DE102020102523A1

DE102020102523A1 - Batteriekühlelement, Batteriemoduleinheit und Verfahren zum Herstellen eines Batteriekühlelements

Info

Publication number: DE102020102523A1
Application number: DE102020102523.8A
Authority: DE
Inventors: Moritz Lipperheide; Hartmut Wolf
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-05
Also published as: CN115023845A; JP2024059914A; JP2023513052A; US20230344032A1; WO2021151550A1

Abstract

Das hier vorgeschlagene Batteriekühlelement weist eine flexible Oberseite in Form einer flexiblen Mehrschichtverbundfolie auf. Zur Kühlung einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls findet die Wärmeübertragung von der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls in ein Kühlmedium überwiegend durch die vergleichsweise günstige und leichte Mehrschichtverbundfolie statt, welche zudem einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten aufweisen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriekühlelement, eine Batteriemoduleinheit und ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriekühlelements.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Batteriekühlelement aufweisend einen Grundkörper und eine tiefgezogene Mehrschichtverbundfolie, wobei die Mehrschichtverbundfolie auf der dem Innenraum zugewendeten Oberfläche zumindest teilflächig ein Metallmaterial aufweist.
Batteriemoduleinheiten, insbesondere Batteriemoduleinheiten die für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug eingerichtet sind, weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, in welchem ein oder mehrere Batteriemodule bzw. zwei oder mehr Batteriezellen, welche zu Batteriemodulen zusammengefasst sein können, angeordnet sind. Da die Batteriemodule beim be- und/oder entladen Wärme abgeben, sind üblicherweise auch ein oder mehrere Batteriekühlelemente in dem Gehäuse angeordnet, welche dazu eingerichtet sind, die Wärme der Batteriemodule aufzunehmen und aus dem Gehäuse zu transportieren. Insbesondere sind Batteriekühlelemente in Gestalt eines Wärmetauschers bekannt, der dazu eingerichtet ist, von einem Kühlmittel durchströmt zu werden.
Im Stand der Technik sind auch Batteriekühlelemente bekannt, die im Vergleich zu einem Batteriemodul und/oder einem Verbund von Batteriezellen steif ausgebildet sind. Insbesondere kann ein derartiges Batteriekühlelement an der Unterseite des Gehäuses einer Batteriemoduleinheit angeordnet sein.
So kann im Rahmen einer Funktionsintegration von dem Batteriekühlelement sowohl die Funktion Wärmeübertragung als auch die Funktion eines Versteifungselementes für die Batteriemoduleinheit übernommen werden, wodurch Gewichtseinsparungen für eine Batteriemoduleinheit möglich sind.
Während dem Betrieb einer Batteriemoduleinheit kann es zu einem abweichenden Verformungsverhalten kommen, insbesondere im Vergleich zwischen einem Batteriekühlelement und einem Batteriemodul und/oder einem Verbund von Batteriezellen einerseits und einem Batteriekühlelement andererseits.
Zur Sicherstellung einer ausreichenden Wärmeübertragung zwischen einem Batteriemodul und/oder einer Batteriezelle auf der einen Seite und einem Batteriekühlelement auf der anderen Seite, ist im Stand der Technik ein Wärmeleitelement zwischen einem Batteriekühlelement auf der einen Seite und einem Batteriemodul und/oder einer Batteriezelle auf der anderen Seite bekannt, insbesondere in Form von einer Wärmeleitpaste und/oder einer Wärmeleitfolie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Batteriekühlelement, insbesondere Batteriekühlelement für eine Traktionsbatterie, aufweisend einen Grundkörper und eine Mehrschichtverbundfolie, wobei der Grundkörper und die Mehrschichtverbundfolie einen Innenraum des Batteriekühlelements zur Aufnahme eines Kühlmediums zumindest bereichsweise umschließen, wobei der Innenraum mit einem Kühlmediumzufluss und einem Kühlmediumabfluss verbunden ist, wobei die Mehrschichtverbundfolie dreidimensional ausgeformt ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.

Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen.
Unter einem „Batteriekühlelement“ wird eine Vorrichtung verstanden, die zum Kühlen einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls eingerichtet ist. Vorzugsweise wird die von der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul ausgehende Wärme mittels einem Kühlmittel aus dem Batteriekühlelement abgeführt.
Vorzugsweise weist das Batteriekühlelement eine Außenfläche zum zumindest bereichsweisen Anliegen an einer Batteriezelle oder an einem mindestens zwei Batteriezellen aufweisenden Batteriemodul einer Batteriemoduleinheit, einen von der Außenfläche zumindest bereichsweise umschlossenen Innenraum zur Aufnahme eines Kühlmediums, einen mit dem Innenraum verbundenen Kühlmediumzufluss und einen mit dem Innenraum verbundenen Kühlmediumabfluss auf, wobei die Außenfläche zumindest bereichsweise aus einer wärmeleitenden, flexibel ausgebildeten Mehrschichtverbundfolie ausgebildet ist.
Unter einer „Traktionsbatterie“ wird ein Energiespeicher verstanden, insbesondere ein Energiespeicher für elektrischen Strom. Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zum Einbau in sowie zum Antrieb von Elektroautos geeignet.
Unter einem „Grundkörper“ wird ein Bestandteil eines Batteriekühlelements verstanden, welcher zumindest mit Bezug auf das Batteriekühlelement strukturell als lasttragendes Bauteil ausgebildet ist, sodass er jedenfalls dazu eingerichtet ist, die in dem Batteriekühlelement auftretenden mechanischen Lasten an umliegende Bauteile abführen zu können.
Unter einer „Folie“ wird ein dünnes Metall oder Kunststoffblatt verstanden.
Unter einer „Mehrschichtverbundfolie“ wird eine Folie verstanden, welche mehrere Schichten aufweist.
Vorzugsweise können in einer Mehrschichtverbundfolie unterschiedliche Materialien miteinander kombiniert sein.
Vorzugsweise wird hier vorgeschlagen, dass eine Mehrschichtverbundfolie ein Kunststoffmaterial und ein Metallmaterial aufweist, welche jeweils in Form einer Folienschicht ausgebildet sind. Sofern die Mehrschichtverbundfolie bevorzugt ein Metallmaterial aufweist, kann hierdurch vorteilhaft eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Mehrschichtverbundfolie verbessert werden. Die elektromagnetische Verträglichkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Elements, andere Elemente nicht durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte zu stören oder durch andere Elemente gestört zu werden.
Bevorzugt sei bei einer Mehrschichtverbundfolie an eine Mehrschichtverbundfolie aus zumindest zwei Materialschichten gedacht. Besonders bevorzugt sei bei einer Mehrschichtverbundfolie an eine Mehrschichtverbundfolie gedacht, die zumindest teilflächig zwei Materialschichten aufweist. So ist insbesondere eine Mehrschichtverbundfolie denkbar, welche vollflächig eine erste Schicht aufweist und welche zumindest teilflächig eine zweite Materialschicht aufweist, insbesondere ein Kunststoffmaterial als erste Materialschicht und ein Metallmaterial als zweite Materialschicht.
Eine Mehrschichtverbundfolie kann insbesondere mittels einem Kalander hergestellt sein.
Vorzugsweise weist eine Materialschicht einer Mehrschichtverbundfolie ein Metallmaterial auf. Vorzugsweise weist eine Materialschicht einer Mehrschichtverbundfolie ein Kunststoffmaterial auf.
Vorzugsweise sei an eine Mehrschichtverbundfolie gedacht, welche eine nach außen orientierte Kunststoffschicht aufweist. Die nach außen orientierte Kunststoffschicht kann vorzugsweise dazu eingerichtet sein, eine von der Kunststoffschicht verdeckte zweite Materialschicht, insbesondere eine Metallschicht, vor äußeren Einflüssen vorteilhaft zu schützen.
Vorzugsweise weist eine Mehrschichtverbundfolie eine Dicke zwischen 60 und 150 µm auf. Besonders bevorzugt weist eine Mehrschichtverbundfolie eine Dicke zwischen 80 und 125 µm auf.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Dicke der Mehrschichtverbundfolie nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe der hier vorgeschlagenen Dicke der Mehrschichtverbundfolie liefern.
Bei einer Mehrschichtverbundfolie kann auch an eine Folie gedacht werden, welche unterschiedliche Metallmaterialien aufweist, insbesondere in unterschiedlichen Schichten der Mehrschichtverbundfolie.
Weiterhin ist es auch möglich, dass eine Mehrschichtverbundfolie aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffmaterialien ausgebildet ist.
Vorzugsweise sei bei einer Mehrschichtverbundfolie auch an eine Mehrschichtverbundfolie gedacht, welche eine nach außen orientierte erste Materialschicht, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, eine zweite von der ersten Materialschicht verdeckte Materialschicht, insbesondere aus einem Metallmaterial, und zumindest eine dritte Materialschicht, welche dem Innenraum zugewendet ist, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, aufweist, wobei die zweite und die dritte Materialschicht auch teilflächig ausgestaltet sein können.
Vorzugsweise sei bei einer Mehrschichtverbundfolie an eine Mehrschichtverbundfolie gedacht, welche eine erste vollflächige nach außen orientierte erste Materialschicht und eine zumindest teilflächig ausgeprägte zweite Materialschicht, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, aufweist, wobei die zweite Materialschicht dazu eingerichtet ist, mit dem Grundkörper verbunden zu werden, insbesondere stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden zu werden, insbesondere verschweißt zu werden.
Unter einem „Innenraum“ wird ein Bereich eines Batteriekühlelements verstanden, welcher von dem Grundkörper und der Mehrschichtverbundfolie im Wesentlichen umschlossen werden. Weiterhin wird der Innenraum von einem Kühlmediumzufluss und einem Kühlmediumabfluss begrenzt.
Unter einem „Kühlmedium“ wird insbesondere ein gasförmiger und/oder flüssiger Stoff oder ein gasförmiges und/oder flüssiges Stoffgemisch verstanden, welches zum Abtransport von Wärme eingesetzt werden kann.
Unter einem „Kühlmediumzufluss“ wird eine Öffnung des Innenraums verstanden, welche zum Zuführen eines designierten Kühlmediums in das Batteriekühlelement eingerichtet ist.
Unter einem „Kühlmediumabfluss“ wird eine Öffnung des Innenraums verstanden, welche zum Abführen eines designierten Kühlmediums aus das Batteriekühlelement eingerichtet ist.
Unter einer „dreidimensional ausgeformten“ Mehrschichtverbundfolie wird eine Mehrschichtverbundfolie verstanden, welche nach dem Urformen der Mehrschichtverbundfolie so ausgeformt wurde, dass sie nicht mehr rein eben ausgeformt ist, sondern sich vielmehr in allen drei Dimensionen erstreckt, insbesondere sich ohne das Einwirken äußerer Kräfte in allen drei Dimensionen erstreckt, insbesondere sich in ihrem spannungsfreien Zustand in allen drei Dimensionen erstreckt.
Vorzugsweise weist die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie keine Falten auf, zumindest solange keine äußeren Kräfte an der ausgeformten Mehrschichtverbundfolie angreifen.
Vorzugsweise ist die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie mittels Zugdruckumformen, Tiefziehen, Drücken, Innenhochdruckumformen, Hydroformen oder einem anderen Umformverfahren dreidimensional ausgeformt.
Unter einer „tiefgezogenen“ Mehrschichtverbundfolie wird eine Mehrschichtverbundfolie verstanden, die mittels einem Tiefziehverfahren ausgeformt worden ist.
Bei dem hier vorgeschlagenen Batteriekühlelement kommt also vorzugsweise eine Mehrschichtverbundfolie zum Einsatz, welche in ihrer designierten Einsatzform und/oder in ihrer dreidimensional ausgeformten Form und/oder im Einbauzustand des Batteriekühlelements eine erste Ebene, welche zum Verbinden, insbesondere stoffschlüssigen oder formschlüssigen Verbinden, mit dem Grundkörper eingerichtet ist, und zumindest eine zweite Ebene, welche zum möglichst großflächigen Kontakt mit zumindest einer Batteriezelle eingerichtet ist, aufweist.
Vorzugsweise ist die zweite zum Kontakt mit der zumindest einen Batteriezelle eingerichtete Ebene in ihrem designierten Anlagebereich an der zumindest einen Batteriezelle aus der ersten Ebene, welche zum Verbinden, insbesondere stoffschlüssigen oder formschlüssigen Verbinden, mit dem Grundkörper eingerichtet ist, herausgehoben.
Im Stand der Technik ist bekannt, dass Batteriezellen und/oder Batteriemodule, insbesondere für den Einsatz in einer Traktionsbatterie, mittels einem Kühlkörper gekühlt werden, wobei der Kühlkörper als Platte aus Metall ausgebildet ist.
Derartige Kühlkörper weisen nachteilig ein vergleichsweise hohes Gewicht auf und benötigen zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen Batteriezelle und/oder Batteriemodul einerseits und dem Kühlkörper andererseits und/oder zwischen dem Kühlkörper einerseits und dem Gehäuse an das die Wärme abgegeben werden soll andererseits ein Wärmeleitmaterial, insbesondere Wärmeleitpasten und/oder Wärmeleitfolien oder dergleichen. Dabei wird das zumeist vergleichsweise elastische Wärmeleitmaterial zwischen die beiden metallischen Oberflächen gebracht und kann so auch Toleranzen zwischen den metallischen Oberflächen kompensieren. Jedoch sind die Wärmeleitmaterialien teuer, aufwendig aufzutragen und weisen auch selbst einen Wärmeleitwiederstand auf, welcher gesamtheitlich zwar zu einer Verbesserung der Wärmeübertragung führt, jedoch weiterhin keine optimale Lösung für eine effiziente Wärmeübertragung darstellt.
Alternativ hierzu wird hier nun abweichend ein Batteriekühlelement aufweisend einen Grundkörper und eine Mehrschichtverbundfolie vorgeschlagen. Weiterhin weist das hier vorgeschlagene Batteriekühlelement einen Innenraum auf, welcher designiert von einem Kühlmedium durchströmt werden kann.
Gemäß der vorgesehenen Verwendung des hier vorgeschlagenen Batteriekühlelements kann die in der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul entstehende Wärme durch den mittelbaren Kontakt zwischen Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul einerseits und dem Kühlmedium andererseits auf das Kühlmedium übertragen werden. Durch einen designierten Kühlmittelkreislauf kann die auf das Kühlmedium übertragene Wärme abgeführt werden und insbesondere mittels einem designierten weiteren Wärmetauscher an die Umgebung abgeführt werden.
Die Mehrschichtverbundfolie ist dabei dazu eingerichtet, mit der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul in Verbindung gebracht zu werden.
Die Außenfläche des hier vorgeschlagenen Batteriekühlelements ist somit gegenüber den im Stand der Technik bekannten Lösungen vergleichsweise flexibel ausgebildet und weist eine damit verbundene Formbarkeit auf, durch welche etwaige Toleranzen zwischen dem Batteriekühlelement und der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul ausgeglichen werden können, wodurch auf ein im Stand der Technik dies Aufgabe übernehmendes Wärmeleitmaterial vorteilhaft verzichtet werden kann.
Dabei sei konkret auch daran gedacht, dass die hier vorgeschlagene Mehrschichtverbundfolie durch den auf das Kühlmedium wirkenden Druck designiert an die Batteriezelle und/oder das Batteriemodul zumindest bereichsweise angelegt und dabei vorzugsweise im elastischen Bereich der Mehrschichtverbundfolie verformt werden kann, sodass etwaig bestehenden geometrische Toleranzen zwischen Batteriekühlelement und Batteriezelle und/oder Batteriemodul auf besonders einfache Art und Weise ausgeglichen werden können, insbesondere ohne dabei auf ein Wärmeleitmaterial angewiesen zu sein.
Zumindest bereichsweises Anlegen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die durch die Folie flexibel ausgebildete Außenfläche des Batteriekühlelements sich nicht über den gesamten Umfang des Batteriekühlelements erstrecken muss, sondern diese speziell ausgebildete Außenfläche auch nur einen Teilbereich der Außenumfangsfläche des Batteriekühlelements ausbilden kann. Die Folie erstreckt sind dann vorzugsweise auch nur über einen Teilbereich der Außenumfangsfläche des Batteriekühlelements. Es ist aber auch möglich, dass sich die Außenfläche und damit auch die die Außenfläche ausbildende Folie über die gesamte Außenumfangsfläche des Batteriekühlelements erstreckt.
Vorzugsweise entsteht dadurch ein Anlegen der Außenfläche des Batteriekühlelements in Form der Mehrschichtverbundfolie an die designiert zu kühlende Batteriezelle und/oder das designiert zu kühlende Batteriemodul und damit ein flächiger Kontakt über den die Wärmeübertragung stattfinden kann.
Weiterhin wird hier konkret unter anderem vorgeschlagen, dass die Mehrschichtverbundfolie aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet ist, sodass ein guter Wärmeübergang zwischen Batteriemodul bzw. Batteriezelle und Batteriekühlelement erreicht werden kann, ohne dass ein Wärmeleitmaterial, insbesondere eine Wärmeleitpaste, eingesetzt werden muss.
Weiterhin wird hier konkret vorgeschlagen, dass sich die Mehrschichtverbundfolie durch eine geringe Wanddicke auszeichnet, wodurch der Wärmewiderstand zwischen Wärmequelle und Kühlmedium weiterhin vorteilhaft reduziert werden kann.
Ein derart ausgebildetes Batteriekühlelement weist durch die nunmehr nicht mehr steife Ausgestaltung der Außenfläche zudem vorteilhaft ein gegenüber herkömmlichen Batteriekühlelementen deutlich reduziertes Gewicht auf.
Zudem ist eine flache Bauweise des Batteriekühlelements möglich, sodass dieses vorteilhaft besonders platzsparend ausgebildet sein kann.
Die hier vorgeschlagene Außenfläche weist eine Mehrschichtverbundfolie auf, wodurch die Materialeigenschaften unterschiedlicher in der Mehrschichtverbundfolie kombinierter Materialien vorteilhaft miteinander kombiniert werden können.
Vorzugsweise kann so vorteilhaft erreicht werden, dass die von der Mehrschichtverbundfolie gebildete Außenfläche des Batteriekühlelements ein hohes E-Modul und damit trotz geringer Materialdicke eine vergleichsweise hohe Stabilität aufweisen kann.
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Mehrschichtverbundfolie in Abhängigkeit der kombinierten Materialien eine erhöhte Zugfestigkeit und/oder Reißfestigkeit aufweisen kann, sodass Beschädigungen an der Mehrschichtverbundfolie auch bei höheren auf die Mehrschichtverbundfolie wirkenden Lasten vermieden werden können.
Unter anderem wird hier auch konkret unter anderem vorgeschlagen, dass durch die Kombination der Materialien zu der Mehrschichtverbundfolie auch weitere Eigenschaften der Mehrschichtverbundfolie ideal auf die hier vorgesehene Anwendung angepasst werden können, insbesondere sei hier an die Verschweißbarkeit der Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper gedacht, wodurch das Batteriekühlelement kostengünstig hergestellt und robust ausgestaltet werden kann.
Um die Stabilität des Batteriekühlelements weiter zu erhöhen, wird vorgeschlagen in dem Innenraum des Batteriekühlelements ein Stützelement anzuordnen.
Das Stützelement kann eine Tragstruktur ausbilden, welche eine mechanische Abstützung für die Außenfläche des Batteriekühlelements und damit für die Mehrschichtverbundfolie zur Verfügung stellen kann. Das Stützelement kann zur Aufnahme und Weitergabe von Druckbelastungen dienen.
Das Stützelement ist vorzugsweise derart geformt, dass es einen oder mehrere Strömungskanäle ausbildet, durch welchen oder durch welche das designierte Kühlmedium im Innenraum des Batteriekühlelements hindurchströmen kann. Der Strömungskanal bzw. die Strömungskanäle können derart ausgebildet sein, dass der Strömungsweg des Kühlmediums von dem Kühlmediumzufluss zu dem Kühlmediumabfluss möglichst lang ist, insbesondere mittels einer mäanderförmige Ausgestaltung des designierten Strömungswegs. Die Kühlung der Batteriezellen und/oder Batteriemodule kann dadurch besonders effektiv erfolgen.
Das Stützelement kann beispielsweise gerüstartig ausgebildet sein, um die Außenfläche des Batteriekühlelements zu stützen. Bevorzugt ist das Stützelement aus einem steifen Material, insbesondere einem steifen Kunststoffmaterial, ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass das Stützelement aus einem Metallmaterial ausgebildet ist.
Hier wird konkret unter anderem ein Batteriekühlelement mit einer Mehrschichtverbundfolie vorgeschlagen, welche dreidimensional ausgeformt ist. Mit anderen Worten wird hier ein Batteriekühlelement vorgeschlagen, welches eine Mehrschichtverbundfolie aufweist, welche mittels einem Umformverfahren, insbesondere Tiefziehen oder Innenhochdruckumformen, dreidimensional ausgeformt worden ist.
Vorteilhaft kann durch die Verwendung einer dreidimensional ausgeformten Mehrschichtverbundfolie erreicht werden, dass sich bei der für den Einsatz designiert gewünschten gewölbten Form der Mehrschichtverbundfolie keine Wölbungsfalten ergeben, welche die Kontaktfläche der Mehrschichtverbundfolie mit der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul gegebenenfalls nachteilig reduzieren könnten. Mit anderen Worten kann durch das Umformen, insbesondere Tiefziehen oder Innenhochdruckumformen, der Mehrschichtverbundfolie erreicht werden, dass die Mehrschichtverbundfolie derart konditioniert werden kann, dass sie in der designierten Einsatzausformung keinen Falten aufweist. Auf diese Weise können die designiert erreichbaren Form- und Lagetoleranzen des Batteriekühlelements, insbesondere im Kontaktbereich mit der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul vorteilhaft verbessert werden, wodurch auch die Wärmeübertragung verbessert werden kann.
Weiterhin kann durch die Verwendung einer Mehrschichtverbundfolie, welche dreidimensional ausgeformt, insbesondere tiefgezogen oder innenhochdruckumgeformt, ist, vorteilhaft die Materialauswahl angepasst werden. Durch das Ausformen der Mehrschichtverbundfolie mittels Umformen, insbesondere Tiefziehen oder Innenhochdruckumformen, kann insbesondere vorteilhaft erreicht werden, dass die Mehrschichtverbundfolie nicht mehr so anpassungsfähig sein muss. Mit anderen Worten kann die Mehrschichtverbundfolie hierdurch einen höheren E-Modul und eine geringere Elastizität aufweisen, wodurch sich vorteilhaft eine höhere Widerstandsfähigkeit der Mehrschichtverbundfolie erreichen lässt, insbesondere kann so ein höherer Berstdruck der Mehrschichtverbundfolie vorteilhaft erreicht werden.
Bevorzugt weist der Grundkörper eine Nut und/oder einen Einzug auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „Nut“ wird eine Vertiefung in dem Grundkörper verstanden, deren Längserstreckung größer als ihre Quererstreckung ist.
Unter einem „Einzug“ wird eine Vertiefung in dem Grundkörper verstanden, deren Quererstreckung größer als ihre Längserstreckung ist.

Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der für das designierte Kühlmedium ausgeformte Innenraum nicht nur durch eine Verformung der Mehrschichtverbundfolie erreicht wird, sondern zumindest teilweise auch in dem Grundkörper ausgeformt wird, wodurch die Verformung der Mehrschichtverbundfolie vorteilhaft beschränkt werden kann und ein etwaiges Stützgerippe zur Abstützung einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls ebenfalls eine kleinere Erstreckung aufweisen kann.
Mit anderen Worten kann erreicht werden, dass die Höhe des Zugs der Mehrschichtverbundfolie beschränkt werden kann, insbesondere bei besonders vorteilhafter Ausgestaltung sogar auf den Ausgleich der Lagetoleranz zwischen der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul einerseits und dem Batteriekühlelement andererseits beschränkt werden kann.
Bevorzugt weist die Mehrschichtverbundfolie einen Schweißbereich auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Schweißbereich“ wird ein Bereich der Mehrschichtverbundfolie verstanden, der dazu eingerichtet ist, dass die Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper verschweißt werden kann. Vorzugsweise weist der Schweißbereich eine Kunststoffschicht auf der Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie auf, welche mit dem Grundkörper verschweißt werden kann.

Hier wird also konkret ein Batteriekühlelement vorgeschlagen, bei dem der Grundkörper und die Mehrschichtverbundfolie miteinander verschweißt sind.
Vorzugsweise ist der Schweißbereich der Mehrschichtverbundfolie auf die Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie angespritzt, besonders bevorzugt nur in dem Bereich in dem die Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper verschweißt ist.
Dabei sei unter anderem an eine Mehrschichtverbundfolie gedacht, welche auf der dem Innenraum zugewendeten Oberfläche eine Schicht aus Metallmaterial aufweist, auf die in den für die Verschweißung relevanten Stellen eine Kunststoffschicht aufgetragen, insbesondere aufgespritzt, ist, wodurch ein Schweißbereich gebildet wird.
Unter einer „dem Innenraum zugewendeten Oberfläche“ der Mehrschichtverbundfolie wird die Seite einer Mehrschichtverbundfolie verstanden, welche gemäß der vorgesehenen Anordnung der Mehrschichtverbundfolie mit dem Innenraum des Batteriekühlelements korrespondiert.
Vorzugsweise ist die dem Innenraum zugewendeten Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie mit der Grundplatte des Batteriekühlelements verschweißt. An der Stelle einer Verschweißung ist die Mehrschichtverbundfolie dann zwar nicht mehr dem Innenraum zugewendet, da sie stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. Dies ändert jedoch nichts an der Seite der Mehrschichtverbundfolie, welche dem Innenraum des Batteriekühlelements zugewendet ist.
Weiterhin sei konkret an eine Mehrschichtverbundfolie gedacht, welche auf der dem Innenraum zugewendeten Oberfläche eine Schicht aus Kunststoffmaterial aufweist, auf die in den für die Verschweißung relevanten Stellen eine zusätzliche Kunststoffschicht aufgetragen, insbesondere aufgespritzt, ist, wodurch ein Schweißbereich gebildet wird. Auch wenn die auf der dem Innenraum zugewendeten Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie bereits eine Schicht aus Kunststoffmaterial aufweist, so sei vorzugsweise auch daran gedacht, dass diese nicht mit dem Grundkörper verschweißbar ist, sodass ein zusätzlicher Schweißbereich aus Kunststoff benötigt wird. Eine Materialschicht aus Kunststoffmaterial kann unter anderem nicht mit dem Grundkörper verschweißbar sein, wenn die Schicht aus Kunststoffmaterial zum Verschweißen zu dünn ist, wodurch keine Verbindung mit dem Grundkörper hergestellt werden kann, oder wenn sie ein Kunststoffmaterial aufweist, welches nicht mit dem Kunststoffmaterial des Grundkörpers verschweißbar ist.
Durch den Schweißbereich kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Mehrschichtverbundfolie und der Grundkörper stoffschlüssig mittels Verschweißung miteinander verbunden sind.
Bevorzugt weist die Mehrschichtverbundfolie auf der dem Innenraum zugewendeten Oberfläche zumindest teilflächig ein Metallmaterial auf.
Unter „teilflächig“ wird verstanden, dass die Oberfläche einer Seite einer Mehrschichtverbundfolie in Bereiche unterschiedlicher Oberflächenmaterialien eingeteilt werden kann. Eine zugehörige Teilfläche oder ein Bereich wird durch den Wechsel des Oberflächenmaterials begrenzt.
Unter einem „Metallmaterial“ wird vorzugsweise ein Material verstanden, welches überwiegend, also zu mindestens 70 Gew.-%, aus Aluminium oder Kupfer besteht.
Gemäß einer denkbaren Ausführungsform der Mehrschichtverbundfolie weist diese eine Schicht aus einem Metallmaterial und eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial auf, wobei das Metallmaterial in Richtung des Innenraums und das Kunststoffmaterial auf der von dem Innenraum abgewandten Seite der Mehrschichtverbundfolie angeordnet ist.
Vorteilhaft kann durch eine Mehrschichtverbundfolie aufweisend eine zum Innenraum orientierte Schicht aus einem Metallmaterial und eine von dem Innenraum abgewandte Schicht aus einem Kunststoffmaterial erreicht werden, dass trotz der Verwendung einer Kunststoffschicht weiterhin ein vergleichsweiser guter Wärmeübergangskoeffizient durch die Mehrschichtverbundfolie vorteilhaft erreicht werden kann, insbesondere kann der Wärmeübergangskoeffizient gegenüber einer Mehrschichtverbundfolie verbessert werden, die über zumindest weite Teile ihrer Erstreckung, insbesondere über ihre ganze Erstreckung, eine Metallmaterialschicht als Mittellage und jeweils eine Schicht aus Kunststoffmaterial an den Außenlagen aufweist.
Gemäß einer konkreten Ausführungsform einer hier vorgeschlagenen Mehrschichtverbundfolie aufweisend eine zum Innenraum orientierte Schicht aus einem Metallmaterial und eine von dem Innenraum abgewandte Schicht aus einem Kunststoffmaterial sei daran gedacht, dass die Mehrschichtverbundfolie über ihre gesamte Erstreckung jeweils beide Materialschichten aufweist.
Um eine Verschweißbarkeit der Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper zu erreichen wird weiterhin vorgeschlagen, dass auf das Metallmaterial zumindest im Bereich der designierten Verschweißung eine weitere Kunststoffschicht, insbesondere ein Schweißbereich, aufgetragen wird, welche mit dem Kunststoff dem Grundkörper verschweißbar ist.
Gemäß einer weiteren konkreten Ausführungsform einer Mehrschichtverbundfolie aufweisend eine zum Innenraum orientierte Schicht aus einem Metallmaterial und eine von dem Innenraum abgewandte Schicht aus einem Kunststoffmaterial sei daran gedacht, dass die Mehrschichtverbundfolie über ihre gesamte Erstreckung eine äußere Kunststoffschicht aufweist, wohingegen die designiert zum Innenraum orientierte Metallschicht in dem Bereich unterbrochen ist, welcher designiert mit dem Grundkörper verschweißt werden soll. Auf diese Weise kann vorteilhaft erreicht werden, dass für die Verschweißbarkeit der Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper keine weitere Kunststoffschicht auf die Mehrschichtverbundfolie aufgetragen werden muss.
Bevorzugt ist ein dem Innenraum zugewendeter und das Metallmaterial auf der Oberfläche aufweisender Bereich der Mehrschichtverbundfolie dazu eingerichtet, einen höheren Wärmeübergangskoeffizienten aufzuweisen, als ein an den dem Innenraum zugewendeten und das Metallmaterial auf der Oberfläche aufweisenden angrenzender Bereich der Mehrschichtverbundfolie.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Wärmeübergangskoeffizient“ wird ein Proportionalitätsfaktor verstanden, der die Intensität des Wärmeübergangs durch die Mehrschichtverbundfolie bestimmt. Er ist eine spezifische Kennzahl einer Konfiguration von Materialien.

Hier wird nun konkret ein Batteriekühlelement aufweisend eine Mehrschichtverbundfolie vorgeschlagen, die entsprechend ihrer Materialauswahl und gemäß ihrer Materialanordnung derart ausgestaltet ist, dass ein für den Kontakt mit der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul eingerichteter erster Bereich einen höheren Wärmeübergangskoeffizienten aufweist, als ein benachbarter zweiter Bereich, insbesondere ein benachbarter zweiter Bereich, der für eine Verbindung, insbesondere stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung, insbesondere stoffschlüssige Verbindung mittels verschweißen, der Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper eingerichtet ist.
Vorzugsweise sei an eine Mehrschichtverbundfolie gedacht, die auf der dem Innenraum zugewandten Seite eine Metallschicht aufweist, wobei in dem zweiten für die Verschweißung vorgesehenen Bereich eine Kunststoffschicht auf die Metallschicht aufgetragen wurde, welche ebenfalls in Richtung des Innenraums des Batteriekühlelements orientiert ist.
Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Mehrschichtverbundfolie in dem für den effizienten Wärmeübergang relevanten Bereich einen höheren Wärmeübertragungskoeffizienten aufweisen kann, als in dem angrenzenden Bereich, insbesondere in dem angrenzenden Bereich der für die Verschweißung mit dem Grundkörper eingerichtet ist, welcher vorzugsweise nicht in direkten Kontakt mit einer Batteriezelle und/oder einem Batteriemodul kommt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Metallmaterial als ein Legierungsbestandteil Aluminium auf, bevorzugt weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 85 Gew.-% auf, besonders bevorzugt weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 95 Gew.-% auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Legierungsbestandteil“ wird ein Bestandteil eines Metalls innerhalb einer Legierung aufweisend eine Mehrzahl von Metallen verstanden.
Unter dem „Aluminiumanteil in Gew.-%“ wird das Anteil des chemischen Elements Aluminium in einer Legierung aufweisend eine Mehrzahl von Elementen verstanden, wobei der Anteil in Prozent bezogen auf die Gesamtmasse der Legierung angegeben wird.

Durch den Einsatz von Aluminium als Metallmaterial kann vorteilhaft eine hohe Wärmeleitfähigkeit der Metallschicht erreicht werden, sodass insgesamt ein hinsichtlich des Wärmeüberganges effizientes Batteriekühlelement erreicht werden kann.
Vorzugsweise weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 70 Gew.-% auf. Vorzugsweise weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 75 Gew.-% auf. Vorzugsweise weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 80 Gew.-% auf. Vorzugsweise weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 90 Gew.-% auf. Vorzugsweise weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 97 Gew.-% auf.
Vorzugsweise weist das Metallmaterial einen Aluminiumanteil von mehr als 98,5 Gew.-% auf.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für den Aluminiumanteil nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Aluminiumanteils liefern.
Gemäß einer optionalen Ausgestaltungsform weist das Metallmaterial als ein Legierungsbestandteil Kupfer auf.
Vorzugsweise weist das Metallmaterial einen Kupferanteil von mehr als 70 Gew.-% auf, bevorzugt von mehr als 75 Gew.-%, bevorzugt von mehr als 80 Gew.-%, bevorzugt von mehr als 85 Gew.%, bevorzugt von mehr als 90 Gew.-%, bevorzugt von mehr als 95 Gew.-%, bevorzugt von mehr als 98,5 Gew.-%.
Vorteilhaft kann durch die Verwendung von Kupfer als Legierungsbestandteil der Metallschicht eine hohe Wärmeleitfähigkeit der Metallschicht erreicht werden, sodass insgesamt ein hinsichtlich des Wärmeüberganges effizientes Batteriekühlelement erreicht werden kann.
Optional entspricht der das Metallmaterial auf der dem Innenraum zugewendeten Oberfläche aufweisende Bereich der Mehrschichtverbundfolie im Wesentlichen einem Bereich der Mehrschichtverbundfolie, der zum Kontakt mit einem Batteriemodul und/oder einer Batteriezelle eingerichtet ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „Batteriezelle“ wird ein Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis verstanden.
Unter einem „Batteriemodul“ wird ein Teil einer Batteriemoduleinheit verstanden, wobei das Batteriemodul eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist.
Unter dem Bereich der Mehrschichtverbundfolie, welcher „zum Kontakt mit einem Batteriemodul und/oder einer Batteriezelle eingerichtet“ ist, wird der Bereich einer Mehrschichtverbundfolie verstanden, welcher designiert mit einem Batteriemodul und/oder einer Batteriezelle in Kontakt kommt.

Hier wird nun vorgeschlagen, dass die Mehrschichtverbundfolie eine Metallschicht aufweist, welche im Wesentlichen zumindest so groß ist wie der Bereich, welcher designiert mit einer Batteriezelle und/oder einem Batteriemodul in Kontakt gebracht wird.
Auf diese Weise kann vorteilhaft ein Batteriekühlelement erreicht werden, welches in dem designierten Kontaktbereich mit der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten aufweist, sodass ein effizienter Wärmeübergang erreicht werden kann, während in den benachbarten Bereichen die Materialeigenschaften der Mehrschichtverbundfolie an die dort vorherrschenden lokalen Anforderungen angepasst werden können, insbesondere an die Verschweißbarkeit mit dem Grundkörper.
Unter im Wesentlichen wird ein Bereich verstanden, welcher zumindest zu 80 % kongruent ist, vorzugsweise ein Bereich welcher zumindest zu 90 % kongruent ist, bevorzugt ein Bereich welcher zumindest zu 95 % kongruent ist, besonders bevorzugt ein Bereich welcher zumindest zu 98 % kongruent ist.
Bevorzugt weist die Mehrschichtverbundfolie auf der dem Innenraum zugewendeten Oberfläche zumindest teilflächig ein Kunststoffmaterial auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Kunststoffmaterial“ wird ein Werkstoff verstanden, welcher hauptsächlich aus Makromolekülen besteht.

Vorzugsweise kann unter einem Kunststoffmaterial ein Polyethylen, insbesondere ein reißfest modifiziertes Polyethylen, und/oder ein Polyisobutylen und/oder ein Polyvinylbutyral und/oder ein Ethylenvinylacetat und/oder ein Polyacrylat und/oder ein Polymethylenacrylat und/oder ein Polyurethan und/oder ein vorgerecktes Polypropylen und/oder ein Polyvinylacetat 5 und/oder ein Ethylenvinylacetat und/oder ein thermoplastischer Elastomer auf Urethanbasis verstanden werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das Kunststoffmaterial auf der dem Innenraum zugewandten Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie so angepasst werden kann, dass es mit dem Grundkörper verschweißt werden kann.
Gemäß einer optionalen Ausführungsform entspricht der dem Innenraum zugewendete und das Kunststoffmaterial auf der Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie aufweisende Bereich im Wesentlichen einer Kontaktfläche mit dem Grundkörper, wobei das Kunststoffmaterial mit dem Grundkörper verschweißbar ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „Kontaktfläche mit dem Grundkörper“ wird die Fläche verstanden, welche designiert mit dem Grundkörper in Kontakt kommt oder mit dem Grundkörper verschweißt wird.
Unter „verschweißbar“ wird hier die Verschweißbarkeit von Thermoplasten, also die stoffschlüssige Verbindbarkeit von Thermoplasten, insbesondere die dauerhafte stoffschlüssige Verbindbarkeit von Thermoplasten, verstanden.
Unter im Wesentlichen wird ein Bereich verstanden, welcher zumindest zu 80 % kongruent ist, vorzugsweise ein Bereich welcher zumindest zu 90 % kongruent ist, bevorzugt ein Bereich welcher zumindest zu 95 % kongruent ist, besonders bevorzugt ein Bereich welcher zumindest zu 98 % kongruent ist.

Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die die Mehrschichtverbundfolie eine bereichsoptimierte Ausgestaltung von Materialien aufweist.
Nach einer bevorzugten Variante entspricht das Kunststoffmaterial LDPE oder PE oder PA oder PP.
Unter „LDPE“ wird ein Low Density Polyethylen verstanden, also ein Polyethylen niedriger Dichte.
Unter „PE“ wird ein Polyethylen verstanden.
Unter „PA“ wird ein Polyamid verstanden.
Unter „PP“ wird ein Polypropylen verstanden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das Kunststoffmaterial mit einem kompatiblen Grundkörper verschweißen lässt.
Bevorzugt weist die Mehrschichtverbundfolie auf der dem Innenraum abgewendeten Oberfläche zumindest teilflächig ein Kunststoffmaterial auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „dem Innenraum abgewendeten Oberfläche“ wird die Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie verstanden, welche die Außenoberfläche des Batteriekühlelements zumindest teilweise beschreibt.

Insbesondere bevorzugt weist die Mehrschichtverbundfolie auf der dem Innenraum abgewendeten Oberfläche vollflächig ein Kunststoffmaterial auf.
Vorteilhaft kann somit erreicht werden, dass die Metallschicht der Mehrschichtverbundfolie optimal vor äußeren Einflüssen geschützt werden kann.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das Kunststoffmaterial strukturviskos.
Besonders bevorzugt ist das Kunststoffmaterial thixotrop.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „strukturviskosen“ Kunststoffmaterial wird ein Kunststoffmaterial verstanden, welches bei hohen Scherkräften eine abnehmende Viskosität aufweist. Mit anderen Worten verringert sich die Viskosität eines strukturviskosen Kunststoffmaterials mit einer Zunahme der auf das Kunststoffmaterial wirkenden Scherbelastung.
Unter einem „thixotropen“ Kunststoffmaterial wird ein Kunststoffmaterial verstanden, welches bei einer konstanten Scherung mit der Zeit die Viskosität abbaut. Vorzugsweise steigt die Viskosität zeitabhängig nach Beendigung der Scherbelastung wieder an.

Vorzugsweise ist das Kunststoffmaterial auf der Außenseite der Mehrschichtverbundfolie strukturviskos, besonders bevorzugt thixotrop. Mit anderen Weise ist vorzugsweise das der Batteriezelle designiert zugewandte Kunststoffmaterial strukturviskos, besonders bevorzugt thixotrop.
Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass die die Metallschicht schützende Kunststoffschicht bei starken Scherbelastungen eine kleinere Viskosität aufweist, wodurch einer Beschädigung der schützenden Kunststoffschicht durch Scherbelastungen vorteilhaft entgegengewirkt werden kann.
Optional besteht der Grundkörper aus LDPE oder PE oder PA oder PP.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Grundkörper besonders leicht ausgeführt werden kann und sich mit einer kompatiblen Mehrschichtverbundfolie verschweißen lässt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Grundkörper ein Befestigungselement zur Befestigung einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Befestigungselement“ wird jegliche Vorrichtung verstanden, die dazu eingerichtet ist, um einen Grundkörper mit einer Batteriezelle und/oder einem Batteriemodul zu befestigen.

Zweckmäßigerweise ist der Grundkörper dazu eingerichtet, als lasttragendes Element einer Batteriemoduleinheit eingesetzt zu werden, insbesondere einer Batteriemoduleinheit einer Traktionsbatterie.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „lasttragenden Element“ wird ein Bauteil oder eine Baugruppe verstanden, welche dazu eingerichtet ist nicht nur die Lasten zerstörungsfrei aufzunehmen, welche innerhalb des Bauteils oder der Baugruppe entstehen, sondern vielmehr dazu eingerichtet sein kann äußere Lasten die auf das Bauteil oder die Baugruppe einwirken durch das Bauteil oder die Baugruppe zerstörungsfrei hindurchzuleiten.
Unter einer „Batteriemoduleinheit“ wird ein Batteriemodulsystem verstanden, welches aus einer Mehrzahl von Batteriemodulen aufweist.

Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Batteriemoduleinheit kein weiteres lasttragendes Gehäuse mehr benötigt, wodurch Material und Gewicht eingespart werden kann.
Optional ist der Grundkörper dazu eingerichtet, als Bestandteil des Gehäuses einer Batteriemoduleinheit eingesetzt zu werden, insbesondere einer Batteriemoduleinheit einer Traktionsbatterie.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass ein Bestandteil des Gehäuses einer Batteriemoduleinheit mittels des Grundkörpers abgebildet wird, wodurch vorteilhaft Material für und Gewicht einer Batteriemoduleinheit eingespart werden können.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Batteriemoduleinheit, insbesondere eine Batteriemoduleinheit einer Traktionsbatterie, aufweisend eine Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul und ein Batteriekühlelement nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Batteriekühlelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf eine Batteriemoduleinheit aufweisend eine Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul und ein Batteriekühlelement nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des ersten Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriekühlelements, insbesondere eines Batteriekühlelements für eine Traktionsbatterie, insbesondere eines Batteriekühlelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Batteriekühlelement einen Grundkörper und eine dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie aufweist, wobei der Grundkörper und die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie einen Innenraum des Batteriekühlelements zur Aufnahme eines Kühlmediums zumindest bereichsweise umschließen, umfassend folgende Schritte:

- Bereitstellen einer Folie oder einer Mehrschichtverbundfolie, insbesondere einer Folie oder einer Mehrschichtverbundfolie aufweisend eine Oberfläche aus einem Metallmaterial oder aufweisend eine beidseitige Kunststoffoberfläche;
- Ausformen der Folie oder der Mehrschichtverbundfolie mittels einem Umformverfahren, insbesondere mittels einem Tiefziehverfahren oder einem Innenhochdruckumformverfahren; und
- Verbinden von Mehrschichtverbundfolie und Grundkörper.

Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter „Ausformen“ wird jede Umformung eines Körpers verstanden, mittels derer eine dreidimensionale Ausformung erreicht werden kann, insbesondere eine dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie.

Vorzugsweise wird unter Ausformen ein Ausformen mittels einem Tiefziehverfahren verstanden.
Unter einem „Tiefziehverfahren“ wird ein Umformverfahren verstanden, welches dazu eingerichtet ist, mittels Zugdruckumformen aus einer Folie einen einseitig offenen Hohlkörper zu formen.
Vorzugsweise wird unter Ausformen ein Ausformen mittels einem Innenhochdruckumformverfahren verstanden.
Unter einem „Innenhochdruckumformverfahren“ wird ein Umformverfahren verstanden, bei dem ein Körper, insbesondere eine Mehrschichtverbundfolie, in einem geschlossenen Formwerkzeug mittels Innendruck ausgeformt wird. Vorzugsweise kann unter einem Innenhochdruckumformverfahren ein Hydroformingverfahren verstanden werden.
Unter „Verbinden“ wird jedes Verfahren verstanden, welches zum Verbinden von Mehrschichtverbundfolie und Grundkörper eingerichtet ist, insbesondere zum stoffschlüssigen oder formschlüssigen Verbinden eingerichtet ist.
Bei einem stoffschlüssigen Verbinden sei vorzugsweise an ein Schweißverfahren gedacht.
Bei einem kraftschlüssigen Verbinden sei insbesondere an ein Bördelverfahren und/oder ein Rendelverfahren gedacht.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Schritte des Verfahrens in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen werden können, wobei dies hier nicht gefordert wird. Die Schritte können also ausdrücklich auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden.
Weiterhin sei ausdrücklich darauf verwiesen, dass die Schritte an einer Arbeitsstation oder an mehreren Arbeitsstationen, insbesondere in zueinander sternförmig angeordneten Arbeitsstationen, ausgeführt werden können.
Hier wird konkret für die Herstellung eines Batteriekühlelements vorgeschlagen, die Mehrschichtverbundfolie mittels einem Umformverfahren, insbesondere mittels einem Tiefziehprozess oder einem Innenhochdruckumformverfahren, auszuformen, sodass sich bei der für den Einsatz designiert gewünschten gewölbten Form der dreidimensional ausgeformten Mehrschichtverbundfolie keine Wölbungsfalten ergeben, welche die Kontaktfläche der Mehrschichtverbundfolie mit der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul gegebenenfalls nachteilig reduzieren könnten. Mit anderen Worten kann durch das Umformen, insbesondere Tiefziehen oder Innenhochdruckumformen, der Mehrschichtverbundfolie erreicht werden, dass die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie derart konditioniert werden kann, dass sie in der designierten Einsatzausformung keinen Falten aufweist. Auf diese Weise können die designiert erreichbaren Form- und Lagetoleranzen des Batteriekühlelements, insbesondere im Kontaktbereich mit der Batteriezelle und/oder dem Batteriemodul vorteilhaft verbessert werden, wodurch auch die Wärmeübertragung verbessert werden kann.
Weiterhin kann durch das Umformen, insbesondere Tiefziehen oder Innenhochdruckumformen, vorteilhaft die Materialauswahl angepasst werden. Durch das Ausformen der Mehrschichtverbundfolie mittels Tiefziehen kann insbesondere vorteilhaft erreicht werden, dass die Mehrschichtverbundfolie nicht mehr so anpassungsfähig sein muss. Mit anderen Worten kann die Mehrschichtverbundfolie hierdurch einen höheren E-Modul und eine geringere Elastizität aufweisen, wodurch sich vorteilhaft eine höhere Widerstandsfähigkeit der Mehrschichtverbundfolie erreichen lässt, insbesondere kann so ein höherer Berstdruck der Mehrschichtverbundfolie vorteilhaft erreicht werden.
Nach dem Ausformen wird vorgeschlagen die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper zu verbinden, wodurch das Batteriekühlelement entsteht.
Alternativ zu einer Verschweißung der Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper sei bei dem Schritt des Verbindens auch daran gedacht, dass die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie mit dem Grundkörper verklebt und/oder verbördelt und/oder durch ein Rendelverfahren formschlüssig miteinander verbunden wird.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform umfasst das Verbinden von der dreidimensional ausgeformten Mehrschichtverbundfolie und dem Grundkörper die nachfolgenden Schritte

- Zumindest bereichsweises Auftragen einer Schicht aus Kunststoffmaterial auf die Folie oder die Mehrschichtverbundfolie, insbesondere Auftragen der Schicht aus Kunststoffmaterial auf die Oberfläche aus einem Metallmaterial oder aus einem Kunststoffmaterial, wobei das aufgetragene Kunststoffmaterial mit dem Grundkörper verschweißbar ist; und
- Verschweißen von Grundkörper und der Schicht aus Kunststoffmaterial zu einem Batteriekühlelement.

Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter „Auftragen“ wird jedes Verfahren verstanden, welches dazu eingerichtet ist, eine Schicht aus Kunststoffmaterial auf eine Folie und/oder eine Mehrschichtverbundfolie aufzubringen.

Hier wird vorgeschlagen zum Verbinden eine Materialschicht aus Kunststoffmaterial auf die Mehrschichtverbundfolie aufzubringen. Dies kann einseitig oder zweiseitig erfolgen.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die nach dem Umformen, insbesondere Tiefziehen oder Innenhochdruckumformen, aufgetragene Schicht aus Kunststoffmaterial nur im Bereich des Kontaktbereichs mit dem Grundkörper aufgebracht wird, sodass diese zur Verschweißung mit dem Grundkörper genutzt werden kann.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen das Kunststoffmaterial aufzuspritzen.
Nach dem Auftragen einer Schicht aus Kunststoffmaterial wird vorgeschlagen den Grundkörper und die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie miteinander zu einem Batteriekühlelement zu verschweißen, insbesondere durch Verschweißung von Grundkörper und der Schicht aus Kunststoffmaterial.
Bevorzugt erfolgen das Ausformen der Folie oder der Mehrschichtverbundfolie und das Auftragen der Schicht aus Kunststoffmaterial in einem Arbeitstakt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Arbeitstakt“ wird eine zyklische Phase beim Durchlaufen eines wiederholend ablaufenden Verfahrens verstanden. Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte eines Arbeitstakts an einer Station einer Maschine ausgeführt.

Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Station zum Herstellen eines Batteriekühlelements vorteilhaft für zumindest zwei Arbeitsschritte genutzt werden kann, wodurch Investitionskosten für eine Maschine zum Herstellen eines Batteriekühlelements eingespart werden können.
Bevorzugt werden die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie und der Grundkörper formschlüssig miteinander verbunden.
Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass die Mehrschichtverbundfolie oder die Mehrschichtverbundfolie mit einer Schicht aus Kunststoff nicht zum Verschweißen mit dem Grundkörper geeignet sein müssen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

1: schematisch ein Batteriekühlelement und ein Batteriemodul;
2: schematisch ein alternatives Batteriekühlelement und ein Batteriemodul;
3: schematisch eine Draufsicht auf ein Batteriekühlelement; und
4: schematisch ein alternatives Batteriekühlelement und ein Batteriemodul.

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
Das Batteriekühlelement 10 in 1 besteht im Wesentlichen aus einer dreidimensional ausgeformten Mehrschichtverbundfolie 20 und einem Grundkörper 30, wobei die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 und der Grundkörper 30 teilflächig miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sind.
Gemeinsam bilden der Grundkörper 30 und die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 einen Innenraum 40 zur designierten Aufnahme eines Kühlmediums 42, welches designiert durch den Kühlmediumzufluss 44 in den Innenraum 40 einströmen und designiert durch den Kühlmediumabfluss 46 aus dem Innenraum 40 ausströmen kann.
Bei der designierten Benutzung des Batteriekühlelements 10 kommt das Batteriekühlelement 10, insbesondere die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 des Batteriekühlelements 10 in einen Kontakt zu einem Batteriemodul 50 oder einer Batteriezelle (nicht dargestellt).
Die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 weist vorzugsweise eine dem Innenraum 40 zugewandte Metallmaterialschicht 22 und eine dem Innenraum abgewandte Kunststoffmaterialschicht 24 auf, welche designiert mit dem Batteriemodul 50 in Kontakt kommt.
Weiterhin weist die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 teilflächig eine Kunststoffmaterialschicht 26 auf, mittels welcher die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 mit dem Grundkörper 30 verbunden, insbesondere verschweißt, ist.
Das Batteriekühlelement 10 in 2 zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper 30 die Einzüge 32, 34 aufweist, welche vorteilhaft ermöglichen, dass die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 eine kleinere Verformung (nicht bezeichnet) zur Bildung des Innenraums 40 aufweisen kann.
Die Draufsicht auf das Batteriekühlelement 10 in 3 weist die Bereiche 60, 62 auf in welchen die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie (nicht bezeichnet) mit dem Grundkörper (nicht bezeichnet) verbunden, insbesondere verschweißt, ist.
Weiterhin weist die Draufsicht auf das Batteriekühlelement 10 in 3 den Bereich 70 auf, in welchem das Batteriekühlelement 10, insbesondere die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie (nicht bezeichnet) dazu eingerichtet ist, mit einem Batteriemodul designiert in Kontakt zu kommen.
Bei dem Batteriekühlelement 10 in 4 weist die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie 20 vorzugsweise eine dem Innenraum 40 zugewandte Kunststoffmaterialschicht 28, vorzugsweise eine vollflächige Kunststoffmaterialschicht 28, vorzugsweise eine gegenüber der Kunststoffmaterialschicht 26 dünne Kunststoffmaterialschicht 28, und eine dem Innenraum abgewandte Kunststoffmaterialschicht 24 auf, welche designiert mit dem Batteriemodul 50 in Kontakt kommt.
Bezugszeichenliste

10: Batteriekühlelement
20: Mehrschichtverbundfolie
22: Metallmaterialschicht
24: Kunststoffmaterialschicht außen
26: Kunststoffmaterialschicht/Schweißbereich
28: Kunststoffmaterialschicht innen
30: Grundkörper
32: Einzug
34: Einzug
40: Innenraum
42: Kühlmedium
44: Kühlmediumzufluss
46: Kühlmediumabfluss
50: Batteriemodul
60: Bereich
62: Bereich
70: Bereich

Claims

Batteriekühlelement (10), insbesondere Batteriekühlelement (10) für eine Traktionsbatterie, aufweisend einen Grundkörper (30) und eine Mehrschichtverbundfolie (20), wobei der Grundkörper (30) und die Mehrschichtverbundfolie (20) einen Innenraum (40) des Batteriekühlelements (10) zur Aufnahme eines Kühlmediums (42) zumindest bereichsweise umschließen, wobei der Innenraum (40) mit einem Kühlmediumzufluss (44) und einem Kühlmediumabfluss (46) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverbundfolie (20) dreidimensional ausgeformt ist.
Batteriekühlelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) eine Nut und/oder einen Einzug (32, 34) aufweist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverbundfolie (20) einen Schweißbereich (26) aufweist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverbundfolie (20) auf der dem Innenraum (40) zugewendeten Oberfläche zumindest teilflächig ein Metallmaterial (22) aufweist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Innenraum (40) zugewendeter und das Metallmaterial (22) auf der Oberfläche aufweisender Bereich (70) der Mehrschichtverbundfolie (20) dazu eingerichtet ist, einen höheren Wärmeübergangskoeffizienten aufzuweisen, als ein an den dem Innenraum (40) zugewendeten und das Metallmaterial (22) auf der Oberfläche aufweisenden angrenzender Bereich (60, 62) der Mehrschichtverbundfolie (20).
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallmaterial (22) als ein Legierungsbestandteil Aluminium aufweist, bevorzugt weist das Metallmaterial (22) einen Aluminiumanteil von mehr als 85 Gew.-% auf, besonders bevorzugt weist das Metallmaterial (22) einen Aluminiumanteil von mehr als 95 Gew.-% auf.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der das Metallmaterial (22) auf der dem Innenraum (40) zugewendeten Oberfläche aufweisende Bereich (70) der Mehrschichtverbundfolie (20) im Wesentlichen einem Bereich (70) der Mehrschichtverbundfolie (20) entspricht, der zum Kontakt mit einem Batteriemodul (50) und/oder einer Batteriezelle eingerichtet ist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverbundfolie (20) auf der dem Innenraum (40) zugewendeten Oberfläche zumindest teilflächig ein Kunststoffmaterial (26) aufweist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Innenraum (40) zugewendete und das Kunststoffmaterial (26) auf der Oberfläche der Mehrschichtverbundfolie (20) aufweisende Bereich (60, 62) im Wesentlichen einer Kontaktfläche mit dem Grundkörper (30) entspricht, wobei das Kunststoffmaterial (26) mit dem Grundkörper (30) verschweißbar ist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial (26) LDPE oder PE oder PA oder PP entspricht.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverbundfolie (20) auf der dem Innenraum (40) abgewendeten Oberfläche zumindest teilflächig ein Kunststoffmaterial (24) aufweist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial (24) strukturviskos ist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) aus LDPE oder PE oder PA oder PP besteht.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) ein Befestigungselement zur Befestigung einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls (50) aufweist.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) dazu eingerichtet ist, als lasttragendes Element einer Batteriemoduleinheit eingesetzt zu werden, insbesondere einer Batteriemoduleinheit einer Traktionsbatterie.
Batteriekühlelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (30) dazu eingerichtet ist, als Bestandteil des Gehäuses einer Batteriemoduleinheit eingesetzt zu werden, insbesondere einer Batteriemoduleinheit einer Traktionsbatterie.
Batteriemoduleinheit, insbesondere eine Batteriemoduleinheit einer Traktionsbatterie, aufweisend eine Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul (50) und ein Batteriekühlelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
Verfahren zum Herstellen eines Batteriekühlelements (10), insbesondere eines Batteriekühlelements (10) für eine Traktionsbatterie, insbesondere eines Batteriekühlelements (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Batteriekühlelement (10) einen Grundkörper (30) und eine dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie (20) aufweist, wobei der Grundkörper (30) und die dreidimensional ausgeformte Mehrschichtverbundfolie (20) einen Innenraum (40) des Batteriekühlelements (10) zur Aufnahme eines Kühlmediums (42) zumindest bereichsweise umschließen, umfassend folgende Schritte: - Bereitstellen einer Folie oder einer Mehrschichtverbundfolie (20), insbesondere einer Folie oder einer Mehrschichtverbundfolie (20) aufweisend eine Oberfläche aus einem Metallmaterial (22) oder aufweisend eine beidseitige Kunststoffoberfläche; - Ausformen der Folie oder der Mehrschichtverbundfolie (20) mittels einem Umformverfahren, insbesondere mittels einem Tiefziehverfahren oder einem Innenhochdruckumformverfahren; und - Verbinden von Mehrschichtverbundfolie (20) und Grundkörper (30) .
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden von Mehrschichtverbundfolie (20) und Grundkörper (30) die nachfolgenden Schritte umfasst: - Zumindest bereichsweises Auftragen einer Schicht aus Kunststoffmaterial (26) auf die Folie oder die Mehrschichtverbundfolie (20), insbesondere Auftragen der Schicht aus Kunststoffmaterial (26) auf die Oberfläche aus einem Metallmaterial (22) oder aus einem Kunststoffmaterial, wobei das aufgetragene Kunststoffmaterial (26) mit dem Grundkörper (30) verschweißbar ist; und - Verschweißen von Grundkörper (30) und der Schicht aus Kunststoffmaterial (26) zu einem Batteriekühlelement (10).
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausformen der Folie oder der Mehrschichtverbundfolie (20) und das Auftragen der Schicht aus Kunststoffmaterial (26) in einem Arbeitstakt erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverbundfolie (20) und der Grundkörper (30) formschlüssig verbunden werden.