DE102019132017A1 - Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie und Verfahren zum Herstellen derselben Download PDF

Info

Publication number
DE102019132017A1
DE102019132017A1 DE102019132017.8A DE102019132017A DE102019132017A1 DE 102019132017 A1 DE102019132017 A1 DE 102019132017A1 DE 102019132017 A DE102019132017 A DE 102019132017A DE 102019132017 A1 DE102019132017 A1 DE 102019132017A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
module
battery
cooling
housing
battery cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019132017.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Tae Hyuck Kim
Yun Ho Kim
Hae Kyu LIM
Gun Goo LEE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of DE102019132017A1 publication Critical patent/DE102019132017A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Eine Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie ist bereitgestellt. Ein Batteriemodul weist auf: ein Modulgehäuse, welches einen offenen Bodenabschnitt aufweist, mit einem Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen in dem Aufnahmeraum und einer Vielzahl von Batteriezellen, die in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses aufgenommen sind, wobei Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses freigelegt sind. Ein unteres Gehäuse weist einen Aufnahmeraum auf, in welchem das Batteriemodul aufgenommen ist. Das untere Gehäuse weist eine Kühleinheit auf, die das Batteriemodul kühlt, und ist dazu eingerichtet, an einem Bodenabschnitt eines Fahrzeugbodens angebracht zu werden. Ein wärmeleitfähiger Füllstoff ist auf eine Auflagefläche des unteren Gehäuses aufgetragen, an welcher die Vielzahl von Batteriezellen aufgenommen ist, um in Kontakt mit den Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen zu stehen, die nach außen durch den Bodenabschnitt des Modulgehäuses freigelegt sind.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie und insbesondere eine Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, eine Kühlleistungsfähigkeit zu verbessern, indem ein Wärmeübertragungspfad zwischen einer Batteriezelle und einer Kühleinheit, die die Batteriezelle kühlt, verkürzt wird, und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Als Antwort auf eine Verbreitung von Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, hat die Bedeutung von Batterien verstärkt zugenommen. Das Interesse an Batterien erstreckt sich von der Kapazität von Batterien bis zu anderen Faktoren, die die Effizienz, die Lebensdauer oder dergleichen der Batterien beeinflussen.
  • Im Allgemeinen sind Hochspannungsbatterien und Großkapazitätsbatterien, die in Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen verwendet werden, jeweils aus einer Vielzahl von Batteriepackungen gebildet, die jeweils durch Kombinieren einer Vielzahl von Batteriezellen bereitgestellt sind.
  • Da eine Vielzahl von Batteriepackungen in einem beschränkten Raum montiert ist, erzeugen die Batteriepackungen Wärme mit einer hohen Temperatur, die sich wiederum nachteilig auf die Gesamtlebensdauer der Batterien auswirkt. Dementsprechend werden Kühlsysteme zum Kühlen von Wärme mit einer hohen Temperatur von Hochspannungsbatterien und Großkapazitätsbatterien, die in Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen verwendet werden, dringend benötigt. Im Allgemeinen sind Verfahren zum Kühlen von Hochspannungsbatterien und Großkapazitätsbatterien für Fahrzeuge in ein Luftkühlungsverfahren und ein Wasserkühlungsverfahren eingeteilt, welche jeweils in ein indirektes Kühlverfahren und ein direktes Kühlverfahren eingeteilt sind.
  • Ein Batteriesystem wird durch ein indirektes Wasserkühlungsverfahren gekühlt. Batteriezellen sind in einem Modulgehäuse aufgenommen, ein wärmeleitfähiger Füllstoff befindet sich zwischen den Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen und einer Bodenplatte des Modulgehäuses und ein thermisches Grenzflächenmaterial (TIM) befindet sich zwischen einer oberen Platte einer Kühleinheit, die die Vielzahl von Batteriezellen kühlt, und der Bodenplatte des Modulgehäuses. Das heißt, dass von der Vielzahl von Batteriezellen erzeugte Wärme auf die Kühleinheit entlang eines komplizierten Wärmeübertragungspfades übertragen wird, welcher dargestellt ist durch: die Zellen -> den wärmeleitfähigen Füllstoff -> die Bodenplatte des Modulgehäuses -> das TIM -> die Bodenplatte der Kühleinheit -> das Kühlwasser. Aufgrund des komplizierten Wärmeübertragungspfades tritt ein Wärmeverlust während einer Wärmeübertragung auf, wodurch eine Kühlleistungsfähigkeit verringert wird. Dementsprechend besteht ein Bedarf nach einer Entwicklung einer Lösung, die in der Lage ist, eine Kühlleistungsfähigkeit zu verbessern, indem der Wärmeübertragungspfad vereinfacht wird.
  • Die in diesem Hintergrund-der-vorliegenden-Erfindung-Abschnitt enthaltenen Informationen dienen lediglich einem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollten nicht als Anerkenntnis oder als irgendeine Form von Hinweis aufgefasst werden, dass diese Informationen den dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden.
  • Kurzinhalt
  • Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind gerichtet auf eine Bereitstellung einer Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, eine Kühlleistungsfähigkeit durch Vereinfachen eines Wärmeübertragungspfades, entlang welchem von einer Batteriezelle erzeugte Wärme zu einer Kühleinheit übertragen wird, zu verbessern, und auf ein Verfahren zum Herstellen derselben.
  • In zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie bereitgestellt. Die Vorrichtung kann aufweisen: ein Batteriemodul, aufweisend ein Modulgehäuse, welches einen offenen Bodenabschnitt aufweist, mit einem Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen in dem Aufnahmeraum, und eine Vielzahl von Batteriezellen, die in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses aufgenommen sind, wobei Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses freigelegt sind, ein unteres Gehäuse, welches einen Aufnahmeraum aufweist, in welchem das Batteriemodul aufgenommen ist, wobei das untere Gehäuse eine Kühleinheit, die das Batteriemodul kühlt, aufweist und dazu eingerichtet ist, an einem Bodenabschnitt bzw. Unterseitenabschnitt eines Fahrzeugbodens angebracht zu werden, und einen wärmeleitfähigen Füllstoff, der auf eine Auflagefläche des unteren Gehäuses aufgetragen ist, an welcher die Vielzahl von Batteriezellen aufgenommen ist, um in Kontakt mit den Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen zu stehen, die nach außen durch den Bodenabschnitt des Modulgehäuses freigelegt sind.
  • Das Modulgehäuse kann eine obere Modulgehäuseplatte und Modulgehäuseseitenwände aufweisen, wobei der Aufnahmeraum zum Aufnehmen der Vielzahl von Batteriezellen durch die obere Modulgehäuseplatte und die Modulgehäuseseitenwände definiert ist.
  • Das Modulgehäuse kann aufweisen: eine obere Modulgehäuseplatte, Modulgehäuseseitenwände und eine Modulgehäusebodenplatte, wobei ein vorgegebener Bereich der Modulgehäusebodenplatte offen ist.
  • Das untere Gehäuse kann aufweisen: ein oberes Paneel, Seitenwandelemente, die an einer oberen Fläche des oberen Paneels entlang von Umfangsabschnitten des oberen Paneels bereitgestellt sind, um das Batteriemodul in einem Innenraum davon aufzunehmen, und ein Bodenpaneel, welches unterhalb des oberen Paneels bereitgestellt ist, um das Batteriemodul zu schützen.
  • Die Kühleinheit kann einen Kühlkanal aufweisen, der sich zwischen dem oberen Paneel und dem Bodenpaneel befindet, wobei der Kühlkanal ermöglicht, dass Kühlwasser durch diesen hindurchfließt bzw. hindurchfließen kann, um das Batteriemodul zu kühlen.
  • Der Kühlkanal, der in der Kühleinheit bereitgestellt ist, kann in Kontakt mit einer Bodenfläche des oberen Paneels derart stehen, dass geschlossene Abschnitte durch die Bodenfläche des oberen Paneels gebildet sind, die einen Pfad bilden, entlang welchem das Kühlwasser fließt.
  • Das untere Gehäuse kann ferner aufweisen: einen Kühlwassereinlass, durch welchen das Kühlwasser in den Kühlkanal der Kühleinheit eingeführt wird, und einen Kühlauslass bzw. Kühlwasserauslass, durch welchen das Kühlwasser abgelassen wird, nachdem es durch den Kühlkanal zirkuliert ist.
  • Die Seitenwandelemente des unteren Gehäuses können bereitgestellt sein mit: einer Vielzahl von Kopplungslöchern, durch welche das untere Gehäuse an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens angebracht ist, und einer Vielzahl von Führungsstiften, die für eine Führungsanbringung des unteren Gehäuses an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens konfiguriert sind.
  • Der Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens kann bereitgestellt sein mit: einer Vielzahl von Kopplungslöchern in Positionen, die zu Positionen der Vielzahl von Kopplungslöchern in den Seitenwandelementen korrespondieren, und Führungslöchern in Positionen, die zu Positionen der Führungsstifte an den Seitenwandelementen korrespondieren.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine Automatische-Befestigung-Einheit aufweisen, die an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens bereitgestellt ist, um das untere Gehäuse an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens automatisch anzubringen oder das untere Gehäuse von dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens automatisch zu entkoppeln.
  • Das untere Gehäuse kann ferner ein Verbindungselement aufweisen, welches in einer Position bereitgestellt ist, die zu einer Position der Automatische-Befestigung-Einheit korrespondiert, um automatisch mit der Automatische-Befestigung-Einheit verbunden zu werden oder automatisch von dieser getrennt zu werden.
  • Um das vorangehende, andere Ziel zu verwirklichen, ist gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie bereitgestellt. Das Herstellungsverfahren kann aufweisen: Bereitstellen eines unteren Gehäuses, welches an einem Bodenabschnitt bzw. Unterseitenabschnitt eines Fahrzeugbodens anzubringen ist, wobei das untere Gehäuse einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Batteriemoduls und eine Kühleinheit, die das Batteriemodul kühlt, aufweist, Auftragen eines wärmeleitfähigen Füllstoffs auf eine Auflagefläche des unteren Gehäuses, an welcher das Batteriemodul aufgenommen ist, und Montieren des Batteriemoduls an dem unteren Gehäuse, auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff aufgetragen ist.
  • Vor dem Schritt zum Montieren des Batteriemoduls an dem unteren Gehäuse, auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff aufgetragen ist, kann das Herstellungsverfahren ferner aufweisen: Bereitstellen des Modulgehäuses, welches derart konfiguriert ist, dass ein Bodenabschnitt davon offen ist, und welches den darin definierten Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen aufweist, und Bereitstellen des Batteriemoduls durch Montieren der Vielzahl von Batteriezellen in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses.
  • In dem Schritt zum Bereitstellen des Batteriemoduls durch Montieren der Vielzahl von Batteriezellen in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses, können Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen nach außen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses freigelegt werden.
  • Nach dem Schritt zum Montieren des Batteriemoduls an dem unteren Gehäuse, auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff aufgetragen ist, kann das Herstellungsverfahren ferner aufweisen: Einpassen von Führungsstiften des unteren Gehäuses in Führungslöcher in dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens und Anbringen eines Verbindungselements des unteren Gehäuses an einer Automatische-Befestigung-Einheit, die an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens bereitgestellt ist, und Anbringen des unteren Gehäuses an dem Bodenabschnitt bzw. den Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens durch Einpassen von Bolzen in Kopplungslöcher, die in Seitenwandelementen und dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens bereitgestellt sind.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Gesamtkühlleistungsfähigkeit durch Vereinfachen eines Wärmeübertragungspfades, entlang welchem von einer Batteriezelle erzeugte Wärme zu einer Kühleinheit übertragen wird, zu verbessern.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen andere Merkmale und Vorteile auf, welche ersichtlich werden aus oder detaillierter dargelegt werden in den hier aufgenommenen beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche gemeinsam dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Perspektivansicht, die beispielhaft eine Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 1.
    • 3 ist eine Perspektivansicht des Batteriemoduls in der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine Perspektivansicht eines Batteriemoduls in einer Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines unteren Gehäuses in der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist eine Perspektivansicht, die beispielhaft die Anbringung des unteren Gehäuses der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Bodenabschnitt eines Fahrzeugbodens veranschaulicht.
    • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die beispielhaft die Anbringung des unteren Gehäuses der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens unter Verwendung einer Vielzahl von Kopplungslöchern, die in dem unteren Gehäuse gebildet sind, und Führungsstiften veranschaulicht.
    • 9 ist eine Perspektivansicht, die beispielhaft die Anbringung eines Verbindungselements des unteren Gehäuses der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Automatische-Befestigung-Einheit veranschaulicht, die an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens bereitgestellt ist.
    • 10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Es sollte verständlich sein, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern dass sie eine gewissermaßen vereinfachte Darstellung zahlreicher Merkmale darstellen, die die grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die hier aufgenommenen speziellen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, aufweisend beispielsweise spezielle Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und Benutzungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich gleiche oder ähnliche Bezugszahlen auf dieselben oder auf äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durchgehend in den zahlreichen Figuren der Zeichnungen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Bezug wird nun im Detail auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) genommen, von welcher/welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgend beschrieben sind. Während die vorliegende Erfindung bzw. die vorliegenden Erfindungen in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wird/werden, wird es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die vorliegende Erfindung bzw. die vorliegenden Erfindungen auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Es ist im Gegenteil vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung bzw. die vorliegenden Erfindungen nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abdecken, sondern ebenso zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen enthalten, die vom Wesen und Umfang der durch die beigefügten Ansprüche definierten vorliegenden Erfindung umfasst sein können.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Detail durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Erfindung verwendeten Terminologien oder Begriffe können derart interpretiert werden, dass sie lediglich auf gängige Bedeutungen bzw. Bedeutungen, die in Wörterbüchern oder Fachbüchern angegeben sind, beschränkt sind. Demgegenüber können Sie auf Grundlage der Bedeutungen und Konzepte der vorliegenden Erfindung in Einklang mit dem Umfang der vorliegenden Erfindung auf Grundlage des Prinzips interpretiert werden, dass der Erfinder bzw. die Erfinder die Begriffe angemessen definieren, um die vorliegende Erfindung in der besten Weise zu beschreiben.
  • Dementsprechend sollte es, da in der vorliegenden Beschreibung erklärte Ausführungsformen und die in den Zeichnungen veranschaulichten Konfigurationen lediglich eine beispielhafte Ausführungsform vorschlagen und nicht das gesamte Wesen der Erfindung darstellen, verständlich sein, dass zahlreiche Äquivalente und Abwandlungen, die diese ersetzen können, zum Zeitpunkt möglich waren, zu welchem die Erfindung realisiert wurde.
  • 1 ist eine Perspektivansicht, die beispielhaft eine Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 1. 3 ist eine Perspektivansicht des Batteriemoduls in der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine Perspektivansicht eines Batteriemoduls in einer Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines unteren Gehäuses in der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 ist eine Perspektivansicht, die beispielhaft die Anbringung des unteren Gehäuses der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Bodenabschnitt eines Fahrzeugbodens veranschaulicht. 8 ist eine Perspektivansicht, die beispielhaft die Anbringung des unteren Gehäuses der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens veranschaulicht, unter Verwendung einer Vielzahl von Kopplungslöchern, die in dem unteren Gehäuse gebildet sind, und von Führungsstiften. 9 ist eine Perspektivansicht, die beispielhaft die Anbringung eines Verbindungselements des unteren Gehäuses der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Automatische-Befestigung-Einheit, die an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens bereitgestellt ist, veranschaulicht.
  • Bezugnehmend auf die 1 bis 9 kann die Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweisen: ein Batteriemodul 100, ein unteres Gehäuse 200 und einen wärmeleitfähigen Füllstoff 300.
  • Bezugnehmend auf 1, 2 und 3 kann das Batteriemodul 100 ein Modulgehäuse 110 und eine Vielzahl von Batteriezellen 120 aufweisen. Das Modulgehäuse 110 ist derart konfiguriert, dass dessen Boden offen ist und ein Aufnahmeraum zum Aufnehmen der Vielzahl von Batteriezellen 120 darin definiert ist. Die Vielzahl von Batteriezellen 120 ist in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses 110 aufgenommen, wobei die Bodenflächen davon durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses 110 freigelegt sind.
  • Wie in 2 und 3 veranschaulicht, weist das Modulgehäuse 110 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine obere Modulgehäuseplatte 111 und Modulgehäuseseitenwände 112 auf. Der Aufnahmeraum zum Aufnehmen der Vielzahl von Batteriezellen 120 kann in dem Modulgehäuse 110 durch die obere Modulgehäuseplatte 111 und die Modulgehäuseseitenwände 112 definiert sein. Wie vorangehend beschrieben ist in dem Modulgehäuse 110 gemäß der beispielhaften Ausführungsform gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung der Boden davon offen, wobei keine Bodenplatte bereitgestellt ist. Wenn die Vielzahl von Batteriezellen 120 in dem in dem Modulgehäuse 110 definierten Aufnahmeraum montiert sind, können die Böden der Vielzahl von Batteriezellen 120 nach außen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses 110 freigelegt sein.
  • Wie in 4 und 5 veranschaulicht kann das Modulgehäuse 110 gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweisen: die obere Modulgehäuseplatte 111, die Modulgehäuseseitenwände 112 und eine Modulgehäusebodenplatte 113, wobei ein bestimmter Bereich der Modulgehäusebodenplatte 113 offen ist. Wie vorangehend beschrieben ist das Modulgehäuse 110 gemäß einer anderen Ausführungsform gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung ein bestimmter Bereich der Modulgehäusebodenplatte 113 offen. Wenn die Vielzahl von Batteriezellen 120 in dem in dem Modulgehäuse 110 definierten Aufnahmeraum montiert ist, können Böden der Vielzahl von Batteriezellen 120 nach außen durch den offenen Bereich des Modulgehäuses 110 freigelegt sein.
  • Darüber hinaus können die Batteriezellen 120 der Vielzahl von Batteriezellen 120, die in dem Modulgehäuse 110 aufgenommen sind, aufeinandergestapelt sein, während sie in einem Oberflächenkontakt miteinander stehen. Oberflächenkontaktpads bzw. Oberflächenkontaktfelder 130 können sich zwischen der Vielzahl von Batteriezellen 120 befinden, um einen gleichmäßigen Oberflächendruck auf die Vielzahl von Batteriezellen 120 auszuüben. In zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Material, welches ausgewählt ist aus, jedoch nicht beschränkt ist auf: ein wärmeleitfähiges/thermisches Schmiermittel, ein wärmeleitfähiges/thermisches Grenzflächenmaterial (TIM) und ein doppelseitiges Klebeband, zwischen den benachbarten Batteriezellen 120 angeordnet sein.
  • Das untere Gehäuse 200 kann einen Aufnahmeraum aufweisen, in welchem das Batteriemodul 100 aufgenommen ist, kann eine Kühleinheit 240, die das Batteriemodul 100 kühlt, aufweisen und kann an einem Bodenabschnitt bzw. Unterseitenabschnitt eines Bodens 400 eines Fahrzeugs angebracht sein.
  • Bezugnehmend auf 6 kann das untere Gehäuse 200 aufweisen: ein oberes Paneel 210, Seitenwandelemente 220, die an der oberen Fläche des oberen Paneels 210 entlang von Umfangsabschnitten des oberen Paneels 210 bereitgestellt sind, um das Batteriemodul 100 in einem Innenraum davon aufzunehmen, und ein Bodenpaneel 230, welches unterhalb des oberen Paneels 210 bereitgestellt ist, um das Batteriemodul 100 zu schützen. In zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können das obere Paneel 210 und das Bodenpaneel 230 die Form eines flachen Paneels aufweisen, welches aus einem Aluminiummaterial (AI-Material) gebildet ist. Jedoch wird das Al-Material lediglich als ein Material verwendet, um die Masse der jeweiligen Paneele zu verringern, um das Gesamtgewicht des unteren Gehäuses zu verringern, wobei eine Vielzahl von Materialien, die verschieden von dem Al-Material sind, für das obere Paneel 210 und das Bodenpaneel 230 verwendet werden können.
  • Darüber hinaus können ein oder mehrere laterale Elemente 223, die eine laterale Festigkeit des unteren Gehäuses 200 erhöhen, sowie ein oder mehrere longitudinale Elemente 224, welche eine longitudinale Festigkeit des unteren Gehäuses 200 erhöhen, in dem Innenraum der Seitenwandelemente 220 bereitgestellt sein. Hier kann das Batteriemodul 100 in Räumen aufgenommen sein, die durch die lateralen Elemente 223 und die longitudinalen Elemente 224 definiert sind.
  • Die Kühleinheit 240, die das Batteriemodul 100 kühlt, kann einen Kühlkanal 241 aufweisen, welcher sich zwischen dem oberen Paneel 210 und dem Bodenpaneel 230 befindet. Der Kühlkanal 241 ermöglicht, das Kühlwasser dorthindurch fließt, um das Batteriemodul 100 zu kühlen. Der Kühlkanal 241, der in der Kühleinheit 240 bereitgestellt ist, kann in Kontakt mit der Bodenfläche des oberen Paneels 210 derart stehen, dass geschlossene Abschnitte durch die Bodenfläche des oberen Paneels 210 gebildet sind, die einen Pfad bilden, entlang welchem das Kühlwasser fließt.
  • Wie in 8 veranschaulicht kann das untere Gehäuse 200 ferner aufweisen: einen Kühlwassereinlass 250, durch welchen das Kühlwasser in den Kühlkanal 241 der Kühleinheit 240 eingeführt wird, und einen Kühlwasserauslass 260, durch welchen das Kühlwasser abgelassen wird, nachdem es durch den Kühlkanal 241 zirkuliert ist.
  • Darüber hinaus können die Seitenwandelemente 220 des unteren Gehäuses 200 aufweisen: eine Vielzahl von Kopplungslöchern 221, durch welche das untere Gehäuse 200 an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens 400 angebracht wird, und eine Vielzahl von Führungsstiften 222, welche die Anbringung des unteren Gehäuses 200 an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens 400 führen. Hier können die Führungsstifte 222 drei oder mehrere Führungsstifte sein. Darüber hinaus kann der Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens 400 bereitgestellt sein mit: einer Vielzahl von Kopplungslöchern 410 in Positionen, die zu den Positionen der Vielzahl von Kopplungslöchern 221 in den Seitenwandelementen 220 korrespondieren, sowie Führungslöchern 420 in Positionen, die zu den Positionen der Führungsstifte 222 an den Seitenwandelementen 220 korrespondieren. Darüber hinaus kann, wie in 9 veranschaulicht, eine Automatische-Befestigung-Einheit 430 an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens 400 bereitgestellt sein. Die Automatische-Befestigung-Einheit 430 ist dazu eingerichtet, das untere Gehäuse 200 an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens 400 anzubringen oder das untere Gehäuse 400 automatisch von dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens 400 zu entkoppeln. Das untere Gehäuse 200 kann ferner ein Verbindungselement 270 aufweisen, welches in einer Position bereitgestellt ist, die zu der Position der Automatische-Befestigung-Einheit 430 korrespondiert, um automatisch mit der Automatische-Befestigung-Einheit 430 verbunden zu werden oder automatisch von dieser getrennt zu werden. Die Automatische-Befestigung-Einheit 430 kann hier gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen ein Schnellverschluss oder ein Schnellkupplungsstecker bzw. Schnellkupplungsverbindungselement sein.
  • Der wärmeleitfähige Füllstoff 300 kann auf eine Auflagefläche des unteren Gehäuses 200 aufgetragen sein, an welcher die Vielzahl von Batteriezellen 120 aufgenommen ist, um in Kontakt mit den Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen 120 zu stehen, die nach außen durch den Bodenabschnitt des Modulgehäuses 110 freigelegt sind. Wie vorangehend beschrieben ist in der Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung der Bodenabschnitt des Modulgehäuses 110 vollständig offen, wobei keine Bodenplatte bereitgestellt ist, oder ein vorgegebener Bereich des Bodenabschnitts des Modulgehäuses 110 ist offen, wobei ein vorgegebener Bereich der Bodenplatte 113 des Modulgehäuses 110 offen ist. Wenn die Vielzahl von Batteriezellen 120 in dem Aufnahmeraum, der in dem Modulgehäuse 110 definiert ist, montiert ist, können die Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen 120 nach außen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses 110 freigelegt sein. Die freigelegten Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen 120 können in Kontakt mit dem wärmeleitfähigen Füllstoff 300 stehen, der auf die obere Fläche des oberen Paneels 210 des unteren Gehäuses 200 aufgetragen ist, dessen Bodenfläche in Kontakt mit dem Kühlkanal steht, durch welchen das Kühlwasser fließt. Der wärmeleitfähige Füllstoff 300 kann Wärme von der Vielzahl von Batteriezellen 120 auf das Kühlwasser übertragen. Mit anderen Worten, die Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die von der Vielzahl von Batteriezellen 120 erzeugte Wärme entlang eines Wärmepfades übertragen, welcher gebildet ist durch: die Vielzahl von Batteriezellen 120 -> den wärmeleitfähigen Füllstoff 300 -> das obere Paneel 210 -> die Kühleinheit 240. In der vorliegenden Art kann die vorliegende Erfindung den Wärmeübertragungspfad der Wärme, die von der Vielzahl von Batteriezellen 120 erzeugt wird, gemäß den vorangehend beschriebenen Konfigurationen vereinfachen, um einen Wärmeverlust zu minimieren, welcher während des Wärmeübertragungsprozesses auftritt, der entlang des komplizierten Wärmeübertragungspfades der verwandten Technik erfolgt, wodurch eine Kühlleistungsfähigkeit verbessert wird.
  • 10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend auf 10 kann das Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweisen: einen Schritt S100 zum Bereitstellen des unteren Gehäuses, welches an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens anzubringen ist, wobei das untere Gehäuse den Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Batteriemoduls und die Kühleinheit aufweist, die das Batteriemodul kühlt, einen Schritt S200 zum Auftragen eines wärmeleitfähigen Füllstoffs auf die Auflagefläche des unteren Gehäuses, an welcher das Batteriemodul aufgenommen ist, und einen Schritt S300 zum Montieren des Batteriemoduls an dem unteren Gehäuse, auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff aufgetragen ist.
  • Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren ferner aufweisen: einen Schritt zum Bereitstellen des Modulgehäuses, welches derart konfiguriert ist, dass der Boden davon offen ist und einen darin definierten Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen aufweist, und einen Schritt zum Bereitstellen des Batteriemoduls durch Montieren der Vielzahl von Batteriezellen in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses vor dem Schritt zum Montieren des Batteriemoduls an dem unteren Gehäuse, auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff aufgetragen ist.
  • Darüber hinaus kann in dem Schritt zum Bereitstellen des Batteriemoduls durch Montieren der Vielzahl von Batteriezellen in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses die Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen nach außen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses freigelegt werden. Darüber hinaus können die Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen, die nach außen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses freigelegt sind, in Kontakt mit dem wärmeleitfähigen Füllstoff stehen, um Wärme von der Vielzahl von Batteriezellen zu dem wärmeleitfähigen Füllstoff zu übertragen.
  • Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren ferner aufweisen: einen Schritt zum Einpassen der Führungsstifte des unteren Gehäuses an bzw. in die Führungslöcher in dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens und zum Anbringen des Verbindungselements des unteren Gehäuses an einer Automatische-Befestigung-Einheit, die an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens bereitgestellt ist, und einen Schritt zum Anbringen des unteren Gehäuses an dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens durch Einpassen bzw. Anpassen von Bolzen in/an die Kopplungslöcher, die in den Seitenwandelementen und dem Unterseitenabschnitt des Fahrzeugbodens bereitgestellt sind, nach dem Schritt zum Montieren des Batteriemoduls an dem unteren Gehäuse, auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff aufgetragen ist. Zur Vereinfachung der Erklärung und für eine akkurate Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer/obere/oberes“, „unterer/untere/unteres“, „innen-“, „außen-“, „oben“, „unten“, „nach oben“, „nach unten“, „vorder-“, „hinter-“, „hinten“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „innerhalb“, „außerhalb“, „innerer/innere/inneres“, „äußerer/äußere/äußeres“, „nach vorne“ und „nach hinten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen durch Bezugnahme auf die Positionen derartiger Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben. Es wird ferner verständlich sein, dass der Begriff „verbinden“ oder Abwandlungen desselben sich sowohl auf eine direkte als auch eine indirekte Verbindung beziehen.
  • Die vorangehenden Beschreibungen spezieller beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie sind nicht dazu vorgesehen, abschließend zu sein oder die vorliegende Erfindung auf die genauen offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, wobei offensichtlich zahlreiche Modifikationen und Variationen im Lichte der vorangehenden Lehren möglich sind. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um andere Fachleute in die Lage zu versetzen, zahlreiche beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenso wie zahlreiche Alternativen und Modifikationen davon zu realisieren und zu verwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Batteriemodul (100), aufweisend: ein Modulgehäuse (110), welches einen offenen Bodenabschnitt aufweist, mit einem ersten Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen (120) in dem ersten Aufnahmeraum und die Vielzahl von in dem ersten Aufnahmeraum des Modulgehäuses (110) aufgenommenen Batteriezellen (120), wobei Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen (120) durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses (110) freigelegt sind, ein unteres Gehäuse (200), welches einen zweiten Aufnahmeraum aufweist, in welchem das Batteriemodul (100) aufgenommen ist, wobei das untere Gehäuse (200) eine Kühleinheit (240) aufweist, die das Batteriemodul (100) kühlt, und dazu eingerichtet ist, an einem Bodenabschnitt eines Fahrzeugbodens (400) angebracht zu werden, und einen wärmeleitfähigen Füllstoff (300), der auf eine Auflagefläche des unteren Gehäuses (200) aufgetragen ist, an welcher die Vielzahl von Batteriezellen (120) aufgenommen ist, um in Kontakt mit Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen (120) zu stehen, die nach außen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses (110) freigelegt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Modulgehäuse (110) eine obere Modulgehäuseplatte (111) und Modulgehäuseseitenwände (112) aufweist und wobei der erste Aufnahmeraum zum Aufnehmen der Vielzahl von Batteriezellen (120) durch die obere Modulgehäuseplatte (111) und die Modulgehäuseseitenwände (112) konfiguriert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Modulgehäuse (110) eine obere Modulgehäuseplatte (111), Modulgehäuseseitenwände (112) und eine Modulgehäusebodenplatte (113) aufweist, wobei ein vorgegebener Bereich der Modulgehäusebodenplatte (113) offen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das untere Gehäuse (200) aufweist: ein oberes Paneel (210) und Seitenwandelemente (220), die an einer oberen Fläche des oberen Paneels (210) entlang von Umfangsabschnitten des oberen Paneels (210) montiert sind, um das Batteriemodul (100) in einem Innenraum aufzunehmen, welcher aus dem oberen Paneel (210) und den Seitenwandelementen (220) gebildet ist, und ein Bodenpaneel (230), welches unterhalb des oberen Paneels (210) montiert ist, um das Batteriemodul (100) zu schützen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der wärmeleitfähige Füllstoff (300) zwischen den Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen (120) und dem oberen Paneel (210) des unteren Gehäuses (200) montiert ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Kühleinheit (240) einen Kühlkanal (241) aufweist, welcher zwischen dem oberen Paneel (210) und dem Bodenpaneel (230) des unteren Gehäuses (200) angeordnet ist, wobei der Kühlkanal (241) Kühlwasser ermöglicht, durch diesen hindurch zu fließen, um das Batteriemodul (100) zu kühlen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der in der Kühleinheit (240) montierte Kühlkanal (241) in Kontakt mit einer Bodenfläche des oberen Paneels (210) steht, so dass geschlossene Abschnitte durch die Bodenfläche (230) des oberen Paneels (210) gebildet sind, die einen Pfad bilden, entlang welchem das Kühlwasser fließt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das untere Gehäuse (200) ferner aufweist: einen Kühlwassereinlass (250), durch welchen das Kühlwasser in den Kühlkanal (241) der Kühleinheit (240) eingeführt wird, sowie einen Kühlauslass (260), durch welchen das Kühlwasser abgelassen wird, nachdem es durch den Kühlkanal (241) zirkuliert ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Seitenwandelemente (220) des unteren Gehäuses (200) gebildet sind mit: einer Vielzahl von Kopplungslöchern (221), durch welche das untere Gehäuse (200) an dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) angebracht ist, und einer Vielzahl von Führungsstiften (222), die für eine Führungsanbringung des unteren Gehäuses (200) an dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) konfiguriert sind und wobei der Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) gebildet ist mit: einer Vielzahl von Kopplungslöchern (410) in Positionen, die zu Positionen der Vielzahl von Kopplungslöchern (221) in den Seitenwandelementen (220) korrespondieren, und Führungslöchern (420) in Positionen, die zu Positionen der Führungsstifte (222) an den Seitenwandelementen (220) korrespondieren.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend: eine Automatische-Befestigung-Einheit (430), die an dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) montiert ist, um automatisch das untere Gehäuse (200) an dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) anzubringen oder von dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) automatisch zu entkoppeln, wobei das untere Gehäuse (200) ferner ein Verbindungselement (270) aufweist, welches in einer Position montiert ist, die zu einer Position der Automatische-Befestigung-Einheit (430) korrespondiert, um automatisch mit der Automatische-Befestigung-Einheit (430) verbunden oder von dieser getrennt zu werden.
  11. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines unteren Gehäuses (200), welches an einem Bodenabschnitt eines Fahrzeugbodens (400) anzubringen ist, wobei das untere Gehäuse (200) einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Batteriemoduls (100) und eine Kühleinheit (240), die das Batteriemodul (100) kühlt, aufweist (S100), Auftragen eines wärmeleitfähigen Füllstoffs (300) auf eine Auflagefläche des unteren Gehäuses (200), an welcher das Batteriemodul (100) aufgenommen ist, (S200) und Montieren des Batteriemoduls (100) an dem unteren Gehäuse (200), auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff (300) aufgetragen ist (S300).
  12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, ferner aufweisend: vor dem Montieren des Batteriemoduls (100) an dem unteren Gehäuse (200), auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff (300) aufgetragen ist, Bereitstellen des Modulgehäuses (110), wobei ein Bodenabschnitt des Modulgehäuses (110) offen ist und darin definiert den Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen (120) aufweist, und Bereitstellen des Batteriemoduls (100) durch Montieren der Vielzahl von Batteriezellen (120) in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses (110).
  13. Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, wobei beim Bereitstellen des Batteriemoduls (100) durch Montieren der Vielzahl von Batteriezellen (120) in dem Aufnahmeraum des Modulgehäuses (110) Bodenflächen der Vielzahl von Batteriezellen (120) nach außen durch den offenen Bodenabschnitt des Modulgehäuses (110) freigelegt werden.
  14. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner aufweisend: nach dem Montieren des Batteriemoduls (100) an dem unteren Gehäuse (200), auf welches der wärmeleitfähige Füllstoff (300) aufgetragen ist, Einpassen von Führungsstiften (222) des unteren Gehäuses (200) in Führungslöcher (420) in dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) und Anbringen eines Verbindungselements (270) des unteren Gehäuses (200) an einer Automatische-Befestigung-Einheit (430), die an dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) montiert ist, und Anbringen des unteren Gehäuses (200) an dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) durch Einpassen von Bolzen in Kopplungslöcher (221, 410), die in Seitenwandelementen (220) und dem Bodenabschnitt des Fahrzeugbodens (400) gebildet sind.
DE102019132017.8A 2019-07-24 2019-11-26 Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie und Verfahren zum Herstellen derselben Pending DE102019132017A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190089379A KR20210012160A (ko) 2019-07-24 2019-07-24 차량용 배터리 냉각장치 및 그 제조방법
KR10-2019-0089379 2019-07-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019132017A1 true DE102019132017A1 (de) 2021-01-28

Family

ID=74098617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019132017.8A Pending DE102019132017A1 (de) 2019-07-24 2019-11-26 Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie und Verfahren zum Herstellen derselben

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11469468B2 (de)
KR (1) KR20210012160A (de)
CN (1) CN112310505A (de)
DE (1) DE102019132017A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210011640A (ko) * 2019-07-23 2021-02-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
EP4120439A1 (de) * 2021-07-16 2023-01-18 Volvo Car Corporation Strukturbatterie mit kühlkanälen
KR102452864B1 (ko) * 2021-09-16 2022-10-12 한국자동차연구원 차량용 배터리장치
KR102402503B1 (ko) * 2022-02-17 2022-05-26 주식회사 서연이화 갭필러 두께 가변 적용을 통한 배터리팩 냉각구조

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7427156B2 (en) * 2004-12-20 2008-09-23 Odyne Corporation Thermally managed battery enclosure for electric and hybrid electric vehicles
US7993155B2 (en) * 2008-09-19 2011-08-09 Better Place GmbH System for electrically connecting batteries to electric vehicles
US20130022845A1 (en) * 2009-12-30 2013-01-24 A123 Systems, Inc. Battery Module System
US9196938B2 (en) * 2010-07-06 2015-11-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
US9905821B2 (en) * 2010-11-15 2018-02-27 Volkswagen Ag Vehicle battery packaging
JP5631163B2 (ja) * 2010-11-16 2014-11-26 本田技研工業株式会社 車両用バッテリユニット
KR101271858B1 (ko) * 2011-03-08 2013-06-07 로베르트 보쉬 게엠베하 방열 특성이 향상된 배터리 팩
DE102011013618A1 (de) * 2011-03-11 2012-09-13 Li-Tec Battery Gmbh Energiespeichervorrichtung
US9070958B2 (en) * 2011-04-15 2015-06-30 Johnson Controls Technology Llc Battery system having an external thermal management system
JP2013012441A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及び電源装置を備える車両
WO2013171885A1 (ja) * 2012-05-17 2013-11-21 日立ビークルエナジー株式会社 電池モジュール
KR101936962B1 (ko) * 2013-06-28 2019-01-09 현대자동차주식회사 차량의 배터리 냉각 시스템
JP2015103274A (ja) * 2013-11-20 2015-06-04 株式会社東芝 電池モジュール
US9731622B2 (en) * 2014-01-07 2017-08-15 Atieva, Inc. EV battery pack multi-mode cooling system
US9515357B2 (en) * 2014-01-15 2016-12-06 Ford Global Technologies, Llc Battery thermal management system for electrified vehicle
KR101579483B1 (ko) * 2014-02-25 2015-12-22 엘지전자 주식회사 배터리팩
US9853263B2 (en) * 2014-11-10 2017-12-26 Ford Global Technologies, Llc Battery assembly including structural foamed materials
KR101941117B1 (ko) 2015-02-27 2019-01-23 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
CN106427936B (zh) * 2015-08-04 2020-04-24 岳秀兰 监控工作站、换电池站和电动汽车通过物联网组成的电池箱更换系统
KR102062831B1 (ko) 2016-04-01 2020-01-07 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
US10062876B2 (en) * 2016-07-07 2018-08-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module carrier, battery module, and vehicle with a battery system
US10700395B2 (en) * 2016-08-09 2020-06-30 Nio Usa, Inc. Battery module housing having an integrally-formed cooling plate
KR20180069989A (ko) * 2016-12-15 2018-06-26 현대자동차주식회사 냉각 구조가 구비된 배터리 모듈
KR102322289B1 (ko) * 2017-01-03 2021-11-05 현대자동차주식회사 방열성 복합소재 및 이를 포함하는 수냉식 배터리 시스템
KR102270156B1 (ko) * 2017-03-21 2021-06-28 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
DE102017213470A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriemodul und Batteriemodulstapel für ein Kraftfahrzeug
KR102204303B1 (ko) * 2017-10-27 2021-01-15 주식회사 엘지화학 전지 셀 냉각 및 고정 구조가 통합된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20190054300A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 현대자동차주식회사 배터리
KR20200055215A (ko) * 2018-11-12 2020-05-21 현대자동차주식회사 배터리 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US11469468B2 (en) 2022-10-11
US20210028422A1 (en) 2021-01-28
KR20210012160A (ko) 2021-02-03
CN112310505A (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019132017A1 (de) Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugbatterie und Verfahren zum Herstellen derselben
EP2476151B1 (de) Modulspeichersystem mit einem modulträger und einem energiespeichermodul
DE102019122340A1 (de) Batteriemodul und akku mit diesem modul
DE102018133391A1 (de) Batteriemodul und Herstellungsverfahren desselben
DE112007002809T5 (de) Elektrisches Leistungszuführsystem
DE102004005393A1 (de) Elektrochemischer Energiespeicher
DE112014004455T5 (de) Elektrisches Fahrzeugschloss
DE102004005394A1 (de) Elektrochemischer Energiespeicher
DE102006040202A1 (de) Batterieanordnung
DE102010028194A1 (de) Batterie mit einer Kühlplatte und Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Batterie
DE102011107075B4 (de) Batteriemodul
DE102014220896A1 (de) Batterieanordnung
DE102012224016A1 (de) Stromzuführvorrichtung
DE102007017019A1 (de) Kühlsystem für Fahrzeugbatterien
DE102018221477A1 (de) Batteriemodul aufweisend eine Mehrzahl an Batteriezellen
DE102019114621A1 (de) Batteriemodul und verfahren zum ausbilden eines batteriemodulgehäuses
DE102017005401A1 (de) Baukastensystem und Kraftfahrzeug
DE102017005400A1 (de) Energiespeicheranordnung und Kraftfahrzeug
DE102008059941A1 (de) Batterieeinheit mit einer Mehrzahl von zylindrischen Einzelzellen
DE102018109470A1 (de) Batteriemodul zur Verwendung bei einer Hochvolt-Batterie eines Elektrofahrzeugs
DE102017005314A1 (de) Energiespeicheranordnung und Kraftfahrzeug
DE102017113973A1 (de) Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie
DE102017005329A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Batteriewanne
DE102018221439A1 (de) Fahrzeugbatterieeinheit
DE102019216476A1 (de) Vorrichtung zum Kühlen einer Batterie für ein Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed