DE102019216740A1 - Arrangement with conductor and cooling area - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung (10) mit einem Stromleiter (30) und zumindest einem Kühlbereich (40).Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest ein Hohlraum (33, 33a, 33b, 33i), der einen Kühlmitteldurchfluss ermöglicht und einen Kühlbereich (40) bildet, zwischen zwei voneinander beabstandeten Anschlussstellen (30a, 30b) des Stromleiters (30) angeordnet ist und durch zwei zueinander beabstandete, jeweils nichtplane elektrisch leitfähige Platten (31, 32, 30i) des Stromleiters (30) begrenzt wird, die entlang eines Stromflusses zwischen den zwei Anschlussstellen (30a, 30b) gesehen unterschiedlich lange Strompfade bilden.The invention relates to an arrangement (10) with a conductor (30) and at least one cooling area (40). According to the invention, it is provided that at least one cavity (33, 33a, 33b, 33i), which enables a coolant to flow through, and a cooling area ( 40), is arranged between two spaced apart connection points (30a, 30b) of the conductor (30) and is delimited by two spaced apart, each non-planar electrically conductive plates (31, 32, 30i) of the conductor (30), which along one Form current flow between the two connection points (30a, 30b) seen different lengths of current paths.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen mit einem Stromleiter und zumindest einem Kühlbereich. Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2017 114 330 A1 bekannt. Bei der vorbekannten Anordnung weist der Stromleiter eine plane Grundplatte auf.The invention relates to arrangements with a current conductor and at least one cooling area. Such arrangements are, for example, from the German Offenlegungsschrift DE 10 2017 114 330 A1 known. In the previously known arrangement, the current conductor has a flat base plate.

Anordnungen der beschriebenen Art werden insbesondere als Vorrichtung zur Kühlung von Batterien eingesetzt.Arrangements of the type described are used in particular as a device for cooling batteries.

Die Temperatur ist ein dominanter Parameter beim Alterungs- und Sicherheitsverhalten beispielsweise von Lithium-Ionen-Batterien, welche zur relevantesten Batterietechnologie in Traktionsanwendungen wird. Die optimale Betriebstemperatur der meisten Lithium-Ionenbatterietechnologien liegt im Bereich von 20 bis 30 °C. Je höher die Temperatur einer Lithium-Ionen-Batterie ist, desto schneller erreicht sie ihr Lebensende. Zudem dürfen Lithium-Ionen-Batterien eine zelltechnologieabhängige, charakteristische Temperatur nie überschreiten, da ansonsten eine unkontrollierte, selbstbeschleunigende, exotherme Reaktion (Thermal Runaway) ausgelöst und die betroffenen Batteriezellen zerstört werden. Da Lithium-Ionen-Batterien im Betrieb unweigerlich Wärme erzeugen, muss diese Wärmeenergie insbesondere aus größeren Batterieverbünden abgeführt und an die Umgebung oder ein Kühlsystem abgegeben werden können, damit die Temperatur der Batterien kontrollierbar ist. Darüber hinaus entsteht die Wärme in einer Lithium-Ionen-Batterie nicht homogen bzw. kann ohne geeignete Mittel nicht homogen abgeführt werden, was in der Praxis ungewollte Temperaturgradienten zur Folge hat.The temperature is a dominant parameter in the aging and safety behavior of lithium-ion batteries, for example, which is becoming the most relevant battery technology in traction applications. The optimum operating temperature for most lithium-ion battery technologies is in the range of 20 to 30 ° C. The higher the temperature of a lithium-ion battery, the faster it will reach the end of its life. In addition, lithium-ion batteries must never exceed a cell technology-dependent, characteristic temperature, otherwise an uncontrolled, self-accelerating, exothermic reaction (thermal runaway) will be triggered and the affected battery cells will be destroyed. Since lithium-ion batteries inevitably generate heat during operation, this thermal energy must be able to be dissipated from larger battery networks and released to the environment or a cooling system so that the temperature of the batteries can be controlled. In addition, the heat in a lithium-ion battery is not generated homogeneously or cannot be dissipated homogeneously without suitable means, which in practice results in undesired temperature gradients.

Um die Wärme aus dem Batteriesystem abzuführen, sollte also entweder eine Wärmeabgabe der Batteriezellen an die Umgebung ermöglicht oder ein Kühlsystem in direkten Kontakt mit einer oder mehreren Oberflächen des Batteriegehäuses gebracht werden. Die Wärme fließt dann zunächst vom Entstehungsort innerhalb der einzelnen Zellen über den sich aus der Topologie des Batterie- und Kühlsystems ergebenen Wärmeleitpfad in das Kühlsystem.In order to dissipate the heat from the battery system, either the battery cells should allow heat to be released to the environment or a cooling system should be brought into direct contact with one or more surfaces of the battery housing. The heat then initially flows from the point of origin within the individual cells via the heat conduction path resulting from the topology of the battery and cooling system into the cooling system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der oben beschriebenen Art mit Blick auf einen einfachen mechanischen Aufbau und besonders guter Kühlmöglichkeit weiter zu verbessern.The invention is based on the object of further improving an arrangement of the type described above with a view to a simple mechanical structure and particularly good cooling options.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by an arrangement having the features according to patent claim 1. Advantageous configurations of the arrangement according to the invention are specified in the subclaims.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Hohlraum, der einen Kühlmitteldurchfluss ermöglicht und einen Kühlbereich bildet, zwischen zwei voneinander beabstandeten Anschlussstellen des Stromleiters angeordnet ist und durch zwei zueinander beabstandete, jeweils nichtplane elektrisch leitfähige Platten des Stromleiters begrenzt wird, die entlang eines Stromflusses zwischen den zwei Anschlussstellen gesehen unterschiedlich lange Strompfade bilden.According to the invention, it is provided that at least one cavity, which enables a coolant flow and forms a cooling area, is arranged between two spaced-apart connection points of the conductor and is delimited by two spaced apart, non-planar electrically conductive plates of the conductor, which run along a current flow between the two connection points form current paths of different lengths when viewed.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, dass die zumindest zwei zueinander beabstandeten, nicht planen Platten in vorteilhafter Weise einen zum Durchfluss von Kühlmittel geeigneten Hohlraum bilden, der - wegen der nicht planen Form - eine mechanische Flexibilität bei der Montage und - zum Beispiel während des Stromflusses - schwankenden Temperaturen gewährleistet.An essential advantage of the arrangement according to the invention is that the at least two spaced apart, non-planar plates advantageously form a cavity suitable for the flow of coolant, which - because of the non-planar shape - provides mechanical flexibility during assembly and - for Example during the current flow - fluctuating temperatures guaranteed.

Die Platten sind vorzugsweise flexibel und bevorzugt als flexible Lamellen ausgebildet.The plates are preferably flexible and preferably designed as flexible lamellae.

Die Dicke der Platten liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,05 und 10 mm. Die Platten bestehen vorzugsweise aus Kupfer, kupferhaltigen Legierungen, Aluminium, aluminiumhaltigen Legierungen, Eisen, eisenhaltigen Legierungen und/oder oberflächenbehandelten Varianten der genannten Materialien.The thickness of the plates is preferably in a range between 0.05 and 10 mm. The plates are preferably made of copper, copper-containing alloys, aluminum, aluminum-containing alloys, iron, iron-containing alloys and / or surface-treated variants of the materials mentioned.

Mit Blick auf eine besonders effiziente Wärmeabfuhr wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Stromleiter einen Plattenstapel mit drei oder mehr nichtplanen flexiblen Platten, insbesondere flexiblen Lamellen, aufweist, die im Bereich der Anschlussstellen aufeinander liegen und im Kühlbereich zueinander beabstandet sind und zwischen einander jeweils einen Hohlraum begrenzen, der einen Kühlmitteldurchfluss ermöglicht.With a view to particularly efficient heat dissipation, it is considered advantageous if the conductor has a stack of plates with three or more non-planar flexible plates, in particular flexible lamellas, which lie on top of one another in the area of the connection points and are spaced apart in the cooling area and one between each other Limit cavity that allows coolant to flow through.

Die nichtplanen Platten sind - betrachtet ausgehend von einer fiktiven Verbindungslinie zwischen den Anschlussstellen des Stromleiters - vorzugsweise jeweils in dieselbe Richtung weggewölbt und im Wölbungsbereich zumindest näherungsweise äquidistant zueinander, so dass sie einen oder mehrere bogenförmige Hohlräume bilden.The non-planar plates are - viewed starting from a fictitious connecting line between the connection points of the conductor - preferably each arched away in the same direction and at least approximately equidistant from one another in the arching area, so that they form one or more arched cavities.

Der Stromleiter weist vorzugsweise im Kühlbereich eine fiktive Achse auf, die senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen den Anschlussstellen verläuft.The current conductor preferably has a fictitious axis in the cooling area which runs perpendicular to the connecting line between the connection points.

Die nichtplanen Platten sind im Kühlbereich vorzugsweise bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, elliptisch bogenförmig, wellenförmig oder mehreckig und/oder konzentrisch, um die fiktive Achse herum angeordnet.The non-planar plates are preferably arc-shaped, in particular circular arc-shaped, elliptically arc-shaped, wave-shaped or polygonal and / or concentric, arranged around the fictitious axis in the cooling area.

Der im Stromleiter zwischen den Anschlussstellen fließende Strom wird bevorzugt auf die Platten aufgeteilt, so dass in jeder Platte ein Teilstrom fließt.The current flowing in the conductor between the connection points is preferably divided between the plates so that a partial current flows in each plate.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Platten derart ausgestaltet sind, dass Teilströme gleich groß oder zumindest innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich groß sind.It is particularly advantageous if the plates are designed in such a way that partial flows are of the same size or at least are of the same size within a predetermined tolerance.

Mit Blick auf eine gleichmäßige Teilstromverteilung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Dicke der Platten unterschiedlich ist, wobei zumindest eine der Platten, vorzugsweise jede der Platten, die einen längeren Strompfad als eine andere Platte bildet, dicker als diese andere Platte ist.With a view to a uniform partial flow distribution, it is considered advantageous if the thickness of the plates is different, at least one of the plates, preferably each of the plates, which forms a longer flow path than another plate, being thicker than this other plate.

Alternativ oder zusätzlich kann - ebenfalls mit Blick auf eine gleichmäßige Teilstromverteilung - in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Materialien der Platten unterschiedlich sind, wobei zumindest eine der Platten, vorzugsweise jede der Platten, die einen längeren Strompfad als eine andere Platte bildet, aus einem leitfähigeren Material besteht als diese andere Platte.Alternatively or additionally - also with a view to a uniform partial flow distribution - it can advantageously be provided that the materials of the plates are different, with at least one of the plates, preferably each of the plates, which forms a longer flow path than another plate, from a more conductive material than this other plate.

Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass alle Platten des Stromleiters im Kühlbereich nichtplan, insbesondere gewölbt, sind. Der Kühlbereich kann in diesem Falle einen mechanischen Toleranzausgleichsabschnitt zwischen Anschlussstellen des Stromleiters bilden.In an embodiment variant which is regarded as particularly advantageous, it is provided that all the plates of the current conductor in the cooling area are not flat, in particular are curved. In this case, the cooling area can form a mechanical tolerance compensation section between connection points of the conductor.

Mit Blick auf die Bildung eines Toleranzausgleichsabschnitts wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Kühlbereich entlang der Verbindungslinie zwischen den zwei Anschlussstellen des Stromleiters durch Biegen der nichtplanen, insbesondere gewölbten, Platten mechanisch flexibel ist und der Abstand zwischen den zwei Anschlussstellen durch dieses Biegen veränderbar ist.With a view to the formation of a tolerance compensation section, it is considered advantageous if the cooling area is mechanically flexible along the connecting line between the two connection points of the conductor by bending the non-planar, in particular curved, plates and the distance between the two connection points can be changed by this bending.

Bei einer anderen als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Stromleiter im Kühlbereich mindestens zwei Hohlräume aufweist, die durch eine plane Grundplatte und zwei oder mehr nichtplane Platten gebildet werden. Mit einer Grundplatte kann eine besonderes große mechanische Stabilität erreicht werden.In another embodiment variant, which is regarded as particularly advantageous, it is provided that the current conductor has at least two cavities in the cooling area, which are formed by a flat base plate and two or more non-flat plates. A particularly high mechanical stability can be achieved with a base plate.

Der zumindest eine Hohlraum wird vorzugsweise mit einem nichtleitenden Kühlmittel, insbesondere Luft, gekühlt.The at least one cavity is preferably cooled with a non-conductive coolant, in particular air.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung zumindest zwei Batteriezellen aufweist, wobei an eine der Anschlussstellen des Stromleiters der Pluspol einer der Batteriezellen und an die andere Anschlussstelle der Minuspol einer anderen der Batteriezellen angeschlossen ist.It is also advantageous if the arrangement has at least two battery cells, the positive pole of one of the battery cells being connected to one of the connection points of the current conductor and the negative pole of another of the battery cells being connected to the other connection point.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

  • 1 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung mit zwei gebogenen Platten und einem Toleranzausgleichsabschnitt,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung mit mehreren gebogenen Platten und einem Toleranzausgleichsabschnitt,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung mit zwei gebogenen Platten und einer planen Grundplatte, und
  • 4 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung mit mehreren gebogenen Platten und einer planen Grundplatte.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments; show by way of example
  • 1 an embodiment of an arrangement according to the invention with two curved plates and a tolerance compensation section,
  • 2 an embodiment of an arrangement according to the invention with several curved plates and a tolerance compensation section,
  • 3 an embodiment of an arrangement according to the invention with two curved plates and a flat base plate, and
  • 4th an embodiment of an arrangement according to the invention with a plurality of curved plates and a flat base plate.

In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.In the figures, the same reference symbols are always used for identical or comparable components.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung 10, die zwei Batteriezellen 20 und 21 umfasst. Die beiden Batteriezellen 20 und 21 sind elektrisch mittels eines Stromleiters 30 miteinander verbunden. Zu diesem Zweck ist der Plusanschluss der in der 1 linken Batteriezelle 20 mit einer in der 1 linken Anschlussstelle 30a des Stromleiters 30 und der Minuspol der in der 1 rechten Batteriezelle 21 mit einer in der 1 rechten Anschlussstelle 30b des Stromleiters 30 verbunden.The 1 shows an embodiment of an arrangement 10 who have favourited two battery cells 20th and 21st includes. The two battery cells 20th and 21st are electrical by means of a conductor 30th connected with each other. For this purpose, the plus connection is the one in the 1 left battery cell 20th with one in the 1 left junction 30a of the conductor 30th and the negative pole in the 1 right battery cell 21st with one in the 1 right junction 30b of the conductor 30th connected.

Der Stromleiter 30 wird durch einen Plattenstapel gebildet, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine erste Platte 31 und eine zweite Platte 32 umfasst. Im Bereich der beiden Anschlussstellen 30a und 30b liegen die beiden Platten 31 und 32 unmittelbar aufeinander auf. Im Bereich zwischen den beiden Anschlussstellen 30a und 30b sind die beiden Platten 31 und 32 jeweils gewölbt und bilden zwischeneinander einen Hohlraum 33. Der Hohlraum 33 ermöglicht einen Kühlmitteldurchfluss eines nicht weiter gezeigten Kühlmittels in einer Durchflussrichtung senkrecht zur Bildebene in der 1 bzw. entlang einer fiktiven Achse des Stromleiters 30, die in der 1 mit dem Bezugszeichen FA gekennzeichnet ist. Die fiktive Achse FA erstreckt sich ebenfalls senkrecht zur Bildebene gemäß 1.The conductor 30th is formed by a plate stack, which in the embodiment according to 1 a first record 31 and a second plate 32 includes. In the area of the two connection points 30a and 30b the two plates lie 31 and 32 immediately on each other. In the area between the two connection points 30a and 30b are the two panels 31 and 32 each arched and form a cavity between each other 33 . The cavity 33 enables a coolant flow of a coolant (not shown further) in a flow direction perpendicular to the image plane in FIG 1 or along a fictitious axis of the conductor 30th that are in the 1 with the reference number FA is marked. The fictitious axis FA also extends perpendicular to the image plane according to 1 .

Zur Kühlung des Stromleiters 30 bzw. der Anordnung 10 insgesamt wird vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlgas als Kühlmittel durch den Hohlraum 33 entlang der fiktiven Achse FA bzw. senkrecht zur Bildebene der 1 geleitet. Das Kühlmittel ist vorzugsweise elektrisch nichtleitend. Eine Kühlmittelpumpe, die einen Durchfluss des Kühlmittels durch den Hohlraum 33 des Stromleiters 30 entlang der fiktiven Achse FA hervorruft, ist aus Gründen der Übersicht nicht weiter dargestellt.For cooling the conductor 30th or the arrangement 10 overall, a cooling liquid or a cooling gas is preferably used as the coolant through the cavity 33 along the fictitious axis FA or perpendicular to the image plane of the 1 directed. The coolant is preferably electrically non-conductive. A coolant pump that allows coolant to flow through the cavity 33 of the conductor 30th along the fictitious axis FA is not shown for reasons of clarity.

Der durch die gebogenen Abschnitte der beiden Platten 31 und 32 gebildete Hohlraum 33 kann - wegen des möglichen Kühlmitteldurchflusses - auch als Kühlbereich 40 des Stromleiters 30 bezeichnet werden.The one made by the curved sections of the two plates 31 and 32 formed cavity 33 can - because of the possible coolant flow - also as a cooling area 40 of the conductor 30th are designated.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die beiden Platten 31 und 32 im Kühlbereich 40 bzw. im Bereich des Hohlraums 33 bogenförmig, beispielsweise kreisbogenförmig, um die fiktive Achse FA herum angeordnet. Die bogenförmige Ausgestaltung ermöglicht eine gewisse Flexibilität des Stromleiters 30 entlang der Verbindungslinie VL zwischen den beiden Anschlussstellen 30a und 30b des Stromleiters 30; mit anderen Worten ist es möglich, den Abstand zwischen den beiden Anschlussstellen 30a und 30b - also entlang der Verbindungslinie VL und/oder quer dazu - zumindest geringfügig zu verändern, sodass ein gewisser Toleranzausgleich bei der Montage gewährleistet wird und darüber hinaus im Falle einer Temperaturänderung temperaturbedingte mechanische Spannungen zwischen den beiden Anschlussstellen 30a und 30b aufgenommen werden können. Die bogenförmige Ausgestaltung der Platten bildet also einen Toleranzausgleichsabschnitt, der in der 1 mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet ist.In the embodiment according to 1 are the two panels 31 and 32 in the cooling area 40 or in the area of the cavity 33 arc-shaped, for example circular arc-shaped, around the fictitious axis FA arranged around. The arcuate design allows a certain flexibility of the conductor 30th along the connecting line VL between the two connection points 30a and 30b of the conductor 30th ; in other words it is possible to adjust the distance between the two connection points 30a and 30b - that is, along the connecting line VL and / or across it - at least slightly, so that a certain tolerance compensation is guaranteed during assembly and, moreover, in the event of a temperature change, temperature-related mechanical stresses between the two connection points 30a and 30b can be included. The arcuate design of the plates thus forms a tolerance compensation section, which in the 1 with the reference number 50 is marked.

Die 1 lässt auch erkennen, dass der durch den Stromleiter 30 zwischen den beiden Batteriezellen 20 und 21 fließende Strom I im Bereich des Hohlraums 33 bzw. im Kühlbereich 40 auf zwei Teilströme I1 und I2 aufgeteilt wird. Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Teilströme I1 und I2 gleich groß oder zumindest innerhalb einer vorgegebenen Toleranz von beispielsweise ± 10 % gleich groß sind.The 1 also reveals that the one through the conductor 30th between the two battery cells 20th and 21st flowing stream I. in the area of the cavity 33 or in the cooling area 40 on two partial streams I1 and I2 is divided. It is advantageous if the two partial flows I1 and I2 are the same size or are at least the same size within a predetermined tolerance of, for example, ± 10%.

Um die beschriebene gleichmäßige Aufteilung der Teilströme I1 und I2 auf die beiden Platten 31 und 32 zu ermöglichen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die in der 1 obere erste Platte 31, die einen längeren Strompfad bildet als die in der 1 untere zweite Platte 32, dicker als die zweite Platte 32 ist und/oder aus einem leitfähigeren Material als diese zweite Platte 32 besteht.About the even distribution of the partial flows described I1 and I2 on the two plates 31 and 32 to enable, it can be provided, for example, that the in the 1 top first plate 31 that forms a longer current path than that in the 1 lower second plate 32 , thicker than the second plate 32 and / or made of a more conductive material than this second plate 32 consists.

Die 2 zeigt eine Ausführungsvariante des Stromleiters 30 gemäß 1 in einer dreidimensionalen Darstellung schräg von der Seite. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist der Stromleiter 30 einen Plattenstapel aus einer Vielzahl an einzelnen Platten auf, die in der 2 mit dem Bezugszeichen 30i gekennzeichnet sind. Durch die Vielzahl an Platten 30i wird eine Vielzahl an Hohlräumen 33i zwischen diesen Platten 30i gebildet, die vorzugsweise jeweils von einem Kühlmittel durchflossen werden, um den Stromleiter 30 im Falle eines elektrischen Stromflusses zu kühlen. Die Hohlräume 33i können von demselben oder unterschiedlichen Kühlmitteln durchflossen werden.The 2 shows a variant of the electrical conductor 30th according to 1 in a three-dimensional representation diagonally from the side. In contrast to the exemplary embodiment according to FIG 1 shows the conductor 30th a stack of plates made up of a large number of individual plates stored in the 2 with the reference number 30i Marked are. Due to the large number of plates 30i becomes a multitude of cavities 33i between these plates 30i formed, which are preferably each traversed by a coolant to the conductor 30th to cool in the event of an electrical current flow. The cavities 33i The same or different coolants can flow through them.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist es vorteilhaft, wenn die in den Platten 30i fließenden Teilströme jeweils gleich groß sind; dies kann durch eine geeignete Materialwahl und/oder eine geeignete Dickenwahl der Platten 30i erreicht werden, wie dies beispielhaft im Zusammenhang mit der 1 bereits erläutert worden ist.Also in the embodiment according to 2 it is beneficial if those in the panels 30i flowing partial currents are each of the same size; this can be achieved through a suitable choice of material and / or a suitable choice of thickness of the plates 30i can be achieved, as exemplified in connection with the 1 has already been explained.

Darüber hinaus lässt die 2 gut erkennen, dass im Kühlbereich 40 bzw. im gewölbten Bereich der Platten 30i ein Toleranzausgleichsabschnitt 50 gebildet wird, der eine gewisse mechanische Flexibilität bzw. ein gewisses Verbiegen des Stromleiters 30 entlang der Verbindungslinie VL gemäß 1 ermöglicht.In addition, the 2 well recognize that in the cooling area 40 or in the arched area of the plates 30i a tolerance compensation section 50 is formed, which has a certain mechanical flexibility or a certain bending of the conductor 30th along the connecting line VL according to 1 enables.

Diesbezüglich gelten auch die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der 1 entsprechend.In this regard, the above statements in connection with the 1 corresponding.

Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Ausführungsbeispiels gemäß 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist der Stromleiter 30 drei Platten auf, und zwar zwei gewölbte Platten 31 und 32, die beispielsweise mit den in der 1 gezeigten Platten 31 und 32 identisch sein können, und eine plane Grundplatte 34, die die beiden Anschlussstellen 30a und 30b des Stromleiters 30 ungebogen verbindet und somit parallel zur Verbindungslinie VL verläuft.The 3 shows a further variant of the embodiment according to 1 . In the embodiment according to 3 shows the conductor 30th three plates, namely two domed plates 31 and 32 for example, those in the 1 plates shown 31 and 32 can be identical, and a flat base plate 34 that the two connection points 30a and 30b of the conductor 30th connects unbent and thus parallel to the connecting line VL runs.

Die drei Platten 31, 32 und 34 bilden zwei Hohlräume 33a und 33b, die vorzugsweise jeweils von einem Kühlmittel durchflossen werden und gemeinsam einen Kühlbereich 40 bilden. Die zwei Hohlräume 33a und 33b können von demselben oder unterschiedlichen Kühlmitteln durchflossen werden.The three plates 31 , 32 and 34 form two cavities 33a and 33b , which are preferably each traversed by a coolant and together a cooling area 40 form. The two cavities 33a and 33b The same or different coolants can flow through them.

Durch die zusätzlich vorgesehene plane Grundplatte 34 wird der Abstand zwischen den beiden Anschlussstellen 30a und 30b

  • - im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 - konstant gehalten, wodurch die Stabilität der Gesamtanordnung erhöht wird.
Due to the additionally provided flat base plate 34 becomes the distance between the two connection points 30a and 30b
  • - In contrast to the embodiments according to 1 and 2 - kept constant, whereby the stability of the overall arrangement is increased.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Teilströme I1, I2 und 13, die durch die Platten 31, 32 und 34 fließen, gleich oder zumindest annähernd gleich groß sind; dies lässt sich - wie erläutert - durch eine geeignete Materialwahl und/oder eine geeignete Dickenwahl der Platten erreichen.Also in the embodiment according to 3 it is considered advantageous if the partial flows I1 , I2 and 13 passing through the panels 31 , 32 and 34 flow, are the same or at least approximately the same size; As explained, this can be achieved by a suitable choice of material and / or a suitable choice of thickness of the plates.

Die 4 zeigt eine Ausführungsvariante des Ausführungsbeispiels gemäß 3. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist eine plane Grundplatte 34 vorhanden, die die Anschlussstellen 30a und 30b unmittelbar verbindet und somit parallel zur Verbindungslinie VL gemäß 3 verläuft.The 4th shows a variant of the embodiment according to 3 . Also at according to the embodiment 4th is a flat base plate 34 present that the connection points 30a and 30b connects directly and thus parallel to the connecting line VL according to 3 runs.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist das Ausführungsbeispiel gemäß 4 - in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel gemäß 2 - eine Vielzahl an gewölbten Platten 30i auf, die untereinander Hohlräume 33i bilden, die vorzugsweise jeweils von einem Kühlmittel entlang der fiktiven Achse FA durchflossen werden; diesbezüglich gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den 1 bis 3 entsprechend.In contrast to the embodiment according to 3 shows the embodiment according to 4th - Based on the embodiment according to 2 - a variety of domed panels 30i on the cavities between each other 33i form, preferably each of a coolant along the fictitious axis FA are flowed through; in this regard, the above statements apply in connection with the 1 to 3 corresponding.

Die 4 zeigt darüber hinaus noch Bohrungen 60, die ein Anschweißen oder ein Anbringen von Batteriezellen an den Stromleiter 30 vereinfachen.The 4th also shows holes 60 that involve welding or attaching battery cells to the conductor 30th simplify.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in more detail by preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Anordnungarrangement
2020th
BatteriezelleBattery cell
2121
BatteriezelleBattery cell
3030th
StromleiterConductor
30a30a
AnschlussstelleJunction
30b30b
AnschlussstelleJunction
30i30i
Plattenplates
3131
Platteplate
3232
Platteplate
3333
Hohlraumcavity
33a33a
Hohlraumcavity
33b33b
Hohlraumcavity
33i33i
HohlräumeCavities
3434
plane Grundplatteflat base plate
4040
KühlbereichCooling area
5050
ToleranzausgleichsabschnittTolerance compensation section
6060
Bohrung drilling
FAFA
fiktive Achsefictitious axis
II.
Stromelectricity
I1I1
TeilstromPartial flow
I2I2
TeilstromPartial flow
I3I3
TeilstromPartial flow
VLVL
VerbindungslinieConnecting line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102017114330 A1 [0001]DE 102017114330 A1 [0001]

Claims (14)

Anordnung (10) mit einem Stromleiter (30) und zumindest einem Kühlbereich (40), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlraum (33, 33a, 33b, 33i), der einen Kühlmitteldurchfluss ermöglicht und einen Kühlbereich (40) bildet, zwischen zwei voneinander beabstandeten Anschlussstellen (30a, 30b) des Stromleiters (30) angeordnet ist und durch zwei zueinander beabstandete, jeweils nichtplane elektrisch leitfähige Platten (31, 32, 30i) des Stromleiters (30) begrenzt wird, die entlang eines Stromflusses zwischen den zwei Anschlussstellen (30a, 30b) gesehen unterschiedlich lange Strompfade bilden.Arrangement (10) with a current conductor (30) and at least one cooling area (40), characterized in that at least one cavity (33, 33a, 33b, 33i), which allows a coolant flow and forms a cooling area (40), between two of each other spaced connection points (30a, 30b) of the conductor (30) and is delimited by two spaced apart, each non-planar electrically conductive plates (31, 32, 30i) of the conductor (30), which along a current flow between the two connection points (30a , 30b) form current paths of different lengths when viewed. Anordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (31, 32, 30i) als flexible Lamellen ausgebildet sind.Arrangement (10) according to Claim 1 , characterized in that the plates (31, 32, 30i) are designed as flexible lamellae. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (30) einen Plattenstapel mit drei oder mehr nichtplanen, flexiblen Platten (31, 32, 30i), insbesondere Lamellen, aufweist, die im Bereich der Anschlussstellen (30a, 30b) aufeinander liegen und im Kühlbereich (40) zueinander beabstandet sind und zwischen einander jeweils einen Hohlraum (33, 33a, 33b, 33i) begrenzen, der einen Kühlmitteldurchfluss ermöglicht.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor (30) has a plate stack with three or more non-planar, flexible plates (31, 32, 30i), in particular lamellae, which in the area of the connection points (30a, 30b) lie on top of one another and are spaced apart from one another in the cooling region (40) and delimit a cavity (33, 33a, 33b, 33i) between one another, which allows a coolant to flow through. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Stromleiter (30) im Kühlbereich (40) eine fiktive Achse (FA) aufweist, die senkrecht zu einer fiktiven Verbindungslinie (VL) zwischen den Anschlussstellen (30a, 30b) verläuft, und - die nichtplanen Platten (31, 32, 30i) im Kühlbereich (40) bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, elliptisch bogenförmig, wellenförmig oder mehreckig und/oder konzentrisch, um die fiktive Achse (FA) herum angeordnet sind.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the current conductor (30) in the cooling area (40) has a fictitious axis (FA) which is perpendicular to a fictitious connecting line (VL) between the connection points (30a, 30b) runs, and - the non-planar plates (31, 32, 30i) in the cooling area (40) are arcuate, in particular circular arc, elliptically arcuate, undulating or polygonal and / or concentric, are arranged around the fictitious axis (FA). Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Stromleiter (30) zwischen den Anschlussstellen (30a, 30b) fließende Strom auf die Platten (31, 32, 30i) aufgeteilt wird und in jeder Platte (31, 32, 30i) ein Teilstrom (11, 12) fließt.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the current flowing in the conductor (30) between the connection points (30a, 30b) is divided between the plates (31, 32, 30i) and in each plate (31, 32 , 30i) a partial stream (11, 12) flows. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Platten (31, 32, 30i) unterschiedlich ist, wobei zumindest eine der Platten (31, 32, 30i), vorzugsweise jede der Platten (31, 32, 30i), die einen längeren Strompfad als eine andere Platte (31, 32, 30i) bildet, dicker als diese andere Platte (31, 32, 30i) ist.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the plates (31, 32, 30i) is different, at least one of the plates (31, 32, 30i), preferably each of the plates (31, 32, 30i), which forms a longer current path than another plate (31, 32, 30i), is thicker than this other plate (31, 32, 30i). Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der Platten (31, 32, 30i) unterschiedlich sind, wobei zumindest eine der Platten (31, 32, 30i), vorzugsweise jede der Platten (31, 32, 30i), die einen längeren Strompfad als eine andere Platte (31, 32, 30i) bildet, aus einem leitfähigeren Material besteht als diese andere Platte (31, 32, 30i).Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the materials of the plates (31, 32, 30i) are different, at least one of the plates (31, 32, 30i), preferably each of the plates (31, 32, 30i), which forms a longer current path than another plate (31, 32, 30i), consists of a more conductive material than this other plate (31, 32, 30i). Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (31, 32, 30i) derart ausgestaltet sind, dass Teilströme (11, 12) gleich groß oder zumindest innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich groß sind.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the plates (31, 32, 30i) are designed such that partial flows (11, 12) are of the same size or at least are of the same size within a predetermined tolerance. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Platten (31, 32, 30i) des Stromleiters (30) im Kühlbereich (40) nichtplan, insbesondere gewölbt, sind.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that all plates (31, 32, 30i) of the conductor (30) in the cooling area (40) are not flat, in particular are curved. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbereich (40) entlang der Verbindungslinie (VL) zwischen den zwei Anschlussstellen (30a, 30b) des Stromleiters (30) durch Biegen der nichtplanen, insbesondere gewölbten, Platten (31, 32, 30i) mechanisch flexibel ist und der Abstand zwischen den zwei Anschlussstellen (30a, 30b) durch dieses Biegen veränderbar ist.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling area (40) along the connecting line (VL) between the two connection points (30a, 30b) of the conductor (30) by bending the non-planar, in particular curved, plates (31 , 32, 30i) is mechanically flexible and the distance between the two connection points (30a, 30b) can be changed by this bending. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (30) im Kühlbereich (40) mindestens zwei Hohlräume (33, 33a, 33b, 33i) aufweist, die durch eine plane Grundplatte (34) und zwei oder mehr nichtplane Platten (31, 32, 30i) gebildet werden.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the current conductor (30) in the cooling area (40) has at least two cavities (33, 33a, 33b, 33i) which are formed by a flat base plate (34) and two or more non-flat plates (31, 32, 30i) are formed. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Hohlraum (33, 33a, 33b, 33i) mit einem nichtleitenden Kühlmittel, insbesondere Luft, gekühlt ist.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one cavity (33, 33a, 33b, 33i) is cooled with a non-conductive coolant, in particular air. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Anordnung (10) zumindest zwei Batteriezellen (20, 21) aufweist, - wobei an eine der Anschlussstellen (30a, 30b) des Stromleiters (30) der Pluspol einer der Batteriezellen (20, 21) und an die andere Anschlussstelle (30a, 30b) der Minuspol einer anderen der Batteriezellen (20, 21) angeschlossen ist.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the arrangement (10) has at least two battery cells (20, 21), - wherein the positive pole of one of the Battery cells (20, 21) and the negative terminal of another of the battery cells (20, 21) is connected to the other connection point (30a, 30b). Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtplanen Platten (31, 32, 30i) - betrachtet ausgehend von einer fiktiven Verbindungslinie (VL) zwischen den Anschlussstellen (30a, 30b) des Stromleiters (30) - jeweils in dieselbe Richtung weggewölbt sind und im Wölbungsbereich zumindest näherungsweise äquidistant zueinander sind und einen oder mehrere bogenförmige Hohlräume bilden.Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the non-planar plates (31, 32, 30i) - viewed starting from a fictitious connecting line (VL) between the connection points (30a, 30b) of the conductor (30) - each in the same direction are arched away and in the arching area at least are approximately equidistant from one another and form one or more arcuate cavities.
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