DE102019122753A1 - Battery module carrier - Google Patents

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Michael Quast
Jan Theising
Friedrich Wilhelm Speckens
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batteriemodulträger sowie eine Batterie, umfassend zumindest einen Batteriemodulträger.
Der erfindungsgemäße Batteriemodulträger (1) umfasst einen Flansch (2) und einen Steg (3), welche jeweils mehrere Kühlkanäle (4) umfassen, durch die eine Kühlflüssigkeit (5) strömen kann, wobei der Flansch (2) und der Steg (3) einen T-Trägerkörper bilden, und die Kühlkanäle (4) des Flanschs (2) und des Stegs (3) an einer Stirnseite des T-Trägerkörpers miteinander so verbunden sind, dass die Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen (4) des Flanschs (2) zu der Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen (4) des Steg (3) gegenläufig ist.

Figure DE102019122753A1_0000
The invention relates to a battery module carrier and a battery comprising at least one battery module carrier.
The battery module carrier (1) according to the invention comprises a flange (2) and a web (3) which each comprise a plurality of cooling channels (4) through which a cooling liquid (5) can flow, the flange (2) and the web (3) form a T-carrier body, and the cooling channels (4) of the flange (2) and the web (3) on one end side of the T-carrier body are connected to each other so that the liquid flow in the cooling channels (4) of the flange (2) the liquid flow in the cooling channels (4) of the web (3) is in opposite directions.
Figure DE102019122753A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Batteriemodulträger sowie eine Batterie, umfassend zumindest einen Batteriemodulträger.The invention relates to a battery module carrier and a battery comprising at least one battery module carrier.

Die DE 10 2013 107 668 A1 offenbart eine Batterie mit einem Zell- oder Modulträger, mit welchem eine Batteriezelle oder ein aus mehreren gestapelten Batteriezellen bestehendes Batteriemodul thermisch verbunden ist, wobei der Zell- oder Modulträger einen Kühlkanal aufweist.The DE 10 2013 107 668 A1 discloses a battery having a cell or module carrier to which a battery cell or a battery module consisting of a plurality of stacked battery modules is thermally connected, wherein the cell or module carrier has a cooling channel.

Der erfindungsgemäße Batteriemodulträger umfasst einen Flansch und einen Steg, welche jeweils mehrere Kühlkanäle umfassen, durch die eine Kühlflüssigkeit strömen kann, wobei der Flansch und der Steg einen T-Trägerkörper bilden, und die Kühlkanäle des Flanschs und des Stegs an einer Stirnseite des T-Trägerkörpers miteinander so verbunden sind, dass die Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen des Flanschs zu der Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen des Stegs gegenläufig ist.The battery module carrier according to the invention comprises a flange and a web, each of which comprises a plurality of cooling channels through which a cooling liquid can flow, wherein the flange and the web form a T-carrier body, and the cooling channels of the flange and the web at an end face of the T-carrier body connected to each other so that the liquid flow in the cooling channels of the flange to the liquid flow in the cooling channels of the web is in opposite directions.

Der Batteriemodulträger hat die Funktion Batteriezellen zu tragen. Entsprechend ist der Batteriemodulträger so ausgebildet, dass eine oder mehrere Batteriezellen auf ihm angeordnet und verschaltet werden können. Die Kombination aus Batteriemodulträger und verschalteten Batteriezellen wird hier als Batteriemodul verstanden. Das Batteriemodul kann als Komponente in einer Batterie eingesetzt werden.The battery module carrier has the function of carrying battery cells. Accordingly, the battery module carrier is designed so that one or more battery cells can be arranged and interconnected on it. The combination of battery module carrier and interconnected battery cells is understood here as a battery module. The battery module can be used as a component in a battery.

Dadurch, dass die Kühlflüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen des Flanschs und Stegs gegenläufig ist, kann eine homogene Kühlung erreicht werden. Bei einer Bestückung mit Batteriezellen längs des Batteriemodulträgers können diese gleichmäßig gekühlt werden. Da die Funktionalität und Lebensdauer vieler Batteriezelltypen eine starke Temperaturabhängigkeit aufweist, ist eine gleichmäßige Kühlung aller Batteriezellen eines Batteriemoduls vorteilhaft.Because the coolant flow in the cooling channels of the flange and web is in opposite directions, homogeneous cooling can be achieved. When equipped with battery cells along the battery module carrier they can be cooled evenly. Since the functionality and lifetime of many battery cell types has a strong temperature dependence, a uniform cooling of all battery cells of a battery module is advantageous.

Vorzugsweise umfasst der Flansch oder Steg einen Flüssigkeitsumlenkbereich, oder der Flansch und der Steg umfassen jeweils einen Flüssigkeitsumlenkteilbereich, wobei sich die Flüssigkeitsumlenkteilbereiche zu einem Flüssigkeitsumlenkbereich zusammensetzen. Der Flüssigkeitsumlenkbereich ist derart ausgebildet, dass die Kühlflüssigkeit aus dem Steg in den Flansch oder aus dem Flansch in den Steg umgeleitet und mit einer homogenen Geschwindigkeit und/oder einem homogenen Volumenstrom und/oder einer homogenen Temperatur auf die Kühlkanäle des Flanschs oder Stegs verteilt werden kann.Preferably, the flange or web comprises a liquid deflecting region, or the flange and the web each comprise a liquid deflecting region, the liquid deflecting regions forming a liquid deflecting region. The liquid deflection region is designed such that the cooling liquid can be diverted from the web into the flange or out of the flange into the web and distributed to the cooling channels of the flange or web at a homogeneous velocity and / or a homogeneous volume flow and / or a homogeneous temperature ,

Bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels wird unter homogen verstanden, dass die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in jedem einzelnen Kühlkanal des Stegs oder Flanschs von einem Sollwert im Bereich von 0 m/s bis 10 m/s um weniger als 20 % abweicht.With regard to the flow velocity of the coolant, it is understood homogeneously that the average flow velocity in each individual cooling channel of the web or flange deviates from a target value in the range of 0 m / s to 10 m / s by less than 20%.

Bezüglich des Volumenstroms des Kühlmittels wird unter homogen verstanden, dass der mittlere Volumenstrom in jedem einzelnen Kühlkanal des Stegs oder Flanschs von einem Sollwert im Bereich von 0 l/min bis 15 l/min um weniger als 20 % abweicht.With regard to the volume flow of the coolant, the term homogeneous is understood to mean that the average volume flow in each individual cooling channel of the web or flange deviates from a desired value in the range from 0 l / min to 15 l / min by less than 20%.

Bezüglich der Temperatur des Kühlmittels wird unter homogen verstanden, dass in einer Schnittfläche des Stegs oder Flanschs, welche parallel zur Stirnseite des Trägerkörpers ausgerichtet ist, die mittlere Temperatur des Kühlmittels in jedem Kühlkanal von einem Sollwert im Bereich von -10 bis 60 °C um weniger als 5 °C abweicht.With respect to the temperature of the coolant, it is understood homogeneously that in a sectional area of the land or flange which is aligned parallel to the end face of the support body, the mean temperature of the coolant in each cooling passage decreases from a target value in the range of -10 to 60 ° C than 5 ° C deviates.

Dadurch, dass der Flüssigkeitsumlenkbereich so ausgestaltet ist, dass die Kühlflüssigkeit mit einer homogenen Geschwindigkeit und/oder einem homogenen Volumenstrom und/oder einer homogenen Temperatur auf die Kühlkanäle des Flanschs oder Stegs umgeleitet und verteilt werden kann, wird eine gleichmäßige Wärmeabfuhr und somit Kühlwirkung entlang des gesamten Batteriemodulträgers unterstützt.By virtue of the fact that the liquid deflection region is designed such that the cooling liquid can be diverted and distributed at a homogeneous velocity and / or a homogenous volume flow and / or a homogeneous temperature to the cooling channels of the flange or web, a uniform heat dissipation and thus cooling effect along the supported by the entire battery module carrier.

Vorzugsweise umfasst der Flüssigkeitsumlenkbereich einen Hohlraum, der mit allen Kühlkanälen des Flanschs und des Stegs verbunden ist.Preferably, the liquid deflection region comprises a cavity which is connected to all the cooling channels of the flange and the web.

Dies ermöglicht eine Durchmischung der Kühlflüssigkeit im Flüssigkeitsumlenkbereich, womit eine Homogenisierung der Temperatur und/oder Geschwindigkeit und/oder des Volumenstroms der Kühlflüssigkeit in den Kühlkanälen des Flanschs und/oder Stegs einhergehen kann.This allows thorough mixing of the cooling liquid in the liquid deflection region, with which a homogenization of the temperature and / or velocity and / or the volume flow of the cooling liquid in the cooling channels of the flange and / or web can go hand in hand.

Vorzugsweise ist der Hohlraum im Flüssigkeitsumlenkbereich des erfindungsgemäßen Batteriemodulträgers am Übergang zwischen dem Flansch und dem Steg mit einem Innenwinkel im Bereich von 225° bis 315° und einem Winkelradius im Bereich von 0 mm bis zu einem Wert, welcher der halben Höhe des Stegs entspricht, ausgestaltet.Preferably, the cavity in the liquid deflection region of the battery module carrier according to the invention at the transition between the flange and the web with an internal angle in the range of 225 ° to 315 ° and an angular radius in the range of 0 mm to a value which corresponds to half the height of the web, designed ,

Die Einhaltung dieser Abmessungen ist vorteilhaft um Flüssigkeitsverwirbelungen möglichst zu vermeiden und eine laminare Strömung zu ermöglichen. Somit können Schwankungen in der Geschwindigkeit und/oder dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit in den Kühlkanälen des Flanschs oder Stegs reduziert und eine Strömung mit homogenem Volumenstrom und/oder homogener Geschwindigkeit erzielt werden.Compliance with these dimensions is advantageous to avoid fluid swirling as possible and to allow a laminar flow. Thus, fluctuations in the velocity and / or the volume flow of the cooling liquid in the cooling channels of the flange or web can be reduced and a flow with homogeneous volume flow and / or homogeneous speed can be achieved.

Vorzugsweise bildet die Stirnseite des Hohlraums des Flüssigkeitsumlenkbereichs mit der vertikalen Achse des Trägerkörpers einen Winkel im Bereich von 0° bis 60°.Preferably, the end face of the cavity of the Flüssigkeitsumlenkbereichs with the vertical axis of the support body an angle in the range of 0 ° to 60 °.

Durch diese Ausgestaltung kann das Hohlraumvolumen entlang der Strömungsrichtung an das zu transportierende Flüssigkeitsvolumen angepasst werden. Dadurch kann die Kühlflüssigkeit mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit durch den Flüssigkeitsumlenkbereich strömen. Dies ist vorteilhaft für eine Verteilung der Kühlflüssigkeitsströmung auf die Kühlkanäle des Flanschs oder Stegs mit einer homogenen Geschwindigkeit und/oder einem homogenen Volumenstrom.With this configuration, the void volume along the flow direction can be adapted to the volume of liquid to be transported. This allows the cooling fluid to flow through the fluid deflection area at a uniform rate. This is advantageous for a distribution of the cooling liquid flow to the cooling channels of the flange or web with a homogeneous velocity and / or a homogeneous volume flow.

Eine erfindungsgemäße Batterie umfasst zumindest einen erfindungsgemäßen Batteriemodulträger und eine Vielzahl an Batteriezellen, wobei die Batteriezellen auf beiden Seiten des Stegs des Batteriemodulträgers angeordnet sind.A battery according to the invention comprises at least one battery module carrier according to the invention and a plurality of battery cells, wherein the battery cells are arranged on both sides of the web of the battery module carrier.

Dadurch, dass die Batteriezellen auf beiden Seiten des Stegs angeordnet sind, kann die Oberfläche des Stegs effektiv zur Kühlung genutzt werden. Weiterhin sind in dieser Anordnung, alle Batteriezellen in direktem Kontakt mit dem Flansch und dem Steg des Batteriemodulträgers, was eine homogene Abführung thermischer Energie ermöglicht.The fact that the battery cells are arranged on both sides of the web, the surface of the web can be effectively used for cooling. Furthermore, in this arrangement, all the battery cells are in direct contact with the flange and the bridge of the battery module carrier, which allows a homogeneous dissipation of thermal energy.

Die Batterie eignet sich insbesondere für den Einsatz in Fahrzeugen mit elektrischem oder teilelektrischem Antrieb.The battery is particularly suitable for use in vehicles with electric or semi-electric drive.

Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert.

  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Batteriemod ulträgers.
  • 2A zeigt schematisch einen Flüssigkeitsumlenkbereich des Ausführungsbeispiels in der Frontansicht.
  • 2B zeigt schematisch einen Flüssigkeitsumlenkbereich des Ausführungsbeispiels in der in der Seitenansicht.
  • 2C zeigt schematisch einen Flüssigkeitsumlenkbereich des Ausführungsbeispiels in der Draufsicht.
  • 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterie in der Frontansicht.
Preferred embodiments will be explained in more detail with reference to the following figures.
  • 1 schematically shows an embodiment of a battery modem according to the invention ulträgers.
  • 2A schematically shows a Flüssigkeitsumlenkbereich of the embodiment in front view.
  • 2 B schematically shows a Flüssigkeitsumlenkbereich the embodiment in the in side view.
  • 2C schematically shows a Flüssigkeitsumlenkbereich the embodiment in plan view.
  • 3 schematically shows an embodiment of a battery according to the invention in the front view.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Batteriemodulträgers 1, umfassend einen Flansch 2 und einen Steg 3. Der Flansch 2 und der Steg 3 umfassen jeweils acht Kühlkanäle 4. Die Kühlkanäle 4 sind parallel ausgerichtet und haben den gleichen Querschnitt. Der Flansch 2 und der Steg 3 bilden einen T-Trägerkörper. Je vier Kühlkanäle 4 des Flanschs 2 befinden sich links und rechts des Stegs 3. Durch die Kühlkanäle 4 strömt eine Kühlflüssigkeit 5. Die Kühlkanäle 4 des Flanschs 2 und des Stegs 3 sind an einer Stirnseite des T-Trägerkörpers miteinander so verbunden, dass die Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen 4 des Flanschs 2 zu der Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen 4 des Stegs 3 gegenläufig ist. Dadurch weist der Batteriemodulträger 1 auf seiner gesamten Länge ein gleichmäßiges Wärmeabfuhrvermögen auf. 1 schematically shows an embodiment of a battery module carrier according to the invention 1 comprising a flange 2 and a jetty 3 , The flange 2 and the jetty 3 each include eight cooling channels 4 , The cooling channels 4 are aligned in parallel and have the same cross-section. The flange 2 and the jetty 3 form a T-body. Four cooling channels each 4 of the flange 2 are located on the left and right of the jetty 3 , Through the cooling channels 4 a cooling liquid flows 5 , The cooling channels 4 of the flange 2 and the jetty 3 are connected to one another at one end face of the T-carrier body such that the liquid flow in the cooling channels 4 of the flange 2 to the liquid flow in the cooling channels 4 of the footbridge 3 is in opposite directions. This indicates the battery module carrier 1 along its entire length a uniform heat dissipation on.

Sowohl der Flansch 2 als auch der Steg 3 sind Strangpresserzeugnisse aus Aluminium. Dies erlaubt eine kostengünstige Fertigung des Batteriemodulträgers 1. Die Wände des Flanschs 2 und Stegs 3 weisen aufgrund der Materialwahl eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 170 W/m*K und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Die Wände des Batteriemodulträgers 1 sind 5 mm dick. Dadurch besitzt der Batteriemodulträger 1 eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit um als tragendes Element in einer erfindungsgemäßen Batterie 12 (vergleiche 3) eingesetzt werden zu können.Both the flange 2 as well as the footbridge 3 are extruded aluminum products. This allows a cost-effective production of the battery module carrier 1 , The walls of the flange 2 and footbridge 3 have a high heat conductivity of 170 W / m * K and excellent corrosion resistance due to the choice of materials. The walls of the battery module carrier 1 are 5 mm thick. As a result, the battery module carrier has 1 a sufficient strength and rigidity around as a supporting element in a battery according to the invention 12 (compare 3 ) can be used.

Im Ausführungsbeispiel ist der Batteriemodulträger 1 einteilig. Der Flansch 2 und der Steg 3 bilden ein lückenlos zusammenhängendes Bauteil. Die Verbindung ist eine stoffschlüssige Schweißverbindung mit kantenfreiem Übergang, durch die die Kühlflüssigkeit 5 verwirbelungsfrei und mit homogenem Volumenstrom strömen kann.In the exemplary embodiment, the battery module carrier 1 one piece. The flange 2 and the jetty 3 form a completely coherent component. The connection is a cohesive welded joint with edge-free transition, through which the cooling liquid 5 can flow without turbulence and with a homogeneous volume flow.

Der Flansch 2 und der Steg 3 umfassen jeweils einen Flüssigkeitsumlenkteilbereich. Die Flüssigkeitsumlenkteilbereiche setzen sich zu einem Flüssigkeitsumlenkbereich 9 (siehe 2 A-C) zusammen. Der Flüssigkeitsumlenkbereich 9 verbindet die Kühlkanäle 4 des Flanschs 2 und des Stegs 3. Die Kühlflüssigkeit 5 kann aus den Kühlkanälen 4 des Stegs 3 in den Flüssigkeitsumlenkbereich 9 strömen. Dort kann sie umgeleitet und mit einem homogenen Volumenstrom auf die Kühlkanäle 4 des Flanschs 2 verteilt werden. Dadurch kann im Querschnitt des Flanschs 2 quer zur Flussrichtung des Kühlmittels eine gleichmäßige Kühlwirkung erreicht werden.The flange 2 and the jetty 3 each comprise a liquid deflecting portion. The liquid deflecting portions are set to a liquid deflecting region 9 (please refer 2 AC ) together. The fluid deflection area 9 connects the cooling channels 4 of the flange 2 and the jetty 3 , The coolant 5 can from the cooling channels 4 of the footbridge 3 in the liquid deflection area 9 stream. There, it can be diverted and with a homogeneous volume flow to the cooling channels 4 of the flange 2 be distributed. This can be in the cross section of the flange 2 a uniform cooling effect can be achieved transversely to the flow direction of the coolant.

Der Flüssigkeitsumlenkbereich 9 ist als Hohlraum ausgebildet, der mit allen Kühlkanälen 4 des Flanschs 2 und des Stegs 3 verbunden ist. In diesen Hohlraum kann die Kühlflüssigkeit 5 aus allen Kühlkanälen 4 des Stegs 3 einströmen und sich vermischen. Dadurch können geringe Temperaturunterschiede der Kühlflüssigkeitsanteile aus den einzelnen Kühlkanälen 4 des Stegs 3 ausgeglichen werden.The fluid deflection area 9 is designed as a cavity with all cooling channels 4 of the flange 2 and the jetty 3 connected is. In this cavity, the cooling liquid 5 from all cooling channels 4 of the footbridge 3 pour in and mix. This allows low temperature differences of the coolant components from the individual cooling channels 4 of the footbridge 3 be compensated.

Der Hohlraum weist am Übergang zwischen Flansch 2 und Steg 3 einen Innenwinkel 11 von 270° mit einem Winkelradius von 5 mm auf (vergleiche 2 B). Durch diese Vermeidung scharfer Kanten werden Turbulenzen in der Strömung reduziert. Dadurch kann die umgelenkte Kühlflüssigkeit 5 laminar auf die parallelen Kühlkanäle 4 des Flanschs 2 zuströmen und sich mit homogenem Volumenstrom auf diese verteilen.The cavity points at the transition between the flange 2 and footbridge 3 an interior angle 11 of 270 ° with an angular radius of 5 mm (cf. 2 B) , By avoiding sharp edges, turbulence in the flow is reduced. This allows the deflected coolant 5 laminar on the parallel cooling channels 4 of the flange 2 flow and distribute with homogeneous volume flow to this.

Die Hohlraumstirnseite 16 des Flüssigkeitsumlenkbereichs 9 schließt mit der vertikalen Achse des T-Trägerkörpers einen Winkel von 25° ein (vergleiche 2 A). Dadurch vergrößert sich im Anwendungsbeispiel der Hohlraumquerschnitt entlang der vertikalen Achse in Richtung der Strömung. Diese Querschnittsvergrößerung geht linear mit dem zunehmenden Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 5 im Flüssigkeitsumlenkbereich 9 einher. Dadurch, dass der Hohlraumquerschnitt und der Volumenstrom aneinander angepasst sind, kann die Kühlflüssigkeit 5 im Flüssigkeitsumlenkbereich 9 mit einer konstanten Geschwindigkeit fließen. Dadurch, dass die Kühlkanäle 4 des Flanschs 2 alle denselben Querschnitt haben, begünstigt die konstante Strömungsgeschwindigkeit im Flüssigkeitsumlenkbereich 9 eine gleichmäßige Verteilung der Kühlflüssigkeit 5 auf die parallelen Kühlkanäle 4 des Flanschs 2. Dies ermöglicht der Kühlflüssigkeit 5 die Kühlkanäle 4 des Flanschs 2 mit einem homogenem Volumenstrom zu durchströmen.The cavity front side 16 the Fluidumlenkbereichs 9 closes with the vertical axis of the T-carrier body an angle of 25 ° (see 2 A) , As a result, in the example of use, the cavity cross-section increases along the vertical axis in the direction of the flow. This cross-sectional enlargement is linear with the increasing volume flow of the cooling liquid 5 in the liquid deflection area 9 associated. Due to the fact that the cavity cross-section and the volume flow are adapted to one another, the cooling liquid can 5 in the liquid deflection area 9 to flow at a constant speed. Because of the cooling channels 4 of the flange 2 all have the same cross-section, favoring the constant flow velocity in the liquid deflection area 9 a uniform distribution of the cooling liquid 5 on the parallel cooling channels 4 of the flange 2 , This allows the coolant 5 the cooling channels 4 of the flange 2 to flow through with a homogeneous volume flow.

Der Batteriemodulträger 1 umfasst einen mit den Kühlkanälen 4 verbundenen Einlass 6 und Auslass 7. Diese sind an derselben Stirnseite des T-Trägerkörpers ausgebildet. In einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Batterie 12 ermöglicht dies die Verbindung mit einem Kühlaggregat 15 durch ein kurzes Schlauchstücken 14 (vergleiche 3). Auf diese Weise kann eine platzsparende Anordnung geschaffen werden, welche insbesondere für den Einsatz in elektrischen oder teilelektrischen Fahrzeugen vorteilhaft ist.The battery module carrier 1 includes one with the cooling channels 4 connected inlet 6 and outlet 7 , These are formed on the same front side of the T-body. In one embodiment of the battery according to the invention 12 this allows the connection to a refrigeration unit 15 through a short piece of tubing 14 (compare 3 ). In this way, a space-saving arrangement can be created, which is particularly advantageous for use in electric or semi-electric vehicles.

Der Steg 3 des Batteriemodulträgers 1 umfasst einen Flüssigkeitsverteilungsbereich 8. Dieser befindet sich zwischen dem Einlass 6 und den Kühlkanälen 4. Der Flüssigkeitsverteilungsbereich 8 besitzt eine gebogene Stirnfläche, an welcher die Kühlflüssigkeit 5 entlangströmen kann. Dabei kann die Kühlflüssigkeit 5 die in der vertikalen Achse angeordneten Eingänge der Kühlkanäle 4 des Stegs 3 passieren. Durch den gleichen Durchmesser der Kühlkanäle 4 und deren gleichmäßige Verteilung kann sich die Kühlflüssigkeit 5 dabei mit einem homogenen Volumenstrom verteilen.The jetty 3 of the battery module carrier 1 includes a liquid distribution area 8th , This is located between the inlet 6 and the cooling channels 4 , The liquid distribution area 8th has a curved end face, on which the cooling liquid 5 can flow along. In this case, the cooling liquid 5 arranged in the vertical axis inputs of the cooling channels 4 of the footbridge 3 happen. Due to the same diameter of the cooling channels 4 and their even distribution can be the coolant 5 distribute with a homogeneous volume flow.

Der Flansch 2 umfasst einen Flüssigkeitssammelbereich 10. Dieser ist zwischen den Kühlkanälen 4 und dem Auslass 7 angeordnet. Im Flüssigkeitssammelbereich 10 wird die Kühlflüssigkeit 5 aus den Kühlkanälen 4 des Flanschs 2 gesammelt dem Auslass 7 zugeführt.The flange 2 includes a liquid collection area 10 , This is between the cooling channels 4 and the outlet 7 arranged. In the liquid collection area 10 becomes the coolant 5 from the cooling channels 4 of the flange 2 collected the outlet 7 fed.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterie 12 (vergleiche 3) umfasst einen Batteriemodulträger 1 und 168 quaderförmige Batteriezellen 13. Die Batteriezellen 13 sind auf beiden Seiten des Stegs 3 aneinandergereiht angeordnet. Alle Batteriezellen 13 berühren sowohl den Flansch 2 als auch den Steg 3 des Trägerkörpers. Dadurch können sie von zwei Seiten gekühlt werden. Durch die entgegengesetzte Strömungsrichtung in Flansch 2 und Steg 3 erlaubt dies eine effektive und gleichmäßige Kühlung aller Batteriezellen 13 entlang des gesamten Batteriemodulträgers 1.An embodiment of a battery according to the invention 12 (compare 3 ) includes a battery module carrier 1 and 168 cuboid battery cells 13 , The battery cells 13 are on both sides of the jetty 3 arranged in a row. All battery cells 13 touch both the flange 2 as well as the footbridge 3 of the carrier body. This allows them to be cooled from two sides. By the opposite flow direction in flange 2 and footbridge 3 This allows an effective and even cooling of all battery cells 13 along the entire battery module carrier 1 ,

Im Ausführungsbeispiel sind die Batteriezellen 13 in Serie verschaltet, wodurch sich deren Spannung summiert. Die beschriebene Ausführungsvariante der Batterie 12 eignet sich insbesondre für den Einsatz in elektrischen oder teilelektrischen Fahrzeugen. In the exemplary embodiment, the battery cells 13 connected in series, which adds up their voltage. The described embodiment of the battery 12 In particular, it is suitable for use in electric or semi-electric vehicles.

Weiterhin kann der Batteriemodulträger 1 auch aus anderen als den oben genannten Materialien bestehen. Bevorzugt handelt es sich dabei um Metalle, Polymermaterialien, Polymerverbundwerkstoffe, keramische Verbundwerkstoffe oder metallische Verbundwerkstoffe.Furthermore, the battery module carrier 1 also consist of other than the above materials. These are preferably metals, polymer materials, polymer composites, ceramic composite materials or metallic composite materials.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Batteriemodulträger 1 so ausgestaltet, dass die Kühlkanäle 4 des Stegs 3 oder Flanschs 2 unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Dies ermöglicht verschiedene Volumenströme oder Geschwindigkeiten der Kühlflüssigkeit 5 in den verschiedenen Kühlkanälen 4. Somit kann eine inhomogene Wärmeabfuhr realisiert werden. Dies ist vorteilhaft, wenn mehrere Wärmequellen mit unterschiedlichen Temperaturen vorliegen.In a further embodiment, the battery module carrier 1 designed so that the cooling channels 4 of the footbridge 3 or flange 2 have different cross sections. This allows different volume flows or speeds of the cooling liquid 5 in the different cooling channels 4 , Thus, an inhomogeneous heat dissipation can be realized. This is advantageous if there are several heat sources with different temperatures.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zumindest ein Teil, welches vom Batteriemodulträger 1 umfasst wird, ein Gussteil.In a further embodiment, at least one part which is from the battery module carrier 1 is included, a casting.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde zumindest ein Teil, welches vom Batteriemodulträger 1 umfasst wird, durch ein Rapid Prototyping oder Rapid Manufacturing Verfahren hergestellt.In a further embodiment, at least a part of which was from the battery module carrier 1 is produced by a rapid prototyping or rapid manufacturing process.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013107668 A1 [0002]DE 102013107668 A1 [0002]

Claims (9)

Batteriemodulträger (1), umfassend einen Flansch (2) und einen Steg (3), welche jeweils mehrere Kühlkanäle (4) umfassen, durch die eine Kühlflüssigkeit (5) strömen kann, wobei der Flansch (2) und der Steg (3) einen T-Trägerkörper bilden, und die Kühlkanäle (4) des Flanschs (2) und des Stegs (3) an einer Stirnseite des T-Trägerkörpers miteinander so verbunden sind, dass die Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen des Flanschs (2) zu der Flüssigkeitsströmung in den Kühlkanälen des Stegs (3) gegenläufig ist.Battery module carrier (1), comprising a flange (2) and a web (3), each comprising a plurality of cooling channels (4) through which a cooling liquid (5) can flow, wherein the flange (2) and the web (3) Form T-carrier body, and the cooling channels (4) of the flange (2) and the web (3) are connected to one another at one end face of the T-carrier body, that the liquid flow in the cooling channels of the flange (2) to the liquid flow in the Cooling channels of the web (3) is in opposite directions. Batteriemodulträger (1) gemäß Anspruch 1, wobei - der Flansch (2) oder Steg (3) einen Flüssigkeitsumlenkbereich (9) umfasst, - oder der Flansch (2) und Steg (3) jeweils einen Flüssigkeitsumlenkteilbereich umfassen, die sich zu einem Flüssigkeitsumlenkbereich (9) zusammensetzen, der derart ausgebildet ist, dass im Flüssigkeitsumlenkbereich (9) die Kühlflüssigkeit (5) aus dem Steg (3) in den Flansch (2) oder aus dem Flansch (2) in den Steg (3) umgeleitet und mit einer homogenen Geschwindigkeit und/oder einem homogenen Volumenstrom und/oder einer homogenen Temperatur auf die Kühlkanäle (4) des Flanschs (2) oder Stegs (3) verteilt werden kann.Battery module carrier (1) according to Claim 1 in which - the flange (2) or web (3) comprises a liquid deflecting region (9), - or the flange (2) and web (3) each comprise a liquid deflecting region forming a liquid deflecting region (9) thus formed in that in the liquid deflection region (9) the cooling liquid (5) is diverted from the web (3) into the flange (2) or out of the flange (2) into the web (3) and at a homogeneous velocity and / or a homogeneous volume flow and / or a homogeneous temperature on the cooling channels (4) of the flange (2) or web (3) can be distributed. Batteriemodulträger (1) gemäß Anspruch 2, wobei der Flüssigkeitsumlenkbereich (9) einen Hohlraum umfasst, der mit allen Kühlkanälen (4) des Flanschs (2) und dem Stegs (3) verbunden ist.Battery module carrier (1) according to Claim 2 in that the liquid deflection region (9) comprises a cavity which is connected to all the cooling channels (4) of the flange (2) and the web (3). Batteriemodulträger (1) gemäß Anspruch 3, wobei der Hohlraum am Übergang zwischen Flansch (2) und Steg (3) mit einem Innenwinkel (11) im Bereich von 225° bis 315° und einem Winkelradius im Bereich von 0 mm bis zu einem Wert, welcher der halben Höhe des Stegs (3) entspricht, ausgestaltet ist.Battery module carrier (1) according to Claim 3 wherein the cavity at the transition between flange (2) and web (3) with an internal angle (11) in the range of 225 ° to 315 ° and an angle radius in the range of 0 mm to a value which is half the height of the web ( 3) corresponds, is configured. Batteriemodulträger (1) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Hohlraumstirnseite (16) des Flüssigkeitsumlenkbereichs (9) einen Winkel im Bereich von 0° bis 60° mit der vertikalen Achse des Trägerkörpers bildet.Battery module carrier (1) according to Claim 3 or 4 wherein the cavity end face (16) of the liquid deflecting region (9) forms an angle in the range of 0 ° to 60 ° with the vertical axis of the carrier body. Batteriemodulträger (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen mit den Kühlkanälen (4) verbundenen Einlass (6) und Auslass (7), wobei der Einlass (6) und Auslass (7) an derselben Stirnseite des T-Trägerkörpers angeordnet sind.Battery module carrier (1) according to one of the preceding claims, comprising an inlet (6) and outlet (7) connected to the cooling channels (4), wherein the inlet (6) and outlet (7) are arranged on the same front side of the T-carrier body. Batteriemodulträger (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flansch (2) oder Steg (3) einen Flüssigkeitsverteilungsbereich (8) umfasst, welcher zwischen dem Einlass (6) und den Kühlkanälen (4) vorgesehen und derart ausgebildet ist, die Kühlflüssigkeit (5) auf die Kühlkanäle (4) mit einem homogenen Volumenstrom und/oder einer homogenen Geschwindigkeit zu verteilten.Battery module carrier (1) according to one of the preceding claims, wherein the flange (2) or web (3) comprises a liquid distribution region (8) which is provided between the inlet (6) and the cooling channels (4) and is designed such that the cooling liquid ( 5) to be distributed to the cooling channels (4) with a homogeneous volume flow and / or a homogeneous velocity. Batteriemodulträger (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flansch (2) oder Steg (3) einen Flüssigkeitssammelbereich (10) umfasst, welcher zwischen den Kühlkanälen (4) und dem Auslass (7) angeordnet und derart ausgestaltet ist, die Kühlflüssigkeit (5) zu sammeln und abzuführen.Battery module carrier (1) according to one of the preceding claims, wherein the flange (2) or web (3) comprises a liquid collecting region (10) which is arranged between the cooling channels (4) and the outlet (7) and configured in such a way, the cooling liquid ( 5) to collect and pay. Batterie (12), umfassend einen Batteriemodulträger (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Vielzahl an Batteriezellen (13), wobei die Batteriezellen (13) auf beiden Seiten des Stegs (3) des Batteriemodulträgers (1) angeordnet sind.A battery (12) comprising a battery module carrier (1) according to one of the preceding claims and a plurality of battery cells (13), the battery cells (13) being arranged on both sides of the web (3) of the battery module carrier (1).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013107668A1 (en) 2012-07-24 2014-01-30 Avl List Gmbh Battery i.e. secondary battery, for use in vehicle, has cell or module carrier comprising cooling channel formed in symmetrical plane, and battery module, where channel is cast in module carrier during casting process of module carrier

Patent Citations (1)

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