905.5A
Authority: DE
Inventors: Marina Nussko; Jean-Marie Bräunig; Reiner Dirr; Tim Leichner; Peter Kritzer; Andreas Als; Sascha Möller; Tim Langner; Marc Knapp
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2021-01-14
Also published as: WO2021008875A1

Abstract

Kühlsystem (1) für einen Energiespeicher, umfassend zumindest ein Kühlelement (3), welches eine Wandung (31) und ein von der Wandung (31) begrenztes und mit einem Kühlmittel durchströmbares Volumen (32) aufweist, wobei in das Kühlelement (3) zumindest ein Durchlass (4) eingebracht ist, welcher durch die Wandung (31) von dem Volumen (32) zumindest teilweise getrennt ist, wobei dem Durchlass (4) eine Notöffnungsvorrichtung zugeordnet ist, welche sich bei Einwirkung von Wärme und/oder Druck öffnet und dadurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen dem Volumen (32) und dem Durchlass (4) herstellt und Energiespeicher (17).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für einen Energiespeicher, welcher zumindest ein Kühlelement aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Energiespeicher mit einem solchen Kühlsystem.
Aus dem Stand der Technik sind Energiespeicher in Form von Lithium-Ionen-Batterien bekannt, beispielsweise als Energiespeicher für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. Diese Lithium-Ionen-Batterien umfassen eine Vielzahl von als wiederaufladbare Batteriezellen ausgebildeten Energiespeicherzellen, die ein Zellgehäuse und zumindest zwei in dem Zellgehäuse angeordnete Elektroden aufweisen. Die Elektroden sind in dem Zellgehäuse im Fall von organischen Lithium-Ionen-Batterien von einem Elektrolyten auf Basis eines organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemischs umgeben.
Bei fehlerhafter Herstellung derartiger Energiespeicher, einer Beschädigung während des Betriebs oder einer Überbeanspruchung durch beispielsweise ein Überladen kann es zu einer irreversiblen Zersetzung von Elektrolytkomponenten kommen. Beispielsweise kann eine oxidative Zersetzung des organischen Lösungsmittels an einer Elektrodenoberfläche stattfinden. Die während dieser Zersetzung gebildete Reaktionswärme und die dabei entstehenden gasförmigen Zersetzungsprodukte sind für ein sogenanntes thermisches Durchgehen (in engl.: thermal runaway) und die dadurch resultierende Zerstörung der betroffenen wiederaufladbaren Batteriezelle verantwortlich.
Bei diesem thermischen Durchgehen finden eine sehr schnelle, lokale Erhitzung der betroffenen wiederaufladbaren Batteriezelle und eine damit verbundene Erhöhung eines Zellinnendrucks im Zellgehäuse der betroffenen wiederaufladbaren Batteriezelle statt. Das thermische Durchgehen endet meistens in einem unkontrollierten Aufbrechen bzw. Bersten des Zellgehäuses und einem Ausbrennen der Elektrolytkomponenten. Dieser Vorgang kann schlagartig, in Form einer Explosion oder lokal mit der Bildung eines Brennstrahls, erfolgen.
Um im Falle des thermischen Durchgehens das Abbrennen der jeweiligen wiederaufladbaren Batteriezelle kontrolliert ablaufen zu lassen und ein vollständiges Ausbrennen des Energiespeichers zu verhindern, weisen die wiederaufladbaren Batteriezellen zumeist jeweils eine Sollbruchstelle in Form einer Sicherungsöffnung auf. Diese Sicherungsöffnung öffnet sich beim Überschreiten eines kritischen Zellinnendrucks und verhindert dadurch das unkontrollierte Aufbrechen des Zellgehäuses der wiederaufladbaren Batteriezelle. Der erhöhte Zelleninnendruck, die hierfür verantwortlichen gasförmigen Zersetzungsprodukte und die dabei entstehende Reaktionswärme können sich in einen kontrollierten Brennstrahl entladen, welcher an der geöffneten Sicherungsöffnung der wiederaufladbaren Batteriezelle austritt.
Bei dem thermischen Durchgehen einer einzelnen wiederaufladbaren Batteriezelle besteht die Gefahr, dass die benachbarten wiederaufladbaren Batteriezellen so stark erhitzt werden, dass auch bei diesen das thermische Durchgehen erfolgen kann. Es kann somit eine Kettenreaktion ausgelöst werden, die erst endet, wenn keine wiederaufladbare Batteriezelle mehr im Wirkbereich der als erstes thermisch durchgegangenen Batteriezelle erhitzt werden kann. Im schlimmsten Fall führt das thermische Durchgehen zu einem kompletten Ausbrennen des Energiespeichers.
Die Kettenreaktion kann durch ein zusätzliches Notkühlen des gesamten Energiespeichers unterbrochen werden, so dass nur eine einzelne oder wenige wiederaufladbare Batteriezellen im Fall des thermischen Durchgehens zerstört werden. Unter Umständen kann hierdurch erreicht werden, dass der Energiespeicher trotz des thermischen Durchgehens einer einzelnen wiederaufladbaren Batteriezelle weiterhin funktionsfähig bleibt.
Zur Kühlung des Energiespeichers im Fall eines thermischen Durchgehens ist aus dem Stand der Technik ein separates Notkühlsystem bekannt, das zusätzlich zu einem Standardkühlsystem in den Energiespeicher integriert ist. Dieses Notkühlsystem dient nur zur Notkühlung des Energiespeichers während des thermischen Durchgehens oder dergleichen.
Beispielsweise geht aus der DE 20 2007 011 578 U1 eine Vorrichtung mit einem Energiespeicher und einer Klimaanlage hervor, bei welchem die Klimaanlage als Notkühlsystem fungiert und ihr Kreislaufmedium dem Energiespeicher während des thermischen Durchgehens zuführt.
Die WO 2011 054 582 A1 beschreibt einen Energiespeicher, in welchen bei Überschreiten einer kritischen Temperatur ein in einem Behälter enthaltenes verflüssigtes Gas eingeleitet wird.
Durch die Anwesenheit dieses zusätzlichen Notkühlsystems wird das Gesamtgewicht des Energiespeichers erhöht. Zudem wird im Fall eines thermischen Durchgehens einer einzelnen wiederaufladbaren Batteriezelle nicht nur die betroffene wiederaufladbare Batteriezelle gekühlt, sondern der gesamte Energiespeicher. Hierfür benötigen diese zusätzlichen Notkühlsysteme ausreichend Kühlmittel, was sich wiederum ebenfalls negativ auf das Gesamtgewicht des Energiespeichers auswirkt.
Des Weiteren weisen derartige Notkühlsysteme häufig einen Temperatursensor auf, der die Temperatur des Energiespeichers überwacht. Die von dem Temperatursensor bestimmte Temperatur wird an ein Thermomanagementsystem des Energiespeichers weitergeleitet, welches bei Überschreiten einer kritischen Temperatur das Notkühlsystem startet, so dass das Kühlmittel dem Energiespeicher zur Notkühlung zugeführt werden kann. Die Reaktionszeiten dieser Thermomanagementsysteme sind derart lang, dass die Kettenreaktion beim thermischen Durchgehen meist schon sehr weit fortgeschritten ist, bis das Kühlmittel die betroffenen wiederaufladbaren Batteriezellen erreicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem sowie einen Energiespeicher mit Kühlsystem der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass diese eine mit verringerter Reaktionszeit ablaufende und auf den Bereich des thermischen Durchgehens gerichtete Notkühlung bei gleichzeitiger Verringerung des Gesamtgewichts des Energiespeichers ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einem Energiespeicher mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung nehmen die Unteransprüche Bezug.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem für einen Energiespeicher weist zumindest ein Kühlelement auf, das eine Wandung und ein von der Wandung begrenztes und mit einem Kühlmittel durchströmbares Volumen umfasst. In das Kühlelement ist zumindest ein Durchlass eingebracht, welcher durch die Wandung von dem Volumen zumindest teilweise getrennt ist. Vorzugsweise ist der Durchlass durch die Wandung vollständig von dem Volumen getrennt. Dem Durchlass ist eine Notöffnungsvorrichtung zugeordnet, die sich bei Einwirkung von Wärme und/oder Druck öffnet und dadurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen dem Volumen und dem Durchlass herstellt.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann sowohl als Standardkühlsystem als auch als Notkühlsystem für einen Energiespeicher dienen, in welchem ein solches Kühlsystem verwendet wird. In einem im Wesentlichen fehlerfreien Betrieb dieses Energiespeichers ist die Notöffnungsvorrichtung geschlossen und das Kühlsystem fungiert als Standardkühlung für den Energiespeicher.
Im Wesentlichen fehlerfrei bedeutet dabei, dass im Betrieb des Energiespeichers keine Fehler auftreten, welche zu einem unzulässigen Druck- und/oder Temperaturanstieg über einen kritischen Wert in einer oder mehrerer seiner Energiespeicherzellen führen. Fehler des Energiespeichers oder einer seiner Energiespeicherzellen können, wie bereits zuvor beschrieben, bei fehlerhafter Herstellung, Beschädigung oder Überbeanspruchung im Betrieb des Energiespeichers auftreten und zu einem thermischen Durchgehen einer oder mehrerer der Energiespeicherzellen führen (engl.: thermal runaway), der mit einem Druckanstieg im Innenbereich der Energiespeicherzelle und/oder mit einer Entzündung der Energiespeicherzelle verbunden ist.
Insbesondere die Entzündung der Energiespeicherzelle kann zu einer Kettenreaktion in dem Energiespeicher und seiner teilweisen oder vollständigen Zerstörung führen. Kommt es in zumindest einer der Energiespeicherzellen aufgrund eines solchen Fehlers zu einem internen Druck- und/oder Temperaturanstieg und übersteigt die interne Temperatur und/oder der interne Druck einen kritischen Wert, so öffnet sich die Notöffnungsvorrichtung, wodurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen dem Volumen und dem Durchlass hergestellt wird. Dadurch wird das das Volumen durchströmende Kühlmittel, welches vorzugsweise unter Druck steht, der betroffenen Energiespeicherzelle zugeleitet. Hierdurch wird die betroffene Energiespeicherzelle vorzugsweise derart gekühlt, dass ein thermisches Durchgehen benachbarter Energiespeicherzellen verhindert werden kann. Das erfindungsgemäße Kühlsystem weist somit den Vorteil auf, dass es sowohl für die Standardkühlung des Energiespeichers in seinem im Wesentlichen fehlerfreien Betrieb als auch für die Notkühlung während des thermischen Durchgehens einer oder mehrerer Energiespeicherzelle verwendet werden kann. Dies wirkt sich positiv auf das Gesamtgewicht eines Energiespeichers aus, in welchem ein solches Kühlsystem verbaut ist. Da die Notöffnungsvorrichtung bereits durch die Einwirkung von Wärme und/oder Druck geöffnet werden kann, kann auf einen zusätzlichen Temperatur- und/oder Drucksensor in dem Energiespeicher verzichtet werden. Vielmehr reagiert die Notöffnungsvorrichtung direkt und im Wesentlichen ohne Verzögerung. Hierdurch wird die Reaktionszeit des Kühlsystems im Fall eines thermischen Durchgehens deutlich verkürzt, so dass eine Kettenreaktion teilweise oder sogar vollständig verhindert werden kann.
Hierbei ist insbesondere vorteilhaft, dass für die Funktion der Notkühlung keinerlei aktive Komponenten, Sensoren oder andere elektrische Bauelemente benötigt werden. Für die Funktion der Notkühlung bedarf es auch keinerlei zusätzliche elektrische Energie.
Der Durchlass kann dabei einen kreisförmigen, elliptischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Zudem kann er auch konisch ausgebildet sein.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems umfasst die Notöffnungsvorrichtung eine im Bereich des Durchlasses eingebrachte Kühlmittelaustrittsöffnung und ein die Kühlmittelaustrittsöffnung verschließendes Verschlusselement. Dieses Verschlusselement löst sich beim Einwirken von Druck und/oder Temperatur von der Kühlmittelaustrittsöffnung ab, wodurch die fluidleitende Verbindung zwischen dem Volumen und dem Durchlass gebildet wird und Kühlmittel aus dem Volumen in den Durchlass austreten kann. Das Kühlelement kann plattenförmig ausgebildet sein, wobei der Durchlass durchquerend von einer ersten Kühlerwandung zu einer der ersten Kühlerwandung im Wesentlichen gegenüberliegenden zweiten Kühlerwandung des Kühlelements in dem Kühlelement eingebracht ist. Um die Zuleitung des Kühlmittels vom Volumen des Kühlelements durch die Kühlmittelaustrittsöffnung in den Durchlass und hin zur Energiespeicherzelle zu verbessern, kann die Kühlmittelaustrittsöffnung düsenförmig ausgebildet sein.
Das Verschlusselement der Notöffnungsvorrichtung ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems als Stopfen ausgebildet. Dabei kann der Stopfen als separates Bauteil hergestellt sein, welches während der Endfertigung des Kühlelements in die Kühlmittelaustrittsöffnung eingesteckt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems weist der Stopfen einen ersten Abschnitt, der in der Kühlmittelaustrittsöffnung angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der die Kühlmittelaustrittsöffnung zumindest abschnittsweise überdeckt. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems sieht vor, dass der zweite Abschnitt die Kühlmittelaustrittsöffnung auf einer dem Durchlass zugewandten Außenseite der Wandung zumindest abschnittsweise überdeckt. Durch die Einwirkung von Temperatur kann der Stopfen in diesem Fall durch beispielsweise Schmelzen von der Kühlmittelaustrittsöffnung abgelöst werden.
Im Gegensatz dazu sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems vor, dass der zweite Abschnitt die Kühlmittelaustrittsöffnung auf einer dem Volumen zugewandten Innenseite der Wandung zumindest abschnittsweise überdeckt. Ist der zweite Abschnitt auf einer dem Volumen zugewandten Innenseite der Wandung angeordnet, so kann der Stopfen durch die Einwirkung von Druck in das Volumen des Kühlelements eingedrückt und/oder durch die Einwirkung von Wärme geschmolzen werden.
Das Verschlusselement ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems als Einsatz ausgebildet, der abschnittsweise die Wandung des Kühlelements bildet und den Durchlass begrenzt. In diesem Fall kann der Einsatz ebenfalls als separates Bauteil gefertigt werden und in den Durchlass des Kühlelements bei der Endfertigung des Kühlsystems eingesetzt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems sieht vor, dass der Einsatz als Hohlkörper ausgebildet ist. Dieser Hohlkörper weist eine Grundfläche mit einer ersten Hohlkörperöffnung, eine Deckfläche mit einer zweiten Hohlkörperöffnung und einen die Grundfläche und die Deckfläche miteinander verbindenden Mantel auf. Die Grundfläche, die Deckfläche und der Mantel definieren einen Innenbereich des Hohlkörpers. Aus dem Mantel sind bei dieser Ausgestaltung die Hohlkörperöffnungen im Wesentlichen umlaufende Rasteinheiten ausgebildet, wobei die Rasteinheiten auf einer dem Innenbereich abgewandten Mantelaußenseite ausgebildet sind und wobei zwischen den Rasteinheiten zumindest ein die Kühlmittelaustrittsöffnung im Wesentlichen überdeckender Schmelzbereich angeordnet ist.
Der Einsatz wird hierbei derart in den Durchlass eingeführt, bzw. eingesteckt, dass die erste Hohlkörperöffnung im Bereich einer ersten Durchlassöffnung und die zweite Hohlkörperöffnung im Bereich einer zweiten Durchlassöffnung des Durchlasses angeordnet sind. Die Deckfläche und/oder die Grundfläche schließen vorzugsweise im Wesentlichen bündig mit einer auf beiden Seiten des Durchlasses angrenzenden Kühlerwandung des Kühlelements ab. Im Wesentlichen bündig bedeutet, dass der Mantel des Hohlkörpers im Bereich der Deckfläche und/oder der Grundfläche gar nicht oder nur geringfügig aus dem Durchlass hervorsteht. Hierdurch kann vermieden werden, dass zwischen dem Kühlsystem und den Energiespeicherzellen des Energiespeichers ein zu großer Abstand bzw. Hohlraum entsteht, der die Wärmeableitung von den Energiespeicherzellen zu dem Kühlsystem während der Standardkühlung des Energiespeichers behindern würde.
Zur leichteren Einsteckbarkeit des als Hohlkörper ausgebildeten Einsatzes in den Durchlass kann der Hohlkörper aus elastomerem Kunststoff ausgebildet sein.
Die Grundfläche und die Deckfläche des Einsatzes sind unabhängig voneinander vorzugsweise kreisförmig, elliptisch oder rechteckig. Sind sowohl die Grundfläche als auch die Deckfläche kreisförmig ausgebildet, so kann der Einsatz zylinderförmig ausgebildet sein. Die Form der Grundfläche und der Deckfläche wird dabei in Abhängigkeit von der Geometrie des Durchlasses gewählt. Weist der Durchlass eine zylindrische und/oder konische Form auf, so wird ein Einsatz in Form eines Hohlzylinders in den Durchlass eingesteckt.
Im Schmelzbereich weist der Mantel vorzugsweise eine verringerte Wandstärke auf, die ein Schmelzen oder Aufbrechen des Mantels im Schmelzbereich erleichtert. Der Schmelzbereich umläuft den Mantel des Einsatzes vorzugsweise teilweise oder vollständig. Handelt es sich bei dem Einsatz um einen Hohlzylinder, so kann der Schmelzbereich zwischen den beiden Rastelementen rotationssymmetrisch oder segmentweise um den Umfang des Hohlzylinders verteilt sein. Weiterhin kann der Mantel des Einsatzes im Schmelzbereich eine Verjüngung aufweisen, so dass der Schmelzbereich eine exponierte Lage im Durchlass einnimmt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems sieht vor, dass die Rasteinheit eine im Wesentlichen senkrecht zur Mantelaußenseite vorstehende und den Mantel umlaufende Auskragung sowie zumindest ein elastisch verformbares Rastelement aufweist. Die Auskragung und das Rastelement bilden eine Aufnahme für einen entweder die erste oder die zweite Durchlassöffnung umschließenden Rand der Wandung aus. Bei der Endfertigung des Kühlelements wird der Einsatz durch die erste oder die zweite Durchlassöffnung in den Durchlass eingesteckt. Um zu verhindern, dass das Rastelement während des Einsteckens an dem die jeweilige Durchlassöffnung umschließenden Rand hängen oder in der Durchlassöffnung feststecken bleibt, kann das Rastelement aufgrund seiner Elastizität beim Durchtritt durch die jeweilige Durchlassöffnung deformiert werden. Nach dem Durchtritt durch die jeweilige Durchlassöffnung nimmt es wieder seine ursprüngliche Form an. Somit erleichtert die elastische Verformbarkeit des Rastelements das Einstecken des Hohlkörpers in den Durchlass. Nachdem der die jeweilige Durchlassöffnung umschließende Rand in der Aufnahme, d.h. zwischen der Auskragung und dem Rastelement aufgenommen wurde, wird er von dem Rastelement dichtend gegen die Auskragung gepresst, so dass kein Kühlmittel aus dem Volumen des Kühlelements über die Rasteinheit austreten kann.
Das Rastelement kann als biegeelastischer Rastkragen ausgebildet sein, der den Mantel des Hohlkörpers teilweise oder vollständig umschließt. Hierdurch wird ein optimaler Sitz des Hohlkörpers im Durchlass erreicht.
Die Dichtigkeit zwischen dem Einsatz und dem Durchlass des Kühlelements kann dadurch verbessert werden, dass in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems der Auskragung auf einer der Aufnahme zugewandten Seite ein Dichtelement zugeordnet ist. Das Dichtelement kann insbesondere als Dichtring ausgebildet sein. Die Auskragung kann auf einer der Aufnahme zugewandten Seite eine den Mantel umlaufende Nut aufweisen, in welche das Dichtelement eingesetzt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriespeichers sind die Energiespeicherzellen und das Kühlsystems solcherart zueinander angeordnet, dass sich die zweite Hohlkörperöffnung des in den Durchlass eingesteckten Einsatzes auf einer der Sicherungsöffnung zugewandten Seite des Kühlelements befindet. In diesem Fall ist die erste Hohlkörperöffnung auf einer der Sicherungsöffnung abgewandten Seite des Kühlelements angeordnet. Somit wird ein aus der Sicherungsöffnung austretender Brennstrahl zunächst durch die zweite Hohlkörperöffnung geleitet, passiert daraufhin den Innenbereich des Einsatzes und verlässt letztlich den Einsatz durch die erste Hohlkörperöffnung.
Damit das in dem Volumen enthaltene und unter Druck stehende Kühlmittel bei dem thermischen Durchgehen der Energiespeicherzelle in Richtung der geöffneten Sicherungsöffnung gelenkt werden kann, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems vor, dass die erste Hohlkörperöffnung ein im Vergleich zur zweiten Hohlkörperöffnung geringeres lichtes Maß aufweist. Sofern der Einsatz eine kreisförmige Deckfläche und eine kreisförmige Grundfläche umfasst, weist die erste Hohlkörperöffnung einen im Vergleich zur zweiten Hohlkörperöffnung geringeren Innendurchmesser auf. In beiden Fällen kann der Mantel von der zweiten Hohlkörperöffnung zur ersten Hohlkörperöffnung im Wesentlichen konisch zulaufend ausgebildet sein und eignet sich daher zum Einstecken in einen konisch ausgebildeten Durchlass. Des Weiteren kann der Einsatz im Bereich einer die zweite Hohlkörperöffnung umlaufenden zweiten Rasteinheit eine im Vergleich zu einer die erste Hohlkörperöffnung umlaufenden ersten Rasteinheit größere Außenabmessungen aufweisen.
Um eine erleichterte Einsteckbarkeit des Einsatzes in den Durchlass des Kühlelements zu gewährleisten, weist die erste Rasteinheit in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems ausgehend von der ersten Hohlkörperöffnung entlang des Mantels zunächst ein erstes Rastelement und daran anschließend eine erste Auskragung auf. Im Gegensatz dazu weist die zweite Rasteinheit ausgehend von der zweiten Hohlkörperöffnung entlang des Mantels zunächst eine zweite Auskragung und daran anschließend ein zweites Rastelement auf. Beim Einstecken des Einsatzes von Seiten der zweiten Durchlassöffnung in den Durchlass werden das erste Rastelement und das zweite Rastelement jeweils an den beiden die Durchlassöffnung umgebenden Rändern aufgrund ihrer Elastizität deformiert, bevor die beiden Ränder in die von den Rasteinheiten ausgebildeten Aufnahmen aufgenommen werden und die Rastelemente wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems sieht vor, dass das Verschlusselement aus Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer ausgebildet ist. Insbesondere wenn das Verschlusselement als separates Bauteil ausgebildet ist, welches in den Durchlass eingebracht wird, kann es als Spritzgussformteil ausgebildet sein.
Die Wandung des Kühlelements ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems aus Metall, vorzugsweise aus Blech ausgebildet. Alternativ kann die Wandung des Kühlelementes auch aus Kunststoff ausgebildet sein.
Die Wandung des Kühlelements kann dabei zumindest zwei Bleche aus Metall, insbesondere Aluminium, oder einer Metalllegierung umfassen, die vorzugsweise im Bereich des Durchlasses, insbesondere im Bereich der Kühlmittelaustrittsöffnung durch beispielsweise Schweißen miteinander verbunden sind. Zumindest ein erstes Blech kann zur Ausbildung des Durchlasses umgeformt oder spanend bearbeitet sein.
Weiterhin kann das Kühlelement auch als Schlauchkühler ausgebildet sein, der auf einem Schlauchträger angeordnet ist. In diesem Fall weist der Schlauchträger einen zu dem Durchlass des Schlauchkühlers komplementären Durchlass auf. Das bedeutet, dass sich der Durchlass durch den Schlauchkühler und den Schlauchträger hindurch erstreckt. Der Schlauchkühler ist vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere synthetischem Kautschuk ausgebildet. Der Schlauchträger kann aus spritzgegossenem Kunststoff ausgebildet sein und dient zur Stabilisierung des Schlauchkühlers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems sind das Verschlusselement und die Wandung einteilig ausgebildet. Einteilig bedeutet, dass das Verschlusselement und die Wandung des Kühlelements aus demselben Material ausgebildet sind oder dass die Wandung eine Kühlmittelaustrittsöffnung aufweist, an welche das Verschlusselement angespritzt wurde. Dieses Verschlusselement ist durch die Einwirkung von Wärme und/oder Druck von der Wandung ablösbar, um die Kühlmittelaustrittsöffnung in der Wandung während einer Notkühlung der Energiespeicherzellen zu öffnen.
Ein anderer Aspekt der Erfindung sieht einen Energiespeicher vor, der eine Vielzahl an Energiespeicherzellen und ein Kühlsystem umfasst. Die Energiespeicherzellen weisen jeweils ein Zellgehäuse und zumindest eine dem Zellgehäuse zugeordnete Sicherungsöffnung auf. Das Kühlsystem weist zumindest die zuvor genannten Merkmale des erfindungsgemäßen Kühlsystems auf oder ein oder mehrere Merkmale, welche Gegenstand von vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kühlsystems sind. Die Sicherungsöffnung ist jeweils einem Durchlass eines Kühlelements des Kühlsystems zugeordnet. Die Sicherungsöffnung kann als Berstsicherung, insbesondere als Berstmembran oder Berstscheibe ausgebildet sein. Bei der Berstsicherung handelt es sich um eine Sollbruchstelle im Zellgehäuse der Energiespeicherzelle, die die Energiespeicherzelle vor erhöhtem Zelleninnendruck schützt, indem sie bei Erreichen eines kritischen Zelleninnendrucks zerbirst und so ein unkontrolliertes Aufbrechen bzw. Bersten des Zellgehäuses verhindert. Ein solcher Überdruck kann beispielsweise durch eine Entzündung oder eine gasbildende Zersetzung eines in der Energiespeicherzelle enthaltenen Lösungsmittelgemischs entstehen. Wenn die Berstsicherung durch einen erhöhten Zelleninnendruck zerbirst, dann kann im Brandfall der Energiespeicherzelle ein Brennstrahl kontrolliert an dieser Stelle aus dem Zellgehäuse austreten. Indem die Sicherungsöffnung dem Durchlass zugeordnet ist, kann dieser Brennstrahl daraufhin durch den Durchlass hindurchtreten und abgeleitet werden. Beim Durchtritt des Brennstrahls durch den Durchlass wird die Notöffnungsvorrichtung geöffnet und ermöglicht somit eine Notkühlung der thermisch durchgehenden Energiespeicherzelle. Ein solcher Energiespeicher weist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Energiespeichern den Vorteil auf, dass kein zusätzliches Notkühlsystem neben dem Standardkühlsystem in dem Energiespeicher verbaut werden muss. Wie bereits zuvor erwähnt, lässt sich dadurch das Gesamtgewicht des Energiespeichers deutlich reduzieren. Vorzugsweise sind die Energiespeicherzellen des Energiespeichers auf dem Kühlsystem angeordnet. Dabei kann zwischen den Energiespeicherzellen und dem Kühlsystem eine Wärmeleitpaste zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit von den Energiespeicherzellen zum Kühlsystem eingebracht sein. Die Energiespeicherzellen sind vorzugsweise als wiederaufladbare Batteriezellen, insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildet. Im letztgenannten Fall ist der Energiespeicher somit eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie als Energiespeicher begrenzt. Der Energiespeicher kann als Antriebsbatterie in Kraftfahrzeugen oder als sonstiger, temporärer Energiespeicher verwendet werden. Weiterhin kann der Energiespeicher auch mehrere Kühlsysteme umfassen. Sofern eine Notöffnungsvorrichtung aufgrund eines thermischen Durchgehens einer Energiespeicherzelle geöffnet und das in dem Volumen enthaltene Kühlmittel der betroffenen Energiespeicherzelle zumindest teilweise zugeleitet worden ist, weist ein dieser Energiespeicherzelle zugeordnetes erstes Kühlsystem keine ausreichende Kühlkapazität mehr für die Standardkühlung der weiteren, diesem Kühlsystem zugeordneten, noch intakten Energiespeicherzellen auf. Indem der Energiespeicher neben diesem ersten Kühlsystem noch weitere Kühlsysteme umfasst, können die diesen weiteren Kühlsystemen zugeordneten Energiespeicherzellen immer noch ausreichend standardgekühlt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energiespeichers sieht vor, dass die Energiespeicherzellen auf dem Kühlelement, insbesondere dem plattenförmigen Kühlelement derart zueinander angeordnet sind, dass eine Längsachse der Energiespeicherzellen im Wesentlichen senkrecht zu einer Kühlfläche des Kühlelements steht. Die Sicherungsöffnung ist in diesem Fall an einer Kontaktfläche zwischen der jeweiligen Energiespeicherzelle und dem Kühlelement angeordnet. Der Energiespeicher kann einen Rahmen, bzw. ein rahmenartiges Energiespeichergehäuse aufweisen, welches die Energiespeicherzellen in ihrer Gesamtheit umschließt und einen wärmeleitenden Kontakt zwischen den Energiespeicherzellen und dem Kühlelement insbesondere während der Standardkühlung des Energiespeichers sicherstellen.
Die Energiespeicherzellen können zylindrisch, prismatisch oder als Pouch-Zellen ausgebildet sein.
Einige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kühlsystems, bzw. des erfindungsgemäßen Energiespeichers werden nachfolgend anhand der

Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems als schematische Schnittdarstellung;
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems als schematische Schnittdarstellung;
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems als schematische Schnittdarstellung;
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems als schematische Schnittdarstellung;
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Energiespeichers, der ein Kühlsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, als schematische Schnittdarstellung.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems 1 als schematische Schnittdarstellung mit einem darüber in Teilansicht gezeigten Zellboden 2 eines Energiespeichers. Das Kühlsystem umfasst ein Kühlelement 3, das eine Wandung 31 und ein von der Wandung 31 begrenztes und mit einem Kühlmittel durchströmten Volumen 32 aufweist.
Das Kühlelement 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kühlerplatte aus Kunststoff ausgebildet und weist eine obere Kühlerwandung 33, eine untere Kühlerwandung 34 und einen die obere Kühlerwandung 33 und die untere Kühlerwandung 34 miteinander verbindenden, das Kühlelement 3 durchquerenden, Durchlass 4 auf. Der Durchlass 4 umfasst eine erste Durchlassöffnung 41 und eine zweite Durchlassöffnung 42, die beide im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet sind. Beide Durchlassöffnungen 41, 42 werden von einem Rand 411, 421 umschlossen. Die erste Durchlassöffnung 41 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen im Vergleich zur zweiten Durchlassöffnung 42 geringeren Innendurchmesser auf. Aufgrund dessen ist der Durchlass 4 von der zweiten Durchlassöffnung 42 zur ersten Durchlassöffnung 41 konisch zulaufend ausgebildet.
Weiterhin weist das Kühlsystem 1 eine Notöffnungsvorrichtung auf. Diese Notöffnungsvorrichtung umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine an dem Kühlelement 3 im Bereich des Durchlasses 4 angeordnete Kühlmittelaustrittsöffnung 5 und ein diese Kühlmittelaustrittsöffnung 5 verschließendes Verschlusselement 6 auf. Die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel geschlossen, kann jedoch im Fall eines thermischen Durchgehens der Energiespeicherzelle geöffnet werden. Das Verschlusselement 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Einsatz aus spritzgegossenem Kunststoff, der als Hohlkörper ausgebildet ist. Dieser Einsatz 6 weist eine Grundfläche 61, eine Deckfläche 62 und einen die Grundfläche 61 und die Deckfläche 62 miteinander verbindenden Mantel auf. Die Grundfläche 61 und die Deckfläche 62 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet. Die Grundfläche 61, die Deckfläche 62 und der Mantel 63 definieren einen Innenbereich 64 des Hohlkörpers 6. Die Grundfläche 61 weist eine erste Hohlkörperöffnung 611 und die Deckfläche 62 eine zweite Hohlkörperöffnung 621 auf, wobei die erste Hohlkörperöffnung 611 einen im Vergleich zur zweiten Hohlkörperöffnung 621 geringeren Innendurchmesser aufweist. Somit ist der Einsatz 6 ebenfalls annähernd konisch ausgebildet.
Auf einer dem Innenbereich 64 abgewandten Mantelaußenseite umfasst der Mantel 63 die erste Hohlkörperöffnung 611 und die zweite Hohlkörperöffnung 621 umlaufende Rasteinheiten 7, 8. Zwischen den Rasteinheiten 7, 8 weist der Mantel 63 einen Schmelzbereich 631 auf. Dieser Schmelzbereich 631 überdeckt hierbei die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 vollständig und verläuft radialsymmetrisch um den Umfang des Mantels 63 (in 1 nicht dargestellt). Durch Einwirkung von Wärme auf den Schmelzbereich 631 im Fall eines thermischen Durchgehens der Energiespeicherzelle schmilzt dieser Schmelzbereich 631 und öffnet damit die Kühlmittelaustrittsöffnung 5.
Die Rasteinheiten 7, 8 weisen jeweils eine senkrecht zur Mantelaußenseite vorstehende und den Mantel 63 umlaufende Auskragung 71, 81 und jeweils ein elastisch verformbares Rastelement 72, 73 auf. Jeweils eine der Auskragungen 71, 81 und jeweils eines der elastisch verformbaren Rastelemente 72, 82 bilden eine Aufnahme 73, 83 für den entweder die erste Durchlassöffnung 41 oder die zweite Durchlassöffnung 42 umschließenden Rand 411, 421 aus. Die erste Rasteinheit 7 umfasst ausgehend von der ersten Hohlkörperöffnung 611 entlang des Mantels 63 zunächst das erste Rastelement 72 und daran anschließend die erste Auskragung 71 auf. Im Gegensatz dazu weist die zweite Rasteinheit 8 ausgehend von der zweiten Hohlkörperöffnung 621 entlang des Mantels 63 zunächst die zweite Auskragung 81 und daran anschließend das zweite Rastelement 82 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden elastisch verformbaren Rastelemente 72, 82 als biegeelastischer Rastkragen ausgebildet, der den Mantel 63 des Hohlkörpers 6 vollständig umschließt.
Damit kein Kühlmittel im Bereich der Rasteinheiten 7, 8 aus dem Volumen 32 des Kühlelements 3 austreten kann, umfassen beide Auskragungen 71, 81 auf einer den Aufnahmen 73, 83 zugewandten Seite jeweils ein als Dichtring ausgebildetes Dichtelement 9, 10, das in eine den Mantel 63 in diesem Bereich umlaufende Nut 91, 101 eingesetzt ist.
Findet ein thermisches Durchgehen in der Energiespeicherzelle statt, so führt dies zu einem Druck- und Temperaturanstieg im Volumen dieser Energiespeicherzelle. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Zellboden 2 dieser Energiespeicherzelle eine Sicherungsöffnung 21 auf, wobei die Sicherungsöffnung 21 dem Durchlass 4 zugeordnet ist. Genauer gesagt, sind die Sicherungsöffnung 21 und der Durchlass 4 und damit der Hohlkörperinnenbereich fluchtend zueinander angeordnet.
Die Sicherungsöffnung 21 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Berstmembran ausgebildet. Übersteigen der Druck und die Temperatur einen kritischen Wert, so zerbirst diese Sicherungsöffnung 21 und es kommt zu einem Austreten eines Brennstrahls aus dem Innenbereich der Energiespeicherzelle. Dieser Brennstrahl tritt zunächst durch die zweite Hohlkörperöffnung 621, passiert daraufhin den Hohlkörperinnenbereich 64 und verlässt den Hohlkörper über die erste Hohlkörperöffnung 611.
Aufgrund der hohen Temperatur des Brennstrahls kommt es im Schmelzbereich 631 des Mantels 63 zu einem Schmelzen des Kunststoffes. Hierdurch wird die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 geöffnet und das Kühlmittel tritt aus dem Volumen 32 über die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 in den Durchlass 4 aus.
Um ein Schmelzen des Kunststoffes im Schmelzbereich 631 zu erleichtern, weist der Mantel 63 im Schmelzbereich 631 eine Verjüngung auf. Damit das unter Druck stehende Kühlmittel gezielt in Richtung des Zellbodens 2 geleitet werden kann, weist die erste Hohlkörperöffnung 611 einen im Vergleich zur zweiten Hohlkörperöffnung 621 geringeren Innendurchmesser auf.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlsystems 1 als schematische Schnittdarstellung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Kühlelement 3 als Schlauchkühler ausgebildet ist.
Dieses als Schlauchkühler ausgebildete Kühlelement 3 ist auf einem Schlauchträger 11 aufgebracht, so dass der Schlauchträger 11 den Schlauchkühler 3 stützt. Der Durchlass 4 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel durch den Schlauchkühler 3 und den Schlauchträger 11. Der Schlauchkühler 3 umfasst ebenfalls eine Wandung 31, die das Kühlmittel durchströmte Volumen 32 begrenzt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Wandung 31 und das Verschlusselement 12 einteilig aus elastomerem Werkstoff, vorliegend aus synthetischem Kautschuk ausgebildet. Das Verschlusselement 12 ist dabei derart im Bereich des Durchlasses 4 angeordnet, dass es sich beim Kontakt mit dem Brennstrahl von der Wandung 31 ablöst bzw. abschmilzt und die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 öffnet. Die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel radialsymmetrisch um den Umfang des Durchlasses 4 verteilt (in 2 nicht dargestellt).
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlsystems 1 als Schnittdarstellung. Dieses dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel und dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Kühlelement 3 als Kühlerplatte aus zwei Blechen 13, 14 aus Aluminium ausgebildet ist, die im Bereich ihres Stoßes bzw. ihrer Verbindungsstelle 15 miteinander stoffschlüssig durch Schweißen verbunden sind.
Die erste Kühlerplatte 13 weist im Bereich des Durchlasses 4 eine Kühlmittelaustrittsöffnung 5 auf, die mit einem als Stopfen ausgebildeten Verschlusselement 16 verschlossen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Stopfen 16 aus Kunststoff ausgebildet. Der Stopfen 16 weist einen ersten Abschnitt 161, der in der Kühlmittelaustrittsöffnung 5 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 162 auf, der die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 vollständig überdeckt. Der zweite Abschnitt 162 des Stopfens 16 ist dabei auf einer dem Volumen 32 zugewandten Innenseite der Wandung 31 angeordnet.
Im Fall eines thermischen Durchgehens der Energiespeicherzelle und einen damit verbundenen Austritt des Brennstrahls aus der geöffneten Sicherungsöffnung 21 in den Durchlass 4 wird durch den dadurch auf den Stopfen 16 einwirkenden Druck der Stopfen 16 in das Volumen 32 des Kühlelements 3 eingedrückt.
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlsystems 1 als Schnittdarstellung. Dieses vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der zweite Abschnitt 162 des Stopfens 16 auf einer dem Durchlass zugewandten Außenseite der Wandung 31 die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 vollständig überdeckt. Im Fall eines thermischen Durchgehens der Energiespeicherzelle und einem damit verbundenen Austritt des Brennstrahls aus der geöffneten Sicherungsöffnung 21 in den Durchlass 4 wird durch die dadurch auf den Stopfen 16 einwirkende Wärme des Brennstrahls der Stopfen 16 geschmolzen und die Kühlmittelaustrittsöffnung 5 geöffnet.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 17. Dieser Energiespeicher 17 umfasst ein Kühlsystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, auf welchem eine Vielzahl von Energiespeicherzellen 18, 19 derart zueinander angeordnet, so dass eine Längsachse der Energiespeicherzellen 18, 19 im Wesentlichen senkrecht zu einer Kühlfläche des als Kühlerplatte ausgebildeten Kühlelements 3 steht (die vorliegende 4 zeigt nur zwei der Energiespeicherzellen).
Jede Energiespeicherzelle 18, 19 wird von einem Zellgehäuse 181, 191 umschlossen, wobei der Zellboden 2 ein Teil dieses Zellgehäuses 181, 191 ist. Im fehlerfreien Betrieb des Energiespeichers wird jede Energiespeicherzelle 18, 19 entlang der Kühlfläche vom Kühlsystem 1 gekühlt. Das bedeutet, dass das Kühlsystem 1 als Standardkühlung für den Energiespeicher 17 dient.
Zur Verbesserung der Kühlleistung kann zwischen dem Zellboden 2 und dem Kühlelement 3 eine Wärmeleitpaste eingebracht sein. Diese Wärmeleitpaste sollte die jeweiligen Durchlässe 4, in welchem der Einsatz 6 angeordnet ist, nicht verstopfen.
Die Energiespeicherzellen 18, 19 und das Kühlsystem 1 sind von einem Energiespeichergehäuse 22 umschlossen, welches einen wärmeleitenden Kontakt zwischen den Energiespeicherzellen 18, 19 und der Kühlfläche des Kühlsystems 1 sicherstellt. Das Energiespeichergehäuse 22 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel rahmenartig ausgebildet. Jede Energiespeicherzelle 18, 19 weist eine Sicherungsöffnung 21 im Bereich ihres Zellbodens 2 auf. Für das Zusammenwirken des Energiespeichers 17 und des Kühlsystems 1 während eines thermischen Durchgehens der Energiespeicherzelle 18, 19 ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wesentlich, dass die Sicherungsöffnung 21 jeder Energiespeicherzelle 18, 19 und der jeweilige Durchlass 4 fluchtend zueinander angeordnet sind. Somit kann das Kühlsystem 1 den Energiespeicher 17 bzw. die in ihm enthaltenen Energiespeicherzellen 18, 19 sowohl im fehlerfreien Betrieb des Energiespeichers 17 als auch während einer Notkühlung einer oder mehrerer Energiespeicherzellen bei dem thermischen Durchgehen optimal kühlen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Energiespeicherzellen 18, 19 als wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildet. Somit handelt es sich bei dem Energiespeicher 17 um eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie.
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 202007011578 U1 [0009]
WO 2011054582 A1 [0010]

Claims

Kühlsystem (1) für einen Energiespeicher, umfassend zumindest ein Kühlelement (3), welches eine Wandung (31) und ein von der Wandung (31) begrenztes und mit einem Kühlmittel durchströmbares Volumen (32) aufweist, wobei in das Kühlelement (3) zumindest ein Durchlass (4) eingebracht ist, welcher durch die Wandung (31) von dem Volumen (32) zumindest teilweise getrennt ist, wobei dem Durchlass (4) eine Notöffnungsvorrichtung zugeordnet ist, welche sich bei Einwirkung von Wärme und/oder Druck öffnet und dadurch eine strömungsleitende Verbindung zwischen dem Volumen (32) und dem Durchlass (4) herstellt.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notöffnungsvorrichtung eine im Bereich des Durchlasses (4) eingebrachte Kühlmittelaustrittsöffnung (5) und ein die Kühlmittelaustrittsöffnung (5) verschließendes Verschlusselement (6, 12, 16) umfasst.
Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement als Stopfen (16) ausgebildet ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (16) einen ersten Abschnitt (161), welcher in der Kühlmittelaustrittsöffnung (5) angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt (162) aufweist, welcher die Kühlmittelaustrittsöffnung (5) zumindest abschnittsweise überdeckt.
Kühlsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (162) die Kühlmittelaustrittsöffnung (5) auf einer dem Durchlass (4) zugewandten Außenseite der Wandung (32) zumindest abschnittsweise überdeckt.
Kühlsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (162) die Kühlmittelaustrittsöffnung (5) auf einer dem Volumen (32) zugewandten Innenseite der Wandung (3) zumindest abschnittsweise überdeckt.
Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement als Einsatz (6) ausgebildet ist, welcher abschnittsweise die Wandung (31) des Kühlelements (3) bildet und den Durchlass (4) begrenzt.
Kühlsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (6) als ein den Durchlass (4) durchquerenden Hohlkörper ausgebildet ist, welcher eine Grundfläche (61) mit einer ersten Hohlkörperöffnung (611), eine Deckfläche (62) mit einer zweiten Hohlkörperöffnung (621) und einen die Grundfläche (61) und die Deckfläche (62) miteinander verbindenden Mantel (63) umfasst, wobei die Grundfläche (61), die Deckfläche (62) und der Mantel (63) einen Innenbereich (64) des Hohlkörpers (6) definieren und wobei aus dem Mantel (63) die Hohlkörperöffnungen (611, 621) im Wesentlichen umlaufende Rasteinheiten (7, 8) ausgebildet sind, wobei die Rasteinheiten (7, 8) auf einer dem Innenbereich (64) abgewandten Mantelaußenseite ausgebildet sind und wobei zwischen den Rasteinheiten (7, 8) zumindest ein die Kühlmittelaustrittsöffnung (5) im Wesentlichen überdeckender Schmelzbereich (631) angeordnet ist.
Kühlsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinheit (7, 8) eine im Wesentlichen senkrecht zur Mantelaußenseite vorstehende und den Mantel (63) umlaufende Auskragung (71, 81) sowie zumindest ein elastisch verformbares Rastelement (72, 82) aufweist, wobei die Auskragung (71, 81) und das Rastelement (72, 82) eine Aufnahme (73, 83) für einen Rand (411, 421) ausbilden, der entweder eine erste Durchlassöffnung (41) oder eine zweite Durchlassöffnung (42) des Durchlasses (4) umschließt.
Kühlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Auskragung (71, 81) auf einer der Aufnahme (73, 83) zugewandten Seite eine Dichtelement (9, 10) zugeordnet ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hohlkörperöffnung (611) ein im Vergleich zur zweiten Hohlkörperöffnung (621) geringeres lichtes Maß aufweist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (6, 12, 16) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (31) des Kühlelements (3) aus Metall oder aus Kunststoff ausgebildet ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (12) und die Wandung (31) des Kühlelements (3) einteilig ausgebildet sind, wobei das Verschlusselement (12) zur Herstellung der strömungsleitenden Verbindung zwischen dem Volumen (32) und dem Durchlass (4) durch Einwirkung von Wärme und/oder Druck von der Wandung (31) ablösbar ist.
Energiespeicher (17), umfassend eine Vielzahl von Energiespeicherzellen (18, 19), die jeweils ein Zellgehäuse (181, 191) und zumindest eine dem Zellgehäuse (181, 191) zugeordnete Sicherungsöffnung (21) aufweisen und zumindest ein Kühlsystem (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sicherungsöffnung (21) jeweils einem Durchlass (4) eines Kühlelements (3) des Kühlsystems (1) zugeordnet ist.