DE102020004354A1 - Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102020004354A1
DE102020004354A1 DE102020004354.2A DE102020004354A DE102020004354A1 DE 102020004354 A1 DE102020004354 A1 DE 102020004354A1 DE 102020004354 A DE102020004354 A DE 102020004354A DE 102020004354 A1 DE102020004354 A1 DE 102020004354A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
conducting
heat conducting
electrical energy
energy store
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
DE102020004354.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Schurz
Domenico Romano
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102020004354.2A priority Critical patent/DE102020004354A1/de
Priority to KR1020237001911A priority patent/KR20230027197A/ko
Priority to CN202180047820.4A priority patent/CN115769416A/zh
Priority to EP21748510.1A priority patent/EP4182994A1/de
Priority to US18/006,027 priority patent/US20230349646A1/en
Priority to PCT/EP2021/068629 priority patent/WO2022017776A1/de
Priority to JP2023501558A priority patent/JP7518276B2/ja
Publication of DE102020004354A1 publication Critical patent/DE102020004354A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/06—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being attachable to the element
    • 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
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips
    • 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
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • F28D2021/0029—Heat sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0043—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for fuel cells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/08—Tolerance compensating means
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmeleitvorrichtung (14) für einen elektrischen Energiespeicher (10) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (12), mit zumindest einem Wärmeleitelement (16), welches zum Kontaktieren mit zumindest einer Batteriezelle (18) des elektrischen Energiespeichers (10) und zum Abführen von Wärme (Wy) von der zumindest einen Batteriezelle (18) ausgebildet ist, und mit zumindest einem Federelement (20), welches zum Ausüben einer definierten Federkraft zwischen der zumindest einen Batteriezelle (18) und dem zumindest einen Wärmeleitelement (16) ausgebildet ist, wobei das Wärmeleitelement (16) drehbar an einer Halteeinrichtung (24) der Wärmeleitvorrichtung (14) angeordnet ist und das Federelement (20) derart an dem Wärmeleitelement (16) und/oder der Halteeinrichtung (24) angeordnet ist, dass eine Drehbewegung (26) des Wärmeleitelements (16) abgefedert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers, beispielsweise einem Hochvolt-Energiespeicher, eine Wärmeleitpaste oder Wärmeleitvergussmasse verwendet wird, um einen thermischen Kontakt zum Kühlsystem von dem elektrischen Energiespeicher im Kraftfahrzeug zu erreichen. Insbesondere sind Wärmeleitmassen sehr teuer und schwer. Ferner ist ein Aufbringprozess der Wärmeleitmasse im Serienprozess schwer beherrschbar und es kann die Gefahr von Lufteinschlüssen bei der Applikation auftreten und zu Problemen im Fahrbetrieb führen. Ferner lassen sich die Batterieblöcke durch die Haftwirkung nur mit erheblichen Aufwand wieder ausbauen. Des Weiteren ist die Wärmeleitmasse beziehungsweise Wärmeleitvergussmasse nur bedingt recyclingfähig.
  • Die DE 10 2008 010 839 A1 betrifft eine Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie, wobei mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen wärmeleitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind. Die Batterie zeichnet sich insbesondere durch ein Federelement aus, mittels dessen die Einzelzellen definiert an die Wärmeleitplatte pressbar sind.
  • Die DE 10 2008 034 876 A1 betrifft eine Batterie mit einer am Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie, wobei mehrere mittels einer Zellverbinderplatine elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen wärmeleitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind, wobei wenigstens ein Federelement vorgesehen ist, mittels dem die Einzelzellen definiert an die Wärmeleitplatte pressbar sind. Es sind an der Zellverbinderplatine oder an der Metallplatte ein oder mehrere Vorspannelemente zu einer Vorspannung und Befestigung des Federelements angeordnet.
  • Die DE 10 2011 003 538 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Andrücken eines Kühlers an eine Batterie, wobei der Kühler zumindest eine Kühlfläche zum Aufnehmen oder Abgeben von Wärmeenergie aufweist, und wobei die Batterie zumindest eine Kontaktfläche zum Anlegen der Kühlfläche des Kühlers aufweist. Die Vorrichtung weist ein Druckteil mit zumindest einem federelastischen Druckelement zum Übertragen einer Andruckkraft auf einen Teilbereich einer Batterie abgewandten Fläche des Kühlers auf. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Einhängevorrichtung zum Einhängen des Druckteils an der Batterie auf, wobei die Einhängevorrichtung ausgebildet ist, um eine der Andruckkraft entgegen gerichtete Einhängekraft zu erzeugen, wenn der Kühler an der Batterie angeordnet ist und die Einhängevorrichtung an der Batterie eingehängt ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wärmeleitvorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine verbesserte Abführung von Wärme von dem elektrischen Energiespeicher an eine Kühlvorrichtung realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Wärmeleitvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Wärmeleitelement, welches zum Kontaktieren mit zumindest einer Batteriezelle des elektrischen Energiespeichers und zum Abführen von Wärme von der zumindest einen Batteriezelle ausgebildet ist, und mit zumindest einem Federelement, welches zum Ausüben einer definierten Federkraft zwischen der zumindest einen Batteriezelle und dem zumindest einen Wärmeleitelement ausgebildet ist.
  • Es ist vorgesehen, das Wärmeleitelement drehbar an einer Halteeinrichtung der Wärmeleitvorrichtung angeordnet ist und das Federelement derart an dem Wärmeleitelement und/oder an der Halteeinrichtung angeordnet ist, dass eine Drehbewegung des Wärmeleitelements abgefedert ist.
  • Dadurch ist es ermöglicht, dass eine verbesserte Wärmeabführung aus der zumindest einen Batteriezelle an eine Kühleinrichtung realisiert werden kann. Insbesondere ist sowohl das Wärmeleitelement als auch die Halteeinrichtung sehr günstig herstellbar. Ferner können die Wärmeleitplatten im Kraftfahrzeug beziehungsweise in dem elektrischen Energiespeicher sehr einfach montiert beziehungsweise demontiert werden. Des Weiteren kann ein sehr einfacher und reversionsfreundlicher Batterieaufbau realisiert werden, wodurch insbesondere auch der Batterieaufbau kostengünstig ist und eine gute Recyclingfähigkeit aufweist. Ferner kann eine Gewichtseinsparung realisiert werden, insbesondere gegenüber einer herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeleitpaste.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Wärmeleitelement mit einem Gehäuse, insbesondere einer Gehäusewand des Gehäuses, des elektrischen Energiespeichers kontaktiert ist. Mit anderen Worten kann das Wärmeleitelement auf einer Seite mit der zumindest einen Batteriezelle kontaktiert sein und mit der anderen Seite mit dem Gehäuse zum Abführen der Wärme. Somit kann der Wärmeleitpfad von der zumindest einen Batteriezelle über das Wärmeleitelement hin zu dem Gehäuse realisiert werden. Auf der Gehäuseseite ist dann insbesondere eine Kühleinrichtung des elektrischen Energiespeichers ausgebildet, sodass die Wärme weiter abgeführt werden kann. Die Kühleinrichtung kann beispielsweise fluidisch sein.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der elektrische Energiespeicher eine Vielzahl von Batteriezellen und/oder Batteriemodulen aufweist, wobei die Wärmeleitvorrichtung zum Abführen der Wärme der Vielzahl von Batteriezellen und/oder Batteriemodulen ausgebildet ist.
  • Insbesondere ist Ferner die Wärmeleitvorrichtung an einer Unterseite des elektrischen Energiespeichers, insbesondere an einer unteren Gehäusewand, ausgebildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das Wärmeleitelement aus Aluminium ausgebildet. Insbesondere ist Aluminium ein guter Wärmeleiter, sodass verbessert die Wärme von der Batteriezelle abgeführt werden kann. Des Weiteren ist Aluminium sehr leicht, sodass die Wärmeleitvorrichtung gewichtsreduziert bereitgestellt werden kann.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Halteeinrichtung aus Kunststoff ausgebildet ist. Insbesondere kann somit eine einfach herstellbare Halteeinrichtung bereitgestellt werden. Des Weiteren ist Kunststoff strapazierfähig und insbesondere für den Einbau in einen elektrischen Energiespeicher geeignet, da beispielsweise Kunststoff nicht elektrisch leitend ist. Ferner ist Kunststoff leicht, sodass die Wärmeleitvorrichtung gewichtsreduziert ausgebildet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Halteeinrichtung ein Kunststoff-Spritzgussteil. Dadurch ist es ermöglicht, dass auf einfache Weise die Halteeinrichtung gespritzt werden kann. Somit lässt sich mit wenig Herstellungsaufwand die Halteeinrichtung in einem Spritzgusswerkzeug herstellen.
  • Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das Wärmeleitelement in einem Querschnitt des Wärmeleitelements betrachtet S-förmig ausgebildet ist. Insbesondere kann beispielsweise ein oberer Schenkel der S-Form mit der einen Batteriezelle gekoppelt sein. Insbesondere kann ein weiterer Schenkel der S-Form, insbesondere ein unterer Schenkel der S-Form, mit dem Gehäuse gekoppelt sein. Durch die S-Form ist es ermöglicht, dass auf möglichst einfache Art und Weise eine thermische Kopplung zwischen der zumindest einen Batteriezelle und dem Gehäuse hergestellt werden kann. Des Weiteren ist die S-Form einfach um einen Drehpunkt drehbar, sodass die Drehung vereinfach durchgeführt werden kann.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wärmeleitvorrichtung eine Vielzahl von jeweils drehbar gelagerten Wärmeleitelementen aufweist. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass auf Basis der Vielzahl gelagerter Wärmeleitelemente eine gute Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitvorrichtung realisiert ist. Somit kann verbessert die Wärme der zumindest einen Batteriezelle abgeführt werden.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vielzahl von jeweils drehbar gelagerten Wärmeleitelementen geschichtet angeordnet ist. Insbesondere kann dabei das Wärmeleitelement S-förmig ausgebildet sein. Durch die S-Form kann eine einfache Schichtung realisiert werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die thermischen Wärmeleitelemente geschichtet angeordnet werden können, wodurch die Anzahl der thermischen Übertragungselemente, insbesondere der Wärmeleitelemente, signifikant erhöht werden kann. Somit kann eine verbesserte Wärmeabfuhr der elektrischen Batteriezelle realisiert werden. Insbesondere überlappen sich somit jeweils die Wärmeleitelemente zumindest teilweise.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Federelement aus Kunststoff ausgebildet ist. Insbesondere kann somit eine einfache und gewichtsreduzierte Variante des Federelements bereitgestellt werden. Insbesondere ist dieses sehr einfach herstellbar sowie einfach montierbar.
  • Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Federelement als Blattfeder ausgebildet ist. Insbesondere liegt das Federelement dann zumindest bereichsweise an dem Wärmeleitelement an. Durch die Blattfeder kann eine einfache Federwirkung erzeugt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind an dem Wärmeleitelement jeweils zwei Federelemente angeordnet. Beispielsweise bei einer S-förmigen Ausgestaltungsform des Wärmeleitelements kann ein Federelement an einem oberen Schenkel anliegen und ein zweites Federelement an dem unteren Schenkel der S-Form. Insbesondere können sich die Federelemente an der Halteeinrichtung abstützen, sodass eine Federwirkung realisiert werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher mit einer Wärmeleitvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Aspekt. Der elektrische Energiespeicher ist insbesondere als Hochvolt-Batterie ausgebildet. Insbesondere weist der elektrische Energiespeicher eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der zumindest einen Batteriezelle auf.
  • Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher gemäß dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere zumindest teilweise elektrisch, insbesondere vollelektrisch, ausgebildet.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichers mit einer Ausführungsform einer Wärmeleitvorrichtung; und
    • 2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform der Wärmeleitvorrichtung.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichers 10 für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug 12, welches rein schematisch dargestellt ist. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug 12 auch vollelektrisch betrieben sein.
  • Ferner zeigt die 1 eine Wärmeleitvorrichtung 14 für den elektrischen Energiespeicher 10. Die Wärmeleitvorrichtung 14 weist zumindest ein Wärmeleitelement 16, vorliegend insbesondere drei Wärmeleitelemente 16, auf. Das Wärmeleitelement 16 ist zum Kontaktieren mit zumindest einer Batteriezelle 18 des elektrischen Energiespeichers 10 und zum Abführen von Wärme Wy von der Batteriezelle 18 ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der elektrische Energiespeicher 10 eine Vielzahl von Batteriezellen 18 aufweist. Die Batteriezellen 18 können beispielsweise als prismatische Batteriezellen 18 ausgebildet sein. Der elektrische Energiespeicher 10 kann somit insbesondere als Hochvolt-Batterie ausgebildet sein.
  • Ferner weist die Wärmeleitvorrichtung 14 zumindest ein Federelement 20, vorliegend eine Vielzahl von Federelementen 20 auf. Ferner ist durch die jeweiligen Achsen x, y und z eine jeweilige Einbaurichtung im Kraftfahrzeug 12 angezeigt. Die z-Achse beschreibt dabei insbesondere eine Fahrzeughochrichtung, die y-Achse eine Fahrzeugquerrichtung und die x-Achse eine Fahrzeuglängsrichtung. Der elektrische Energiespeicher 10 weist ferner eine Gehäusewand 22 auf, an welcher das zumindest eine Wärmeleitelement 16 kontaktiert ist. Insbesondere kann die Gehäusewand 22 wiederum mit einer Kühlvorrichtung des elektrischen Energiespeichers 12 kontaktiert sein, wodurch erzeugte Wärme Wy von der Batteriezelle 18 über das Wärmeleitelement 16 an die Gehäusewand 22 und dann wiederum an die Kühlvorrichtung abgegeben werden kann. Die Gehäusewand 22 ist insbesondere eine untere Gehäusewand 22 des Gehäuses.
  • Insbesondere ist gezeigt, dass das Wärmeleitelement 16 drehbar an einer Halteeinrichtung 24 der Wärmeleitvorrichtung 14 angeordnet ist und das Federelement 20 derart an dem Wärmeleitelement 16 angeordnet ist, dass eine Drehbewegung 26 des Wärmeleitelements 16 abgefedert ist. Insbesondere kann das Wärmeleitelement 16 um einen Drehpunkt 28 drehbar gelagert sein.
  • Insbesondere ist zu sehen, dass das Wärmeleitelement 16 in einem Querschnitt des Wärmeleitelements 16 betrachtet S-förmig ausgebildet ist. Des Weiteren zeigt die 1, dass die Wärmeleitvorrichtung 14 eine Vielzahl von jeweils drehbar gelagerten Wärmeleitelementen 16 aufweist.
  • Ferner ist in der 1 gezeigt, dass das Federelement 20 insbesondere als Blattfeder ausgebildet ist, wobei ferner gezeigt ist, dass an dem Wärmeleitelement 16 jeweils zwei Federelemente 20 angeordnet sind.
  • 2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine weitere Ausführungsform der Wärmeleitvorrichtung 14. Vorliegend ist insbesondere gezeigt, dass die Vielzahl von jeweils drehbar gelagerten Wärmeleitelementen 16 geschichtet angeordnet ist. Insbesondere überlappen sich somit jeweils die Wärmeleitelemente 16 zumindest teilweise.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Wärmeleitelement 20 aus Aluminium ausgebildet ist. Die Halteeinrichtung 24 kann insbesondere aus Kunststoff ausgebildet sein, insbesondere kann es sich bei der Halteeinrichtung 24 um ein Kunststoff-Spritzgussteil handeln. Das Federelement 20 kann insbesondere ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet sein.
  • Insbesondere ist somit in der 2 gezeigt, dass die Wärmeleitelemente 20 als einzelne Blättchen, insbesondere als thermische Übertragungselemente ausgebildet sind, die der Wärmeleitung dienen und beispielsweise aus einem wärmeleitfähigen Material, wie beispielsweise aus Aluminium, ausgebildet sein können. Diese Wärmeleitelemente 16 werden in der Halteeinrichtung 24, welche beispielsweise ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet sein kann, aufgenommen, die diese gleichzeitig federnd drehbar lagert.
  • Dies hat den Vorteil gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Blechplatte, dass die thermischen Übertragungselemente geschichtet angeordnet werden können, und somit die Anzahl der thermischen Übertragungselemente signifikant höher gewählt werden kann. Des Weiteren können die Kunststoff-Federn, mit anderen Worten die Federelemente 20, in der Halteeinrichtung 24 relativ frei gestaltet werden, wodurch auch geringe Federraten möglich sind.
  • Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass die Bauteile der Wärmeleitvorrichtung 14 beziehungsweise des elektrischen Energiespeichers 10 sehr kostengünstig herstellbar sind. Die Wärmeleitplatten sind im Kraftfahrzeug 12 beziehungsweise im elektrischen Energiespeicher 10 sehr einfach zu montieren und zu demontieren. Des Weiteren kann ein sehr einfacher und reversionsfreundlicher Batterieaufbau realisiert werden, wodurch diese kostengünstig und gut recyclingfähig sind. Ferner kann Baugewicht eingespart werden, da insbesondere die Wärmeleitelemente 20 ein geringeres Gewicht aufweisen als beispielsweise die Wärmeleitpaste.
  • Insgesamt zeigen die Fig. eine Wärmeleitplatte zur Anwendung in HV-Batterien.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    elektrischer Energiespeicher
    12
    Kraftfahrzeug
    14
    Wärmeleitvorrichtung
    16
    Wärmeleitelement
    18
    Batteriezelle
    20
    Federelement
    22
    Gehäusewand
    24
    Halteeinrichtung
    26
    Drehbewegung
    28
    Drehpunkt
    x
    x-Achse
    y
    y-Achse
    z
    z-Achse
    Wy
    Wärme
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008010839 A1 [0003]
    • DE 102008034876 A1 [0004]
    • DE 102011003538 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Wärmeleitvorrichtung (14) für einen elektrischen Energiespeicher (10) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (12), mit zumindest einem Wärmeleitelement (16), welches zum Kontaktieren mit zumindest einer Batteriezelle (18) des elektrischen Energiespeichers (10) und zum Abführen von Wärme (Wy) von der zumindest einen Batteriezelle (18) ausgebildet ist, und mit zumindest einem Federelement (20), welches zum Ausüben einer definierten Federkraft zwischen der zumindest einen Batteriezelle (18) und dem zumindest einen Wärmeleitelement (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (16) drehbar an einer Halteeinrichtung (24) der Wärmeleitvorrichtung (14) angeordnet ist und das Federelement (20) derart an dem Wärmeleitelement (16) und/oder der Halteeinrichtung (24) angeordnet ist, dass eine Drehbewegung (26) des Wärmeleitelements (16) abgefedert ist.
  2. Wärmeleitvorrichtung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (16) aus Aluminium ausgebildet ist.
  3. Wärmeleitvorrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) aus Kunststoff ausgebildet ist.
  4. Wärmeleitvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) ein Kunststoff-Spritzgussteil ist.
  5. Wärmeleitvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (16) in einem Querschnitt des Wärmeleitelements (16) betrachtet S-förmig ausgebildet ist.
  6. Wärmeleitvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitvorrichtung (14) eine Vielzahl von jeweils drehbar gelagerten Wärmeleitelementen (16) aufweist.
  7. Wärmeleitvorrichtung (14) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von jeweils drehbar gelagerten Wärmeleitelementen (16) geschichtet angeordnet sind.
  8. Wärmeleitvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20) aus Kunststoff ausgebildet ist.
  9. Wärmeleitvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20) als Blattfeder ausgebildet ist.
  10. Wärmeleitvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wärmeleitelement (16) und/oder der Halteeinrichtung (24) jeweils zwei Federelemente (20) angeordnet sind.
DE102020004354.2A 2020-07-20 2020-07-20 Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs Pending DE102020004354A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020004354.2A DE102020004354A1 (de) 2020-07-20 2020-07-20 Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs
KR1020237001911A KR20230027197A (ko) 2020-07-20 2021-07-06 자동차의 전기 에너지 저장 장치를 위한 열전도 장치
CN202180047820.4A CN115769416A (zh) 2020-07-20 2021-07-06 用于机动车的蓄电器的导热装置
EP21748510.1A EP4182994A1 (de) 2020-07-20 2021-07-06 Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen energiespeicher eines kraftfahrzeugs
US18/006,027 US20230349646A1 (en) 2020-07-20 2021-07-06 Heat Conduction Device for an Electric Energy Storage of a Motor Vehicle
PCT/EP2021/068629 WO2022017776A1 (de) 2020-07-20 2021-07-06 Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen energiespeicher eines kraftfahrzeugs
JP2023501558A JP7518276B2 (ja) 2020-07-20 2021-07-06 自動車の電気エネルギー貯蔵装置用の熱伝導装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020004354.2A DE102020004354A1 (de) 2020-07-20 2020-07-20 Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020004354A1 true DE102020004354A1 (de) 2022-01-20

Family

ID=77126772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020004354.2A Pending DE102020004354A1 (de) 2020-07-20 2020-07-20 Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230349646A1 (de)
EP (1) EP4182994A1 (de)
KR (1) KR20230027197A (de)
CN (1) CN115769416A (de)
DE (1) DE102020004354A1 (de)
WO (1) WO2022017776A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008010839A1 (de) 2008-02-23 2009-08-27 Daimler Ag Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte
DE102008034876A1 (de) 2008-07-26 2010-01-28 Daimler Ag Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Batterie
DE102011003538A1 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Behr Gmbh & Co. Kg Verspannungsbügel
US10516192B2 (en) 2013-09-18 2019-12-24 Valeo Systemes Thermiques Battery pack thermal regulation device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008059953B4 (de) * 2008-12-02 2015-02-12 Daimler Ag Batterie und deren Verwendung
FR3066326B1 (fr) * 2017-05-15 2022-01-21 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de refroidissement pour une batterie de vehicule automobile
CN108461686A (zh) * 2018-04-28 2018-08-28 江苏欧力特能源科技有限公司 一种电动车用锂电池放置装置
CN109378420A (zh) * 2018-11-27 2019-02-22 国网江西省电力有限公司赣州供电分公司 一种直流供电的铅酸蓄电池装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008010839A1 (de) 2008-02-23 2009-08-27 Daimler Ag Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte
DE102008034876A1 (de) 2008-07-26 2010-01-28 Daimler Ag Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Batterie
DE102011003538A1 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Behr Gmbh & Co. Kg Verspannungsbügel
US10516192B2 (en) 2013-09-18 2019-12-24 Valeo Systemes Thermiques Battery pack thermal regulation device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023533570A (ja) 2023-08-03
US20230349646A1 (en) 2023-11-02
KR20230027197A (ko) 2023-02-27
EP4182994A1 (de) 2023-05-24
WO2022017776A1 (de) 2022-01-27
CN115769416A (zh) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008034699B4 (de) Batterie mit mehreren Batteriezellen
EP2153487B1 (de) Elektrochemische energiespeichereinheit mit kühlvorrichtung
DE102010013025A1 (de) Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Kühlplatte
EP2165379B1 (de) Elektrochemische energiespeichereinheit
DE102007063195A1 (de) Batterie mit einem Gehäuse und einer Wärmeleitplatte
EP2026387B1 (de) Elektrochemische Energiespeichereinheit
DE102008034875A1 (de) Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
EP2789046B1 (de) Verfahren zum fertigen einer batterie, batterieanordnung und baukastensystem
DE102008059966A1 (de) Batterie mit mehreren in einem Zellenverbund angeordneten Batteriezellen
DE102010028728A1 (de) Kühlung eines Energiespeichers
DE102011120511A1 (de) Batterie und Zellblock für eine Batterie
DE102008059967A1 (de) Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte
DE102008034867A1 (de) Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
WO2010081510A1 (de) Vorrichtung zur spannungsversorgung eines kraftfahrzeugs mit optimierter wärmeabführung
WO2013075801A1 (de) Elektroenergie-speichervorrichtung mit flachen speicherzellen
DE102008059947A1 (de) Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte und daran direkt montierten elektronischen Bauelementen zum Temperieren der Batterie
DE102007001590A1 (de) Elektrischer Energiespeicher
DE102007050400A1 (de) Vorrichtung zur elektronischen Energiespeicherung
DE102009035488A1 (de) Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
DE102019207207A1 (de) Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug
DE102015008264A1 (de) Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102015016599A1 (de) Wärmeleitanordnung und elektrische Batterie
DE102020004354A1 (de) Wärmeleitvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs
DE102019003882A1 (de) Batteriemodul für einen elektrischen Energiespeicher mit einer Batteriezellenhalteeinrichtung und einer Zellkühleinrichtung
DE102018009182A1 (de) Batteriezelle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE